Brevet FR2173673A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne un procédé pour souder un matériau sur un corps semiconducteur et plus particulierement un procédé pour souder un matériau sur un corps semiconducteur constitué par un monocristal de carbure de silicium. Un connaît un procédé pour souder un matériau sur un corps semiconducteur, qui consiste a chauffer extérieurement le matériau en contact avec le corps semiconducteur pendant un temps suffisant pour obtenir la fusion du matériau. Le procédé cité ci-dessus nécessite un moyen de chauffage extérieur qui, pour obtenir une bonne homogeniété de température, est généralement constitué par un four. Ce four consomme une quantité d'énergie considérable par rapport a l'énergie thermique nécessaire pour réaliser la soudure. Le prix de revient de la soudure est donc élevé.Par ailleurs, pour maintenir en contact le matériau sur le corps semiconducteur au moment de l'introduction dans le four, il est nécessaire de prévoir des pieces de fixation qui, à la température du four, apportent des impuretés qui peuvent polluer le corps semiconducteur, ce qui est un grave incon vénient lorsque ce corps est destiné à la réalisation de composants électroniques. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients du procédé cité ci-dessus et de mettre en oeuvre un procédé efficace, tres simple et économique pour souder instantanément un matériau sur un corps semiconducteur. L'invention sera mieux comprise au cours de la description suivante, donnée en regard du dessin annexé a titre illustratif et nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente un dispositif associé a un corps semiconducteur et à un matériau à souder, le dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Sur cette figure est représenté un corps semiconducteur I tel qu'un cristal de carbure de silicium. Sur une surface 2 de ce corps 1, est posé un matériau 3 dont la température de fusion est inférieure a celle du corps I. Ce matériau 3 peut être soit un autre corps semiconducteur, soit un alliage métallique tel qu'un alliage métallique d'or et de tantale capable de former, après soudure, un contact électrique sur le corps semiconducteur I.Deux électrodes 4 et 5 telles que des pointes de platine, sont appliquées en pression sur le corps semiconducteur 1, cette pression étant exercée par un ressort 6 disposé dans un logement cylindrique 7 dans lequel peut coulisser l'électrode 4. t'électrode 5 et le logement 7 sont solidaires respectivement de supports 8 et 9, le corps semiconducteur I sur lequel est posé le matériau 2 étant maintenu en équilibre entre les extrémités des électrodes 4 et 5 par la pression du ressort 6. Les electrodes 4 et 5 peuvent être connectées à une source d'énergie électrique 14 grâce a un interrupteur 15, cette source 14 pouvant être par exemple un générateur de tension continue réglable. Un boîtier 10, muni de percées pour laisser passer les electrodes 4 et 5, entoure le corps semiconducteur 1 et le matériau 3.Ce boîtier 10 possede une oùverture Il par laquelle peut être introduit un gaz inerte, tel que de l'argon. Le boîtier 10 comporte un couvercle 12 réalisé par exemple en un matériau transparent tel qu'un verre, ce couvercle possédant une ouverture 13 par laquelle le gaz inerte peut s'échapper après avoir circulé dans le boîtier 10. Un procédé pour souder le matériau 3 sur le corps semiconducteur 1 consiste à chauffer le corps semiconducteur 1 en faisant passer un courant dans ce corps. Pour cela, le couvercle 12 étant enlevé, on dispose le corps 1 entre les extrémités des électrodes 4 et 5 et on pose le matériau 3 sur la surface 2 du corps 1 le couvercle 12 étant ensuite replacé, on relie les électrodes 4 et 5 aux bornes de la source 14 en fermant l'interrupteur 15. Simultanément, on peut faire circuler dans le boîtier 11 un gaz inerte, tel que de l'argon, entrant par l'ouverture 11 du boîtier 10 et sortant par l'ouverture 13 du couvercle 12. Cette circulation de gaz permet d'éviter ltoxydation et la pollution du corps 1 et du matériau 2 au contact de l'air ambiant. La tension de la source 14 est réglée pour que l'échauffement par effet Joule du corps I soit capable de faire fondre le corps 3 posé sur la surface 2 du corps 1.Lorsque le corps semiconducteur 1 est un monocristal de carbure de silicium destiné à la réalisation d'un composant semiconducteur, la résistance de ce corps est généralement inférieure à une centaine d'ohms et il est possible de dissiper par effet Joule dans ce corps une puissance suffisante pour faire fondre un matériau, tel qu'un alliage or/tantale, posé sur la surface 2 de ce corps. Le carbure de silicium résiste sans détérioration à des températures très élevées, ce qui permet d'avoir un choix très large de matériaux de soudure capables de former après soudure un. contact électrique sur ce corps. Lorsque le matériau 3 en fusion s'étale sur la surface 2 du corps 1, on coupe l'alimentation des électrodes 4 et 5 en agissant sur l'interrupteur 15. La température décrolt alors très rapidement ce qui provoque la solidification quasi instantanée du matériau 3 qui est ainsi soudé sur le corps 1. Le procédé selon l'invention présente par rapport au procédé connu cité cidessus des avantages importants. Comme il a été vu au cours de la description précédente, illustrée par la figure unique, les moyens pour mettre en oeuvre le procédé sont très simples et peu encombrants. L'énergie calorifique étant transmise par conduction au matériau à souder, la dépense d'énergie est très faible, ce qui permet de diminuer le prix de revient de la soudure. La soudure est tres rapide ; l'apport de chaleur peut être déclenché et interrompu instantanément au moment voulu par l'opérateur, sans déplacement du corps semiconducteur. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un dispositif pour maintenir en contact le matériau sur le corps semiconducteur, ce qui permet d'éviter la pollution du corps semiconducteur par les pièces de ce dispositif, au cours de la soudure. La présente invention peut être appliquée notamment à la formation de contacts électriques sur des corps semiconducteurs en vue de réaliser des composants électroniques. Bien entendu, l'invention nTest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'on peut appliquer le procédé selon l'invention a la soudure d'un matériau déposé sous vide ou déposé par pulvérisation cathodique sur une surface d'un corps semiconducteur, la surface de dépôt pouvant être limitée en utilisant des techniques de masquage connues. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour souder un matériau sur un corps semiconducteur caractérisé par le fait qu'il consiste a chauffer ledit corps semiconducteur sur lequel est posé ledit matériau en faisant passer un courant électrique à travers ledit corps pour obtenir la fusion dudit matériau. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pendant le passage du courant électrique, ledit corps semiconducteur et ledit matériau sont placés dans une atmosphère neutre. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le passage du courant dans le corps semiconducteur est obtenu en appliquant en pression sur ledit corps semiconducteur deux électrodes reliées à une source de courant électrique. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit corps semiconducteur est un monocristal de carbure de silicium. 5/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau est un corps métallique formant, après soudure, un contact électrique sur ledit corps semiconducteur. 6/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau est un autre corps semiconducteur. 7/ Procédé selon la revendication 3, caractérise par le fait que lesdites électrodes sont des pointes de platine.