Brevet FR2220965A1 — publié le 19741004

La présente invention est relative à un procédé pour établir des circuits constitués par des couches, en particulier des circuits à couches minces, où l'on applique, sur un substrat formant isolant électrique, une première couche conductrice d'électricité 7 à laquelle on superpose une couche d'isolant électrique, sur laquelle on dose une seconde couche conductrice d'électricité. sans la technique à films minces ou dans la technique hybride, basée sur celle-ci, on applique sur des matières de support les plus diverses des couches à conductibilités différentes, couches ui, par différents procédés, sont transformées en conducteurs, en rosistances ou en condensateurs ou qui sont combinées entre elles, pour constituer des circuits de commutation électriques complets. Les composants ou circuits de com-rutation électriques ainsi établis se distinZuent par une grande souplesse, une fiabilité élevée, une haute précision, un faible en combrement et une haute stabilité vis-à-vis des rayonnements radioactifs. eux procédés sont principalement emplo jurés actuellement pour l'établissement de circuits à films minces : le procédé additif et le procédé soustractif. tans le procédé additif, on obtient une forme géométrique désirée tes couches an appliquant celles-ci à travers un masque présentant des découpages de forme approprie, Dans le procédé soustractif, les couches, qui peuvent être établies par dif frets procédés connus, recouvrent toute la surface sur laquelle le circuit à films minces doit être constitué. trace à une ou plusieurs opérations d'attaque chimique, on fait apparature les structures désirées en appliquant des méthodes photolithographiques. muant le procédé additif que le procédé soustractif, qui est actuellement appliqué de préférence, offrent des avants, mais présentent aussi certains inconvénients, les uns et les autres étant énumérés ci-après a) Procédé additif - Grande liberté dans le choix des matières pouvant servir à la préparation des couches, - la passivation des circuits ou de leurs parties peut être aisément effectuée, - on ne peut pas réaliser n'importe usuelle forme géométrique des couches avec un masque seul. Le mas que doit demeurer continu dans tous les cas. - Des dispositifs compliqués sont nécessaires pour opérer le changement des masques. La précision du circuit à films minces exécuté dépend d'ailleurs de la précision de ce changeur de masques. Four cette raison, on ne peut pas réaliser dans ces montages des formes géométriques ayant toute la finesse voulue. - Dans les installations d'évaporation sous vide les plus employées actuellement, ce changeur de masques doit entre monté dans les récipients de l'installation d'évaporation. Oeci rend difficile la surveillance du changeur de masques et augmente le coût de l'ins tallation à vide. - Les produits intermédiaires de l'exécution des cir cuits ne peuvent pas entre mis en stock. b) Procédé soustractif - On peut réaliser des structures plus fines que dans le procédé additif. - La préparation des masques se fait par la simple voie photographique - Les produits intermédiaires de l'exécution des cir cuits peuvent, entre mis en stock. - La passivation du circuit ou des parties de celui-ci présente des difficultés. - L'augmentation de l'épaisseur des trajets conduc teurs par voie galvanique est malaisée. L'invention a pour but d'établir un procédé qui élimine dans une grande mesure les inconvénients des procédés connus à ce jour Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que la couche isolante est soumise, préalablement à l'application de la seconde couche conductrice, à une attaque chimique formative sélective, pour mettre à nu au moins une zone de mise en contact de la première couche conductrice, en faisant appel à un masque de photoravure ; et en ce que la seconde couche conductrice est ensuite appliquée sur la première couche conductrice nue dans la zone enlevée chimiquement de la couche isolante. Une solution avantageuse consiste en ce @ue, pour procuire un circuit à couches minces avec éléments de résistance, on applique sur le substrat une couche de mat riau de résistance, sur laquelle on dépose une couche isolante recou@rant l'ensemble du substr@t ; en ce gue l'on soumet e@suite la couche isolante à une attaque c@imique formative sélective, pour mettre à nu les points de contact de ia couche de résistance ; et en ce que du matériau de contact est ensuite déposé dans les parties de la couche isolante mise @ nu par attaque chimique. L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples d'exécution, en se référantent aux dessins annexés. Dans ces dessins les figures i à 3 représentent à titre d'exemple une première forme de réalisation du procédé suivant l'invention ; et les figures 4 à 6 représentent, égaleont à tire d'exemple, une seconde forme de réalisation du procédé suivant l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté par les figures 1 à 3, on évapore sous vide, sur un substrat 1 d'oxyde d'aluminium (Al2O3), d'une épaisseur de 0,@25 mm, une couche de résistance 2 d'une épaisseur de 300 , constitué par du NiCr. un applique ensuite par évaporation sous vide, sur la couche de résistance 2, une couche protectrice 3 de SiO formant isolant électrique, d'une épaisseur de 300 environ. Le produit ainsi obtenu peut au besoin être soumis à un prévieillissement et être mis en stock jusqu'à son traitement ultérieur. Le tr itement ultarieur consiste h enduire la couche isolante 3 d'un vernis photosensible dit vernis "photorésist". la couche ainsi obtenue tant exposée à travers un masque pho@ographique correspondant au dessin gravé désiré et ensuite développé, de sorte que l'on obtient un masque de photogravure@@. Ensuite, on peut enlever chimquement la couche isolante @ consistant en SiO, au moyen d'acide fluorhydrique et la couche de résistance @, constituée en NiCr, au moyen de HNO3 et de EC1, aux endroits 5 et 6, déterminés par la forme désirée de la couche de résistance. Puis on nettoie le produit intormédiai- re ainsi obtenu, représent dans la figure 2, on enduit à nouveau la surface résiduelle de la couche isolante j de vernis photorésist photosensible, cette couche e vernis photo @ésist étant exposée en utilisant un masque photographique correspondant au dessin de morsure que l'on c sire obtenir et ensuite développée, de sorte que l'on obtient un nouveau masque de photogravure 7. l'aide le ce second masque Ce photogravure 7 on peut dCsormais enlever par morsure, à l'aide d'acide fluorhydrique, d'autres endroits 8 de la couche isolante 3 consistant en SiO et à mettre à nu des parties correspondantes ce la couche de résistance constituée en NiCr. Gn obtient de cette façon des dessins déterminés, constitués en un matériau de résistance, sur lesquels sont situées des zones en matière isolante. Ces zones, constitues en matière isolante, servent de masque d'applica- tion lors e dépôt galvanique ultérieur. Ce procédé d'application consiste à porter l'épaisseur des zones de lViCr mises à nu à 5 microns dans un bain de nickel sans courant, de la manière connue en soi, sur la base de l'autocatalyse, en utilisant le borane de diméthylamine comme réducteur, ce (pli donne lieu, par exemple, à la formatIon des deux conCucteurs 9 et 1G dans la figure 3. la couche isolante 3 demeure sur la couche de résistance et continue à servir de protection contre les détériorations mécaniques et les substances chimiques agressives. I1 va de soi que les circuits de commutation ainsi établis peuvent subir le traitement ultérieur habituel.Par exemple, on peut établir des concensateurs en évaporant sous vide une nouvelle couche conductrice d'électricité sur la couche isolante j Ainsi qu'il ressort des figures 4 à 6, l'enlèvement Le la matière indésirable p@r attaque chimique peut aussi s' effectuer dans un ordre différent, qui consisterait, apres application de la couche de résistance 2 rt de la couche isolante 3 sur le substrat 1 formant isolant électrique, à recouvrir la couche isolante 3 d'un masque de photogravure 4 tel que l'ensemble de la zone 11 à enlever par attaque chimique soit à nu après enlèvement des zones superflues 11 de la couche isolante à l'aide d'acide fluorhydrique, on recouvre les zones superficielles à enduire de la matière de résistance 2 d'un second masque de photogravure 12 de forme appropriée, après quoi on enlève par attaque chimique les zenWs non masquées 13 de la couche de résistance 2. De cette façon on obtient également des dessins déterminés constitués en un matériau de rosistance, sur lesquels sont aisposées des zones constituées en matière isolante9 Tout comme dans l'exemple de réalisation exposé à propos des figures 1 à 3, ces zones constitues en matière isolante servent de masque d'application lors du dépôt galvanique qui suit et qui vise à former des conducteurs 9 et 10 et agiss nt, dans le produit fini, comme couche de protection contre les effets mécaniques et chimques. REVNDICATI0N8 1. Procédé pour établir des circuits constitués par des couches , en particulier des circuits à couches minces, où l'on applique, sur un substrat formant isolant électrique, une première couche conductrice d'électricité, à laquelle on superpose une couche d'isolant électrique, sur laquelle on dépose une seconde couche conductrice d'électricité, caractris en ce que la couche isolante (3) est soumise, préalablement à l'application de la seconde couche conductrice (5) à une attaque chimique formative sélective, pour mettre à nu au moins une zone de mise en contact de la première couche conductrice (2), en faisant appel à un masque de photogravure (4) ; et en ce que la seconde couche conductrice (5) est ensuite appliquée sur la première couche conductrice (2) nue dans la zone enlevée chimiquement de la couche isolante (3). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche conductrice (2) est appliquée sur le substrat (1) sans sélectivité de forme, au moins par secteurs (sans dessin planiforme), après quoi elle est soumise à une attaque chimique formative. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'attaque chimique formative de la première couche conductrice (2) est exécutée après l'application de la couche isolante (3); 4. Procédé suivant la revendication 3, caractéris- en ce que 1' attaque chimique formative de la première couche conductrice (2) est exécutée avant l'attaque chimique formative de la couche isolante. 5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la couche isolante (7) est appliquée de façon à recouvrir complètement la première couche conductrice (2). 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde couche conductrice (5) est appliquée avec sélection de forme, dans la région de la première couché conductrice nue, au moyen d'un bain galvanique. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractéris en ce que le dépôt e la seconde couche conductrice (5) est effectuée sans courant à partir d'un bain galvanique. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone d'@tablissement de contact de la première c'ouche conductrice (2) est unie, avec sélectivité de forme, d'un enduit formé car un vernis conducteur. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'application d'une couche isolante (,) qui assure la passivation de la surface de la première couche conductrice. 10. Procédé suivant la revendication 1, caracteris@ en ce que, pour produire un circuit à couches minces avec éléments de résistance, on applique sur le substrat (1) une cruche de matériau de résistance (2), sur laquelle on dépose une couche isolante (,) recouvrant l'ensemble du substrat ; an ce ue l'on soumet ensuite la couche isolante à une attaque chimique formative sélective, rour nettre à nu les points de contact de la couche de résistance (2) ; et en ce que du matériau de contact (5) est ensuite déposé dans les parties de la couche isolante mises à nu par attaque chimique