Brevet FR2178761A1 — publié le 19731116

La présente invention concerne un procédé de fabrication de composant semiconducteur notamment de circuit intégré du type 'beamlead". Ce procédé a pour but de déposer des bandes de connexions en or sur un circuit intégré au silicium. On sait que les "beamleads" ou conducteur-poutres sont des bandes métalliques déposées sur une face du circuit intégré et constituent les connexions des électrodes des transistors ou autres composants. Ces connexions débordent de la face du circuit intégré sur laquelle elles sont réalisées et peuvent plus aisément être reliées à des circuits extérieurs. Les beamleads suppriment l'emploi d'un boîtier enfermant le transistor. Ils sont généralement réalisés en or. Mais l'or ne peut etre ni déposé directement sur la couche de silice recouvrant la face précédemment mentionnée ni sur les fenêtres ouvertes dans cette couche de silice.Dans ces fenetres on commence de manière connue par réaliser un alliage de silicium et de platine appelé "siliciure"de platine et assurant un bon contact électrique sans pertes ohmiques avec le cristal de silicium et les métaux de connexion déposés ultérieurement. Puis on recouvre la fenêtre et la couche de silice par du titane pour la raison que le titane adhère bien sur la silice et le siliciure de platine et que la résistance électrique du contact entre le titane et le siliciure de platine est très faible. On recouvre ensuite la couche de titane par une couche de platine au moyen de la pulvérisation cathodique. La présence du platine est nécessaire parce que l'or déposé ultérieurement n'adhère pas directement sur le titane alors que l'or et le platine assurent un bon contact entre eux.On enlève ensuite par masquage et photogravure la partie du platine qui n'est pas située à l'aplomb de la fenetre de contact. Pour cela on dépose sur le platine une résine photosensible et on éclaire sélectivement celle-ci à travers un masque de manière à la durcir à l'aplomb de la fenetre. On enlève la résine non durcie qui se trouve à l'exté- rieur de le fenetre grâce à un solvant et on attaque le platine non protégé par la résine, par de liteau régale. Il subsiste une couche de platine à l'aplomb de la fenêtre seulement. On enlève la résine photosensible durcie recouvrant le platine. A ce stade on effectue une nouvelle photogravure utilisant un masquage complémentaire suivant la méthode décrite précédemment, au cours de laquelle la couche de résine photosensible recouvre les parties apparentes du titane.On effectue alors une électrolyse qui permet de déposer de l'or sur le platine seulement. En effet les parties recouvertes de résine photosensible isolantes électriquement ne subissent pas de dépôt électrolytique. On enlève alors la résine durcie par dissolution dans un solvant et l'on dissout les parties de titane non protégées par l'or et le platine grâce à un mélange d'eau oxygénée et d'acide sulfurique. On obtient finalement un conducteur poutre en or disposé sur des couches superposées de platine, de titane et au-dessus de la fenêtre, de siliciure de platine. Le procédé décrit, employé jusqu'à présent, présente des inconvénients dus à l'utilisation consécutive de deux masquages. La réalisation du deuxième masquage positionné d'une façon précise par rapport au premier masquage, est très difficile à obtenir étant donné les faibles dimensions du transistor. La noncoïncidence entre les deux masquages peut produire un chevauchement de la résine photosensible sur la couche de platine située au-dessus de la fenêtre ce qui a pour effet de créer une couche d'or dont la face supérieure est inférieure à celle du platine. Il en résulte comme inconvénient que la couche d'or ne recouvre pas entièrement la couche de platine et que la résistance électrique de la connexion de la poutre sur l'électrode du transistor devient plus grande. Le procédé selon la présente invention remédie à cet inconvénient. Il permet en effet d'obtenir des superpositions parfaites d'or sur le platine ce qui a pour résultat de créer une résistance électrique minimale entre le conducteurpoutre et l'électrode du transistor. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de composant semiconducteur au silicium comprenant les étapes suivantes a) fabrication d'une structure semiconductrice en silicium dont une face au moins est recouverte d'une couche de silice percée de fenêtres de connexion laissant apparaître un alliage de silicium et de platine; b) dépôt d'une couche de titane sur ladite face; c) dépôt d'une couche de platine sur ladite couche de titane; d) enlèvement sélectif de ladite couche de platine de manière à ne la laisser subsister que dans des zones de connexion comprenant lesdites fenêtres; e) création d'une couche isolante sur les parties de ladite couche de titane non recouverte par la couche de platine subsistante. f) dépôt d'une couche d'or par électrolyse sur ladite couche de platine subsistante; g) enlèvement de ladite couche isolante; h) enlèvement de ladite couche de titane dans ses parties non protégées par lesdites couches de platine et d'or, caractérisé par le fait que dans l'étape e) ci-dessus, la création de ladite couche isolante est faite par un processus d'oxydation apte à oxyder la partie de ladite couche de titane non protégée par ladite couche de platine subsistante sans oxyder cette couche de platine. En se référant aux figures schématiques 1 à 4, ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement indicatif et nullement limitatif. Les mêmes éléments représentés sur plusieurs de ces figures portent sur toutes celles-ci les mêmes références. Les figures 1 à 4 représentent des coupes schématiques de circuits intégrés aux stades finals de la fabrication d'un conducteur-poutre. Les stades antérieurs sont connus et ne sont pas représentés par des figures. Sur la figure 1 on voit une plaquette de circuit intégré dont le cristal de silicium est représenté par 1. Sur l'une des faces le cristal de silicium 1 supporte une couche de silice 2 dans laquelle est ouverte une fenêtre 3. Endessous de la fenêtre 3 existe une région d'un type de conductivité qui peut être n et qui est d'un type de conductivité opposé au reste du cristal de silicium 1. Dans la fenêtre 3 à la limite avec la région n est située une couche 4 de siliciure de platine. Par dessus les couches de silice 2 et la couche de siliciure de platine 4 est située une couche de titane 5. Par dessus la couche de titane 5, se trouve une couche 6 de platine qui ne recouvre le titane qu'à l'aplomb de la fenêtre 3. Sur la figure 2 on voit une couche 7 de bioxyde de titane créée sur la couche de titane 5. La couche de bioxyde de titane 7 est située à l'extérieur de la couche de platine 6 ctest-à-dire à l'endroit de la plaquette qui se trouve en dehors de la région à l'aplomb de la fenêtre 3. Ce résultat représenté par la figure 2 est obtenu par une oxydation de la couche de titane 5 non protégée par le couche de platine 6. En effet, le platine ne s'oxyde pas et reste intact. Pour oxyder le titane on utilise soit une oxydation chimique en plongeant la plaquette entière dans une solution d'acide sulfurique et d'eau soit une oxydation anodique. Cette dernière consiste à plonger la plaquette dans un bac à électrolyse, à relier la couche de titane 5 de la plaquette de circuit intégré à l'anode, la cathode étant en titane et l'électrolyte étant une solution d'acide sulfurique dans de l'eau. En réglant une source d'alimentation on arrive à régler l'anodisation ce qui permet de créer une couche 7 d'oxyde de titane d'épaisseur voulue. Sur la figure 3 on voit une couche d'or 8 située au-dessus de la couche de platine 6 c'est-à-dire à l'aplomb de la fenêtre 3. Ce résultat représenté par la figure 3 est obtenu par dépôt d'or sur le platine au moyen d'une électrolyse. Celle-ci a lieu dans un bac contenant un bain de chlorure ou de cyanure d'or. Le platine 6 de la plaquette de circuit intégré est relié à la cathode, l'anode est en inox et l'or se dépose sur les parties non oxydées de la plaquette à savoir le platine. En effet, le bioxyde de titane est un isolant et l'or ne se dépose pas sur la couche 7. La continuité électrique est assurée par la couche de titane sous-jacente. Sur la figure 4 on voit une plaquette telle qu'elle se présente à la fin du procédé. Les couches d'or 8 de platine 6 de titane 5 et de siliciure de platine 4 ne subsistent qu'à l'aplomb de la fenêtre 3. En dehors des zones de connexion le cristal de silicium 1 est protégé par une couche de silice 2 qui forme la face supérieure de la pastille. Ce résultat est obtenu en décapant la face avant de la pastille par une solution constituée pour moitié d'acide sulfurique et pour moitié d'eau oxygénée qui enlève aussi bien la couche de bioxyde dé titane 7 que la couche de titane extérieure aux connexions. L'avantage de ce procédé réside dans le fait que l'oxydation du titane pour créer une couche isolante protectrice permet d'obtenir un alignement parfait de ce revêtement sur le titane et le titane seulement. Les masquages employés dans l'art antérieur faisant appel au dépôt d'une couche de résine photosensible étaient peu précis et provoquaient un empiètement de la couche protectrice sur le platine. Les applications de l'invention concernent les circuits intégrés au silicium du type à conducteur poutre. Bien que le procédé qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de 1 invention certaines des étapes du procédé pouvant être remplacées par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. REVENDICATIONS 1/ Procédé de fabrication de composant semiconducteur au silicium comprenant les étapes suivantes a) fabrication d'une structure semiconductrice en silicium dont une face au moins est recouverte d'une couche de silice percée de fenêtres de connexion laissant apparaître un alliage de silicium et de platine; b) dépôt d'une couche de titane sur ladite face; c) dépôt d'une couche de platine sur ladite couche de titane; d) enlèvement sélectif de ladite couche de platine de manière à ne la laisser subsister que dans des zones de connexion comprenant lesdites fenêtres; e) création d'une couche isolante sur les parties de ladite couche de titane non recouverte par la couche de platine subsistante. f) dépôt d'une couche d'or par électrolyse sur ladite couche de platine subsistante; g) enlèvement de ladite couche isolante; h) enlèvement de ladite couche de titane dans ses parties non protégées par lesdites couches de platine et d'or, caractérisé par le fait que dans l'étape e) ci-dessus, la création de ladite couche isolante est faite par un processus d'oxydation apte à oxyder la partie de ladite couche de titane non protégée par ladite couche de platine subsistante sans oxyder cette couche de platine. 2/ Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite oxydation est une oxydation chimique par une solution d'acide sulfurique dans de l'eau. 3/ Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite oxydation est une oxydation anodique avec un électrolyte contenant de l'acide sulfurique et de l'eau. 4/ Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits enlèvements de ladite couche isolante et des parties de ladite couche de titane au cours desdites étapes g et h sont obtenus à l'aide d'une solution constituée d'acide sulfurique et d'eau oxygénée.