Brevet FR2211713A1 — publié le 19740719

L'invention concerne des éléments électriques qu'on peut combiner en une matrice ou réseau avec des conducteurs de contact fixés et des moyens convenables d'écriture et de lecture pour former une mémoire inaltérable ou non effaçable appelée ci-après mémoire permanente servant à trier ltentrée ou la sortie d'un ordinateur et plus particulièrement des éléments dans lesquels on peut modifier électriquement des résistances de jonction pour régler l'arrivée du courant à des dispositifs semiconducteurs reliés en série. Les nouveaux perfectionnements de l'industrie des mémoires à semiconducteurs comprennent des contacts modifiables au moyen desquels on peut relier en série à des conducteurs selon une configuration prédéterminée des dispositifs semiconducteurs disposés en matrice régulière de façon que certains dispositifs de la matrice soient actifs et que d'autres ne le soient pas. Un tel système est appelé système de mémoire permanente car il ne peut pas mémoriser d'information mais il est utile au triage de l'entrée ou de la sortie d'un ordinateur. Le procédé qui consiste à relier sélectivement les seuls dispositifs semi-conducteurs de la matrice qui sont destinés à être actifs est appelé écriture dans la mémoire permanente.En général, on prépare une matrice régulière complète de dispositifs semiconducteurs bien que certains ne servent pas à établir la configuration désirée, avec une composition de jonctions interconnectées entre chaque dispositif semiconducteur et au moins un de ses conducteurs complémentaires de contact thermosoudables. On modifie par des moyens électriques simples les résistances électriques de certaines jonctions pour rendre actifs des dispositifs semiconducteurs dans la configuration désirée. En tant que lien de connexion entre le conducteur et le dispositif semiconducteur, la composition de jonction doit être très conductrice pour éviter la chaleur excessive qui est engendrée par dissipation de puissance électrique dans la jonction et qui peut limiter les densités d'entassement de dispositifs semi-conducteurs par unité de volume. Pour résumer ce qui précède, les éléments destinés à des rangées de mémoire permanente à entassement dense doivent contenir des jonctions qui puissent présenter une faible résistance électrique, soit dès leur fnrmation en contact avec un dispositif semiconducteur soit lorsqu'on les active électriquement pour pouvoir rendre actif sur commande un dispositif semiconducteur les compositions de jonction doivent être thermiquement stables aux températures qu'On applique communément pour former des contacts ohmiques d'alliage entre des conducteurs métalliques et des dispositifs semiconducteurs du même élément et d'éléments voisins, dans une rangée de mémoire permanente, après la formation de la jonction. la jonction doit être capable de fonctionner comme un commutateur actionné électriquement de manière à permettre de rendre actif ou inactif sur commande un dispositif semiconducteur0 Par exemple, elle doit être capable de passer d'une faible résistance à une résistance élevée pour désactiver le dispositif semiconducteur afin de corriger des erreurs faites lorsqu'on écrit dans la mémoire ou d'apporter des modifications notables à la configuration de la mémoire. Il peut arriver que des dispnsitifs similaires à des commutateurs et fabriqués avec des mélanges de matières conductrices et isolantes connues ne conviennent pas comme composi tions de jonction parce qu'ils n'assurent pas une marge suffi- sante de régulation de courant électrique, qu'ils ont une trop grande résistance électrique ou qu'ils ne sont pas assez stables thermiquement pour résister aux conditions de traitement communément employées dans la technique des microcircuits et des circuits intégrés.Par exemple, il peut arriver que de tels dispositifs ne soient pas capables de résister à un chauffage à des températures où s'effectue habituellement le soudage par alliage des conducteurs de contact aux dispositifs semiconducteurs ou bien que dans leur état conducteur, ils présentent une résistance d'environ 100 ohms par contact au lieu de quelques milliohms par contact, cette faible résistance étant parfois nécessaire pour éviter d'ennm ser les composants de mémoire permanente, y compris la composition de jonction elle-même, par la chaleur cumulative engendrée par tous les contacts pendant le fonctionnement de l'ordinateur. Un exemple typique d'une mémoire permanente à enregistrement unique dans lequel une composition de jonction est initialement un isolant électrique lors de l'interconnexion initiale après quoi elle est activée électriquement et devient conductrice de l'électricité est décrit dans le brevet américain n c > 3576 549. Pour former une matrice régulière complète, on prévoit un dispositif semiconducteur qui comprend un substrat semiconducteur présentant au moins une région d'un type de conductivité, par exemple de type X, faisant partie du substrat. Une mince couche isolante, par exemple de silice, d'alumine ou de nitrure de silicium, est située sur l'une des surfaces du substrat et au moins un conducteur est placé sur la mince couche isolante, dans la région d'un type de conductivité. Des moyens sont prévus pour appliquer au conducteur une tension de grandeur et de durée suffisantes pour faire claquer la portion de la couche isolante située en dessous du conducteur et former une connexion électrique avec le dispositif semiconducteur.Si l'on veut obtenir la conductivité à des tensions de claquement raisonnablement reproductibles, il faut que l'épaisseur de la couche se situe dans une gamme étroite d'environ 50 à 1000 A, de préférence de 100 à 600 Â. Une fois claqués, des films aussi minces sont difficiles à réparer en cas d'erreur ou lorsqu'on désire modifier la configuration. Le brevet américain n0 3 384 879 décrit une matrice complémentaire de mémoire permanente à enregistrement unique dans laquelle la composition de jonction est conductrice lors de l'interconnexion initiale et ensuite détruite électriquement. Des connecteurs reliés en série à des diodes respectives présentent un endroit étranglé, ce qui permet de détruire par une surintensité cet endroit, par exemple un pont de métal à bas point de fusion ressemblant à un fusible ménager, et de rompre ainsi la liaison avec la diode choisie. En pratique, il faut que le pont de métal soit très étroit pour présenter une résistance électrique suffisante et engendrer par effet Joule la chaleur nécessaire à sa destruction, par exemple par vaporisation. Donc sa valeur de résistance détermine le taux de dissi patio d'énergie de la matrice de diodes et limite la densité d'entassement de diodes par unité de volume. Il peut arriver que des compositions de Jonction préparées en déposant directement du métal à partir d'une vapeur sur un substrat semiconducteur tel que le silicium ne suffisent pas à donner des valeurs assez faibles voulues de résistance de contact à cause de l'interférence éventuelle d'un petit nombre de couches mononoléculaires de silice qui peuvent être présentes sur des portions du substrat semiconducteur d'un réseau ou matrice de mémoire. les métaux utilisés en général pour la vaporisation sont ceux qu'n peut chauffer après le dépot de la vapeur pour former un alliage de métal et d'un substrat de silicium à des températures raisonnables, par exemple de 350 à 45000, pour assurer des contacts ohmiques de grande longévité et de conductivité suffisamment faible.L'aluminium est un exemple d'un tel métal vaporisable. L'un des buts de l'invention est de fournir un élément de mémoire permanente qui soit stable aux températures communément appliquées pour la formation de contacts de faible résistance entre des conducteurs et des dispositifs semiconducteurs. Un autre but est de fournir un élément contenant une jonction régulatrice de courant qu'on puisse activer électri- quement en lui donnant une faible résistance et qui permette une grande densité d'entassement d'éléments dans une mémoire. Un autre but est encore de fournir un élément de mémoire permanente modifiable qui permette de corriger des erreurs ou d'apporter des modifications à une configuration de dispositifs semiconducteurs par des moyens électriques simples. En bref, l'invention a pour objet un élément électrique qui est utile dans une matrice de mémoire permanente modifiable et qui comprend, en combinaison, un dispositif semiconducteur et une jonction régulatrice de courant électrique qui est stable entre 200 et 4500C et peut être activé et prendre une faible résistance, par exemple moins de 10 ohms, par exposition saune décharge électrique à haute tension et à haute fréquence, par exemple celle d'une bobine Tesla, cette jonction étant capable dans son état de faible résistance de laisser passer un courant de lecture relativement faible et étant susceptible d'être commutée entre les états de faible résistance et de résistance relativement élevée, soit par passage à travers la jonction d'un courant relativement intense s'annulant spontanément et de plus grande intensité que le courant faible de lecture (ce qui assure le passage à l'état de résistance élevée), soit par exposition de la jonction à la décharge électrique à haute tension et à haute fréquence (ce qui assure le passage à l'état de faible résistance). La jonction régulatrice de courant est formée d'une composition comprenant un liant polymère qui a une température de transition vitreuse (T ) d'au moins 10000, g de préférence d'au moins 15000, et 40 à 80 en volume, de pré- férence 45 à 60%, de particules métalliques portant un revête- ment isolant et dispersées dans le liant. le complément à 100%, soit 20 à 60% en volume, est essentiellement formé du liant. L'expression " activation par décharge électrique", employée ici, veut dire qu'on fait apparattre la propriété de prendre plus d'un état de résistance électrique en réponse à des signaux électriques appliqués extérieurement. Sur les dessins annexés - la figure 1 est une élévation latérale en coupe d'un élément électrique selon l'invention, montrant la combinaison d'un dispositif semiconducteur et d'une jonction régulatrice de courant électrique, - la figure 2 est une élévation latérale avec coupe partielle d'une rangée d'une matrice de dispositifs semiconducteurs dont chacun est en contact sous l'action d'un ressort avec un film continu d'une composition régulatrice de courant électrique; - la figure 3 une élévation latérale en coupe montrant une jonction en contact de liaison avec une région de type P d'une diode, un genre de film métallique adjacent appliqué à la surface avoisinante de type N, un film métallique appliqué au côté opposé de la jonction et des moyens d'excitation à bobine Tesla permettant d'activer la jonction en lui donnant un état de faible résistance. L'élement électrique de l'invention, représenté sur la figure 1, comprend la combinaison d'un dispositif semiconducteur 1 et d'une Jonction régulatrice de courant électrique 2. Le dispositif semiconducteur peut être un dispositif actif tel qu'une diode ou un transistor ou un dispositif passif tel qu'une résistance ou condensateur à couche mince. La fabrication du dispositif par des techniques épitaxiales et/ou de diffusions classiques, est bien connue. Le dispositif semiconducteur et la jonction régulatrice de courant sont tous deux miniaturisés de manière à permettre un assemblage peu encombrant de multiples éléments en une matrice. De préférence, les dispositifs semiconducteurs sont microminiaturisés par des techniques de fabrication de semiconducteurs en couche mince ou épaisse. Habituellement, les éléments d'une matrice sont formés de composants identiques. On peut fabriquer les dispositifs semiconducteurs qui servent dans l'invention en activant par impuretés des réseaux à hottes cristallins semiconducteurs qui permettent la conduction par des électrons ou des trous. Les hôtes semiconducteurs sont bien connus dans la technique comme l'indique le " Itandùook of Chemistry and Physics " publié par la Chemical Rubber Co. Le germanium et le silicium sont des exemples d'hotes préférés. Les règles qui déterminent le choix des impuretés destinées à servir de dopants qui communiquent une conduction de type N (électrons) ou de type P (trous) sont bien connues, comme l'indique le brevet américain n0 5 576 549 déjà cité. Les jonctions régulatrices de courant électrique qu'on utilise dans l'invention sont formées d'un liant dans lequel sont dispersées des particules de charge métallique0 Le liant polymère doit avoir une température de transition vitreuse (Tg) d'au moins 100#C et de préférence d'au moins 15a C; il doit être inerte vis-à-vis des particules de charge métallique et capable de résister à la fatigue thermique qui est appliquée pendant la fabrication du système dont il fait partie, par exemple pendant la formation de contacts ohmiques de faible résistance entre des conducteurs et dés dispositifs semiconducteurs. Dans la formation de contacts ohmiques, on utilise la chaleur pour former un alliage d'un métal, en général déposé par vaporation sous vide, et la matière semiconductrice particulière qu'on utilise. Des types connus sont des liaisons par alliage entre l'aluminium métallique et un semiconducteur formé de silicium ou bien entre l'or métallique et un semiconducteur formé de germanium. Stant donné que la composition diélectrique de la jonction régulatrice de courant est-présente au moins sur une partie de la surface du semiconducteur pendant l'opération de chauffage qu'on applique pour réaliser l'alliage entre le constituant conducteur et la surface du semiconducteur, et étant donné que les températures d'alliage sont normalement de 200 à 4500C, il faut que le liant chargé soit stable à ces températures. Par exemple, on chauffe des contacts or/germanium à 3000C pendant environ 5 à 30 minutes au cours de leur fabrication tandis que les contacts aluminium/silicium, plus courants, nécessitent des temps similaires à 45000 pendant leur fabrication.En général, pour utilisation avec du sélénium et du germanium qui nécessitent une température de formation de contacts de 200 à 30000 pendant 5 à 30 minutes, le Tg du polymère liant peut être aussi bas que 10000; avec les dispositifs à silicium qui nécessitent de plus hautes températures de fabrication, il faut que le T g du polymère soit d'au moins 1500C. On peut déterminer l'aptitude du liant chargé à résister à la dégradation et à la perte de fonction pendant l'étape de formation de contact de Jonction à haute température par un essai simple qui consiste à chauffer la composition pendant deux heures à la température d'alliage choisie et à déterminer la perte de poids.Des compositions diélectriques liant-charge présentant une perte de poids de 3% au maximum, de préférence de 1% au maximum, sont utiles comme compositions de formation de jonctio#s. lorsqu'on veut utiliser la coulée à l'aide d'un solvant pour déposer une composition de jonction en un prOcessus de formation de contacts, il faut éliminer le solvant en chauffant la composition à 10000, sous pression réduite si nécessaire, afin de réaliser un poids Constant, avant le chauffage aux températures d'alliage appliquées dans l'essai. les liants polymères qui sont utiles dans les compositions de formation de jonctions sont des polymères qui contiennent de petites quantités de solvants ou autres matières qui éventuellement abaissent leur -température de transition vitreuse en Jouant le rôle de plastifiants. Normalement, ces additifs ont peu d'effet sur la stabilité thermique des polymères car ils ont habituellement un point d'ébullition bas et se volatilisent facilement. Dans la préparation de microcircuits, il faut éliminer ces additifs des polymères par volatilisation avant le dépot sous vide des conducteurs métalliques pour éviter les problèmes de dégazage et la pollution de l'huile de pompe. Des exemples de liants polymères qui ont des Ug d'au moins 100 C sont les polymères Organiques, notamment des polybenzimidazoles, polyimides aromatiques, poly-(amides-imides), poly-(esters-imides), polysulfnnes, polyamides, polycarbonates, polyacrylonitriles, polyméthacrylonitriles, poly-(méthacrylates de méthyle, polystyrènes, poly-( OC##méthylstyrènes) et triacétates de cellulose qui sont bien connus. Des exemples typiques de ces groupes, avec leurs Tg, , figurent au Tableau I. En général, le polymère est d'autant plus thermiquement stable comme liant dans la composition de jonction que le T g est plus élevé. Il se peut généralement que ce ne soit pas le cas s'il existe une interaction de dégradation entre le polymère et les particules de charge métallique, comme par exemple dans le cas des particules de cobalt et des polyimides, Des données abondantes sur les T g se trouvent dans la littérature. TABLEAU I Polymères organiques T g ( ) polyimide aromatique (DAPE-PMDA) 380 poly-(amide-imide)aromatique(MAB/PPD-PMDA) 265 polysulfone aromatique 190 polycarbonate 150 polyamide aromatique (70 IP/30% ÇP-MPD) 130 p olyacrylonitrilé 130 poly-(-méthylstyrène) 130 polymethacrylonitrile poly-(méthacrylate de méthyle) 105 triacétate de cellulose 105 polystyrène 100 DAMPE =éther diaminodiphénylique PMDA = anhydride = =acide m-aminobenzo#que PPD = p-phényîènediamine IP = chlorure dlisophtaloyle TP = chlorure de téréphtaloyle MPD = m-phényîènediamine Les polyimides aromatiques ayant un T g d'au moins 10000, de préférence d'au moins ISOOC, représentent un groupe préféré de polymères qui sont utiles ici comme liants. Ces polyimides et leur préparation sont bien connues dans la technique antérieure, comme l'indiquent par exemple les brevets américains n0 3 179 630, 3 179 631, 3 179 632, 3 179 633, 3 179 634 et 3 287 311. Des polyimides utiles peuvent être représentées par la formule dans laquelle n est un nombre entier suffisamment grand pour donner au polymère le Tg désiré, R est un radical tétravalent dérivé d'un dianhydride d'acide tétracarboxylique aromatique, le fragment aromatique comportant au moins un noyau de six atomes de carbone qui présente une insaturation benzénoide, et R' est un radical divalent dérivé d'une diamine.Les dianhydrides d'acide tétracarboxylique aromatique qui sont utiles à la préparation de polyimides utilisables comprennent ceux dans lesquels les quatre groupes carbonyle du dianhydride sont rattachés chacun à des atomes de carbone séparés d'un noyau ben ozène et dans lesquels les atomes de carbone de chaque paire de groupes carbonyle sont directement rattachés à des atomes de carbone adjacents d'un noyau benzène Des exemples de dianhydrides convenant à la formation de liants polyimides sont le# dianhydride pyromellitique, le dianhydride naphtalène-2,3,6,7tétracarboxylique, le dianhydride biphényle-3,3',4 ,4'-tétra carbosylique, le dianhydride naphtalène-1 ,2,5 ,6-tétracarboxyli- que, le dianhydride biphényle-2,2' ,3,3'-tétracarboxylique, le dianhydride du 2,2-bis-(3,4-dicarboxyphényl)-propane, le dianhydride de la bis-(3,4-dicarboxyphényl)-sulfone et le dianhydride benzophénone-3,3,3',4'tétracarboxylique. Les diamines organiques qui sont utiles à la préparation de polyimides utilisables comprennent celles qui sont représentées par la formule H2N-R'-NH2 dans laquelle le radical divalent Rl est un radical aromatique, aliphatique, cycloaliphatique, un mélange de radicaux aromatiques et aliphatiques, un radical hétérocyclique ou un radical organique comportant des ponts, ces derniers pouvant autre des atomes de carbone, d'oxy- gène, d'azote, de soufre, de silicium 011 de phosphore. 2' peut être substitué ou non, de façon connue, Des radicaux R' préférentiels sont ceux qui contiennent au moins six atomes de carbone et présentent une insaturation beneénorde, par exemple les radicaux p-phénylène, m-phénylène, biphénylylène, naphtylène et le radical dans lequel R" représente soit un groupe alcoylène ou alcoylidène contenant 1 à 3 atomes de carbone, soit 0, S ou S02. Les diamines décrites ci-dessus peuvent aussi servir à la formation des liants polyamides. Parmi les diamines préférentielles pour la formation de liants polyamides et polyimides figurent la m-phénylènediamine, la p-phénylènediamine, le 2,2-bis (4-aminophényl)-propane, le 4,4'-diamino-diphénylméthane, la benzidine, le sulfure de 4,41-diaminodiphényle, la 4,4'-diamino-diphénylsulfone, la 3,3'-diamino-diphénylsulfone et l'éther 4,4'-diaminodiphénylique. Comme l'indique la technique antérieure, certaines polyimides ne sont pas faciles à mettre en oeuvre à cause de leur point de fusion élevé, Avec ces polyimides, lton introduit les particules métalliques que l'on veut obtenir dans la composition de jonction pendant la préparation de la polyimide. Par exemple, on peut les ajouter à l'acide polyamique, intermédiaire qui se prête à la mise en oeuvre et qui sert à former la polyimide. De façon bien connue, on peut dissoudre l'acide polyamique dans un solvant approprié servant de véhicule.En utilisant de telles techniques, on peut disperser les particules métalliques dans un acide polyamique véhiculé par un solvant, les quantités d'acide polyamique et de particules métalliques étant telles qu'après avoir converti au moins une partie de l'acide polyamique en polyimide et avoir éliminé au moins une partie du solvant, on obtienne la composition de polyimide et de particules métalliques, décrite plus haut, Ces compositions d'acide polyamique, de véhicule solvant et de particules métalliques possèdent des propriétés diélectriques et on peut effectuer le formage comme on le désire avant la conversion de l'acide polyamique en polyimide et 1'élimination du solvant. On peut obtenir une polyimide particulièrement préférentielle comme liant, ayant un T d'environ 38000 g (déterminé par mesure du facteur de dissipation électrique) en partant de l'éther 4,4'-diaminodiphénylique et du dianhydride pyromellitique et en utilisant l'acide polyamique intermédiaire dans la N-méthylpyrrolidone (2) (qui se trouve SOUS la désignation commerciale n Pyre-N.L.11 Wire Enamel iG-5057). La polyimide obtenue à partir d'un tel acide polyamique et dans laquelle sont dispersées des particules d'aluminium peut résister à une température de 45000 pendant un temps suffisant pour former (par alliage) des contacts de faible résistance ohmique entre des conducteurs d'aluminium et des dispositifs semi-conducteurs à silicium dans le même élément ou dans des éléments voisins d'une matrice de mémoire permanente modifiable et elle peut résister à l'utilisation continue à 2200C. Les polyamides aromatiques ayant le Tg voulu représentent un autre groupe de polymères organiques préférentiels pour l'utilisation comme liant dans la composition de jonction. Des polymères de ce genre sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'#érîque n0 3 006 899, 3 094 511, 3 232 910, 3 240 760 et 3 354 127. Un polymère de ce genre qui est utile ici peut être représenté par la formule 4 OOO6H4oeNEC6H4NE An dans laquelle n est un nombre entier suffisamment grand pour donner au polymère le Tg désiré. Un polymère particulièrement préférentiel de cette formule est celui dans lequel les unités -C0C6H4C0- sont des unités isophtaloyle et/ou téréphtaloyle et les unités -NCH6H4NE- sont des unités m-phénylènediamine.On peut obtenir une polyamide aromatique de ce genre qui est particulièrement préférentielle comme liant en faisant réagir des quantités pratiquement équimoléculaires de m-phénylènediamine et de chlorure de phtaloyle, le chlorure de phtaloyle étant un mélange d'environ 70 moles % de chlorure d'isophtaloyle et 30 moles % de chlorure de téréphtaloyle. Un polymère de ce genre qui a un g de 13000 est suffisamment stable thermiquement à 300 OC pour permettre la formation d'un alliage ç > r/germanium et il est utile, habituellement sous forme de solution de la polyamide contenant de la poudre métallique dispersée, pour former des jonctions régulatrices de courant électrique destinées à des dispositifs à germanium. les particules métalliques que l'on utilise dans la composition liant-charge sont munies d'un revêtement isolant qui empêche le passage du courant électrique d'une particule métallique à une autre à travers le liant polymère, Bien que les particules présentent un intérieur métallique conducteur de l'électricité (106 à 103 ohm-cm inverse), un mince revêtement superficiel diélectrique suffit à assurer la résistance de contact, même quand les particules se touchent dans le liant. Par conséquent, la simple dispersion de particules métalliques dans le liant polymère ne suffit pas à assurer un sarcóurs conducteur de faible résistance. Pour former la surface diélectrique qui rend isolantes les particules métalliques, on peut revêtir leur surface d'un composé chimique isolant du métal revêtu, par exemple d'un oxyde, sulfure ou nitrure de ce métal. Des métaux se revêtant facilement d'une couche d'oxyde qui rend électriquement isolant l'amas de particules dans le liant sont l'aluminium, l'antimoine, le bismuth, le cadmium, le chrome, le cobalt, l'indium, le plomb, le magnésium, le manganèse, le molybdène, le niobium, le tantale, le titane et le tungstène, Un métal préférentiel est l'alllmnnium portant un film terne d'alumine isolante que l'on forme facilement en l'exposant aux conditions atmosphériques ambiantes. La grosseur moyenne des particules métalliques utiles dans l'invention est d'environ 0,01 à 1000 microns. Plus la jonction régulatrice de courant désirée est mince, plus les particules doivent être fines. Les particules optiquement noires, c'est-à-dire dont la grosseur est inférieure à la longueur d'onde de la lumière visible, sont préférables. La grosseur de ces particules est d'environ 0,01 à 0,5 micron. Les particules métalliques sont présentes dans la composition de l'invention en quantité suffisante pour réaliser l'activation électrique qui se marque par une transition initiale soudaine aboutissant à un état de faible résistance; la quantité ne doit pas être si grande que la résistance physique du liant en soit altérée. La quantité nécessaire de particules métalliques est de 40 à 80% en volume; cela comprend normalement la quantité nécessaire à un entassement serré en carré des particules dans le liant, disposition dans laquelle chacune des particules est entourée de quatre autres particules ayant la même grosseur que les voisines les plus proches,. Une disposition particulièrement préférentielle est celle qui assure le rapprochement le plus étroit entre particules et donc, l'état de moindre résistance lors de l'activation électrique. Pour les particules d1alumi- nium préférentielles, environ 40 à 80% en volume correspondent à environ 60 à 90% en poids.Une telle composition comprend donc, en poids, environ 60 à 90% de particules d'aluminium, le complément à 100% soit environ 10 à 40% étant formé de liant polymère. Des quantités d'aluminium inférieures à 60% peuvent donner une marge insuffisante de régulation de courant électrique et une résistance électrique trop grande. Avec des quantités supérieures à 90%, il peut arriver que la composition soit friable et que la surface d'une couche de jonction soit inégale. Les proportions correspondantes, en poids, d'autres sortes de particules métalliques varient selon la densité des particules mais l'homme de l'art les déterminera facilement. La composition de jonction, normalement isolante mais pouvant 8tre activée électriquement, est un solide qui garde sa forme étant donné la rigidité du liant utilisé. On peut former la composition et la jonction par l'un des nombreux moyens connus qui permettent de disperser de façon homogène des particules métalliques dans un liant polymère et d'obtenir une jonction régulatrice de courant sous la forme d'une couche ayant l'épaisseur et la forme désirées. Par exemple, on peut commodément obtenir un revêtement sur un substrat semiconducteur en appliquant une solution du liant dans un solvant volatil approprié, les particules métalliques étant dispersées dans celle-ci. On peut appliquer la dispersion au dispositif semiconducteur par badigeonnage, par pulvérisation, par immersion ou par d'autres techniques classiques comportant un séchage par évaporation, pour former la jonction de particules métalliques dispersées dans le liant. Comme on l'a déjà indiqué, quand on utilise comme liant une polyimide à point de fusion élevé, il est parfois plus commode de la manipuler sous la forme de l'acide polyamique intermédiaire dissous dans un solvant approprié. On peut utiliser une telle solution d'acide polyamique dans le processus mentionné de formation de jonctions. Le solvant de l'acide polyamique doit s'associer solidement aussi hien 8 l'acide polyamique qu'au polymère du type polyimide qui se forme ensuite et il doit pouvoir être éliminé par volatilisation. Les solvants appropriés comprennent la N,N-diméthylfo#rmamide, la N,-N-diméthylacétamide, le surf oxyde de diméthyle, la N néthylpyrrolîdone (2) et la tétraméthylurée. Après avoir appliqué sur le substrat semiconducteur l'acide polyamique, on peut facilement le convertir en polyimide in situ en le chauffant pour réaliser la cyclisation avec élimination d'eau, en même temps, le solvant qui sert de véhicule se volatilise, Si le liant polymère est facilement fusible, On peut réaliser une jonction en coulant ou en extrudant sur le substrat semiconducteur un polymère fondu qui contient des particules métalliques dispersées.Ou encore, on peut couler un film de la composition sur un support, le décoller de celui-ci et le presser contre le contact à semiconducteur pour réaliser la jonction. La jonction régulatrice de courant est habituellement une couche dont la forme et les dimensions dépendent de l'utilisation particulière. truand elle est en contact avec des régions conductrices de type N ou de type P d'un dispositif semiconducteur, l'épaisseur de couche peut être comprise entre 25,4 et 2540 microns dans des éléments de microensemble ou entre 0,1 et 25,4 microns dans des éléments de microcircuit. La largeur est habituellement au moins double de l'épaisseur; la longueur, le long du substrat semiconducteur, peut être considérablement supérieure. La résistance électrique de la couche à l'état non activé est habituellement d'au moins 108 ohms et elle est en principe supérieure à 101 ohms. La résistance électrique de lz composition de jonction diélectrique dans l'état non activé, par exemple sous forme de couche utile comme jonction régulatrice de courant, résulte de la nature diélectrique du liant polymère et du revêtement isolant que portent les particules métalliques dispersées dans le liant. Mais on peut la surmonter en soumettant la composition à un potentiel électrique qui dépasse une valeur de seuil en ce sens qu'il est suffisant pour causer l'activation électrique. On peut admettre que pendant cette activation électrique, des décharges électriques à haute tension percent les revêtements isolants des particules métalliques qui se trouvent sur le parcours formé par le passage des décharges électriques qui aboutissent au dispositif semiconducteur à travers la Jonction. il semble que la première décharge fnrme au moins un parcours conducteur à travers la cnuche de jonction. Par suite, l'activation électrique est marquée par un passage initial soudain à un état de faible résistance.Les décharges suivantes forment peut être des parcnurs conducteurs qui sont pratiquement parallèles et diminuent encore la résistance. Finalement, on arrive à un point de régression quand la difficulté de former davantage de parcours prédomine sur la diminution incrémentielle de résistance causée par ces parcours. Pour arriver à ce point en un temps raisonnable, on utilise généralement un moyen permettant d'obtenir des décharges à haute tension à haute fréquence, bien qu'une succession de décharges individuelles, provenant par exemple d'un cnndensateur chargé, puisse dnnner le même résultat. Un moyen commode d'activer électriquement une jonction utilise une bobine d'induction, cnmmunément appelée bobine Tesla. C'est une forme spéciale de transformateur qui sert à obtenir des tensions secondaires très élevées à partir de basses tensions de courant continu. Le circuit primaire du transformateur passe par un rupteur autnmatique qui s'ouvre et se ferme à une haute fréquence d'environ 500 à 2V00 Hz. Des décharges d'intensité inégale se produisent dans le circuit secondaire lorsque le rupteur s'nuvre et se ferme. La Jonction régulatrice de courant est placée dans le circuit secondaire.De préférence, pour obtenir la faible résistance de la Jonction (1), on inclut un entrefer dans le circuit secondaire, par exemple en plaçant l'extrémité de la bobine Tesla à une distance d'environ 6 à 13 mn de la Jonction pour favoriser la décharge disruptive et rendre plus faible et plus unidirectionnel le courant de décharge, (2) on déplace d'un coté à l'autrelextrémité de la bobine Tesla pour diriger les décharges sur l'aire de la jonction et créer de nombreux parcours de percement et (3) on isole de la masse la jonction et le dispositif semiconducteur en contact avec elle en plaçant l'élément, soit séparément soit dans le cadre d'une matrice, sur une surface d'appui électriquement isolante, ce qui diminue la chute de tension et 1'intensité du courant dans la Jonction. N#rmalement, des décharges de bobine Tesla de 1 à 5 secondes environ suffisent pour atteindre le point de régres sion dans le passage de la composition de Jonction diélectrique à un état de faible résistance. Une fois que ce stade est atteint, la valeur de résistance, qui est généralement comprise entre quelques millinhms et 10 ohms, reste pratiquement inchangée pendant l'application d'une basse tension d'essai nU de lecture, par exemple 5mV, qui sert à causer le passage d'un courant pour détecter le fait que le dispositif semiconducteur est actif. Une fois activée, la jonction est capable de comma ter entre les états de résistance faible et relativement élevée qui rendent le dispositif semicnndufteur actif nu inactif. On peut réaliser la commutation en branchant alternativement un moyen d'amenée de courant électrique ou d'impulsion de courant, pour effectuer le passage à une valeur de résistance relative- ment élevée, supérieure d'au moins deux ordres de grandeur à la faible valeur de résistance obtenue par activati#on, et un moyen d'amenée de décharges électriques à haute tensiOn à haute fré once, pour effectuer le passage à la faible valeur de résistance.Une différence de résistance de deux ordres de grandeur entre les deux états est plus que suffisante pour que les dispositifs semiconducteurs puissent être rendus actifs ou inactifs sur commande. Les circuits numériques nécessitent seulement une variation d'environ un ordre de grandeur, donc au coefficient 10. Les valeurs relativement élevées de résistance peuvent varier de 250 à 500 000 ohms environ et habituellement, elles sont de 5000 à 200 000 ohms. Occasionnellement, les valeurs relativement élevées de résistance des jonctions minces de microcircuits peuvent être de 10 à 250 ohms, auquel cas les valeurs correspondantes de faible résistance sont de l'ordre du milliohm. On peut utiliser divers moyens permettant de four- nir des courants ou impulsions de courant s'annulant ou se cou pant spontanément pnur réaliser le passage à des valeurs relativement élevées de résistance. Un moyen commode comprend une source de tension réglée et une résistance chutrice en série, qui forment ensemble un bloc d'alimentation pouvant débiter environ 50 mA pendant 0,1 à 1 seconde. Pendant ce temps court, on observe que le courant qui passe par la jonction diminue constamment jusQu'à environ zéro (annulation), ce qui semble indiquer que la matière conductrice métallique située dans les parcours conducteurs subit une commutation.On peut effectuer la transition encore plus soudainement (diminution rapide, c'està dire annulation spontanée) au moyen d'une décharge de conden sateur qui fournit un courant de pointe nu impulsinn de 25 à 5C ilA pendant environ 1 ms, ce qui semble indiquer que les parcours conducteurs sont coupés soudainement par une impulsion de courant qui diminue rapidement. Un courant coupéàpeu près égal suffit à des jonctions relativement épaisses de micro- ensembles aussi bien qu'à des jonctions minces de microcircuits. On détermine facilement par tâtonnement la valeur appropriée du courant coupé pour une jonction en utilisant un dispositif à courant choisi. Cette valeur, généralement de l'ordre du milliampère, est toujOurs plus grande, en général au moins 10 fois plus grande, que la valeur de lecture ou d'essai du dispositif actif en service. La valeur de lecture peut être de l'ordre du microampère si l'instrument de lecture est suffisamment sensible. Pour passer ensuite d'une valeur de résistance relativement élevée à une faible valeur de résistance à peu près égale à celle que l'on obtient par activation électrique de la jonction, on peut procéder de la façon décrite plus haut pour l'activation électrique. Un seul cycle comportant le passage à une valeur relativement élevée de résistance et le retour à une faible valeur de résistance suffit à établir la nature commutatrice de la composition de jonction, mais on peut effectuer la commutation en un nombre de cycles gui va de 10 à100, selon la dissipation d'énergie permise dans la jonction de faible résistance lorsque le dispositif semiconducteur est actif. Bien que ce nombre de cycles soit insuffisant pour de nombreuses applications de mémoire, il suffit à la réparation ou à la conversion d'une mémoire permanente sur place. L'élément de l'invention, qui comprend en combinaison une jonction régulatrice de courant électrique et un dispositif semiconducteur est généralement utile dans des systèmes de mémoire modifiables à forte densité d'entassement formés de multiples éléments de ce genre en une matrice, avec des conducteurs de contact attachés et des moyens appropriés dtécriture et de lecture.Etant donné qu'il est cnmmode de modifier la configuration de semiconducteurs actifs d'une matrice par des moyens électriques simples, la réparation nU la cnnversinn d'un système de mémoire sur place est très simple. Pendant la fabricatien d'éléments en matrice, la jonctinn préférentielle régulatrice de courant à base de pnlyimide peut résister aux températures élevées que l'on applique communément pour fnrmer-des contacts ohmiques à faible résistance entre des cnnducteurs métalliaHues et des dispositifs semiconducteurs, par exemple 450 C, tempéra- ture que l'on utilise pour souder par alliage l'aluminium au silicium.D'autre part, en ce qui concerne la fabrication des éléments, la formation d'une jonction par des techniques de revêtement de polymère est parfois plus simple que le dénot anus vide. Dans les exemples suivants, tnutes les parties sont en poids sauf indication contraire. Exemple 1 A. Pour préparer une jonctinn destinée à un micr- ensemble, on utilise le processus suivant. On disperse avec agitation 2 parties d'une poudre d'aluminium commerciale (ayant une grosseur moyenne de particules d'environ 20 microns) dans une solution de 1 partie d'une polyamide solide dans la 1#,1Ç- diméthylacétamide.La polyamide est un polymère de condensation à poids moléculaire élevé comprenant, en proportions équimoléculaires, de la m-phénylènediamine et un mélange à 70 parties de chlorure diisophtaloyle et 30 parties de chlorure de téréphtaloyle. la polyamide a un Tg de 13000. On coule alors le mélange sur une plaque revêtue d'un film de " Teflon" que l'on a pré chauffée à TOOC; on chauffe alors à 150 C pour évaporer le solvant et former un film. On presse le film jusqu'à une énais- sueur d'environ ~C,6 mm avec un fer revêtu de "rieflon" et chauffé à 15000. B. Comme le montre la figure 2, on fabrique une monture mécanique portant une matrice 7 x 7'de diodes à silicium 10 ("Motorola IN4O05) munies chacune d'un contact à ressort 11 de type Everett and Charles. On insère le film 12 dans ls monture de sorte que les contacts à ressort Il poussent contre le film. On dispose en rangées des conducteurs 13 à 19 qui touchent les bornes libres des diodes. On dispose en colonnes A (représenté) à G (non représenté) qui touchent la face libre du film, opposée à celle qui est en contact avec les contacts à ressort. La monture est un exemple de système destiné à une mémoire permanente qui contient des jonctions régulatrices de courant électrique et des dispositifs semiconducteurs en série, chaque combinaison constituant un élément de la mémoire. Si les contacts à ressort sont convenablement alignés, on peut activer séparément chaque élément de la matrice et l'amener à une faible résistance au moyen d'une décharge électrique de 250 V d'un condensateur de 0,002 pu et on peut ensuite le commuter entre des valeurs faibles et relativement élevées de résistance par les moyens décrits plus haut, Exemple 2 A. On prépare comme suit une composition diélectrique formatrice de Jonctions. On disperse à l'aide d'un mortier et d'un pilon 2 parties de poudre d'aluminium noire oxydée superficiellement, d'une grosseur de particules d'environ 0,01 à 0,03 micron, dans 5 parties d'émail commercial "Pyre-M.L. RC-5057". L'émail est une solution à 16,5% d'un acide pôlyami- que (15,2% de solides polymères convertis) dans un véhicule solvant qui est la N-méthylpyrrolidone(2). On coule la solution d'émail sur une surface lisse et propre et onfila chauffe à 1350C pendant 0,5 heure, puis à 3000C pendant 1 heure pour achever la formation du liant polyimide destiné aux particules d'aluminium dispersées et évaporer le solvant et l'eau de condensation (formée pendant la conversion de l'acide polyamique en polyimide). le film durci donné par la composition de jonction a une épaisseur d'environ 0,5 micron et une résistance électrique d'au moins 108 ohms, mesurée à travers le film, entre la surface supérieure du film et la surface inférieure du support conducteur. B. On fait alors passer le film d'un état diélectrique de résistance élevée à un état conducteur de faible résistance en traitant l'élément comme suit. On dispose au dessus du film, à une hauteur d'environ 13 mm, une bobine Tesla Classique capable de donner des décharges à haute tension à haute fréquence et on dirige des décharges venant des bobine sur toute la surface du film pendant que l'élément est supporté par une plateforme isolante en céramique0 On coupe la bobine au bout de 2 à 3 secondes environ. On mesure à nouveau la résistance électrique et on trouve qu'elle est inférieure à 0,1 ohm.Des films similaires formés sur des surfaces métalliques conductrices et activés électriquement de façon similaire présentent des résistances d'environ 0,005 à 0,02 ohm, ce qui est un faible pourcentage de la résistance directe type d'une diode à silicium C. L'aptitude de la jonction ci-dessus à commuter entre des états de résistance faible et élevée, et sa capacité de conserver cette aptitude à la commutation pendant un certain ternis se démontrent comme suit.On relie la jonction, par des conducteurs de contact, à une source de puissance lambda régulée, que l'on ajuste de manière à obtenir un courant d'environ 25mi passant par une résistance chutrice, En observant à l'os- cilloscope un signal proportionnel au courant qui arrive à l'élément, on constate que le courant diminue constamment jus- qu'à environ zéro en 100 ms environ.On mesure à nouveau la résistance électrique du courant et on trouve qu'elle est d'en- viron 250 ohms, valeur suffisamment élevée pour qu'une diode à semiconducteur soit inactive dans le fonctionnement normal d'un ordinateur0 On ramène la-jonction à son état de faible résistance au moyen de la bobine Tesla comme indiqué plus haut.On répète encore le cycle trois fois et on stocke l'élément à l'état activé, Au bout de 3 mois, on examine L'élément et on voit qu'il a conservé son activité, D. Les données ci-dessus et le degré élevé de stabilité thermique de la polyimide utilisée comme liant indiquent que la composition de jonction convient particulièrement pour revêtir des substrats semiconducteurs qui doivent autre Soumis à des températures relativement élevées comme les dispositifs semiconducteurs à base de silicium, que l'on peut préparer comme suit.On peut former des diodes à semiconducteur formées de silicium monocristallin à partir d'une matière fondue, par des techniques classiques de croissance (utilisant un germe) pour obtenir une barre de silicium dopé formée d'un seul cristal, que l'on peut découper en pastilles ou substrats, En diffusant ensuite dans la surface un dopant de type P tel que le bore, on obtient une diode redresseuse. Comme le montre la figure 3, on applique un revêtement de la dispersion ci-dessus à une portion de la surface de la région 21 de typePde la diode pour former une couche qui, pour les applications de microcîtcuits, a une épaisseur d'environ 2 à 5 microns et plusieurs microns de lOn- gueux et de largeur.On forme alors des couches conductrices d'a aluminium 22 et 23 aussi bien sur la jonction que sur la surface avoisinante d'un substrat de silicium 24 de type N, à une distance de 5 à 10 microns de la Jonction, en utilisant les techniques classiques de traitement et d'évaporation sous vide faisant appel à la photoincision. Après masquage approprié photopolymérisation et détachement de la matière photorésistante pour limiter le dépôt d'aluminium sur les surfaces indiquées, on chauffe la couche de jonction à 1350C pendant 0,5 heure puis à 3000C pendant i heure pour obtenir une Jonction durcie d'environ 0,5 micron d'épaisseur dont la résistance, mesurée dans le sens direct de la diode, est d'au moins 108 ohms.Dans une telle jonction, les particules d'aluminium 25 sont dispersées dans un liant rigide thermiquement stable formé de polyimide polymère 26. Une jonction de ce genre, en combinaison avec le dispositif semiconducteur, constitue un élément approprié à une mémoire permanente modifiable. On allie alors au silicium le conducteur d'aluminium 23 porté par le substrat de silicium de type N en chauffant encore l'élément et le conducteur à 4500C pendant environ 5 à 30 minutes Jusqu'à ce que la fusion localisée à l'interface de l'aluminium et du silicium forme une mince solution solide d'aluminium dans le silicium qui se solidifie au refroidissement en formant un contact ohmique de faible résistance.Il arrive que la couleur de la jonction s'altère par suite de l'instabilité thermique de quelques parties par million d'un agent antirides ajouté à l'émail d'acide polyamique pour donner une surface plus lisse, mais elle reste rigide et subit une perte de poids inférieure à 3% en poids dans les conditions d'alliage ci-dessus. A ce stade, on active l'élément selon l'invention, formé de semiconducteur et de composition de jonction, en l'exposant à la décharge d'une bobine Tesla 27 dans les conditaons décrites à la partie B. De cette manière, on peut ramener pratiquement la résistance de lwélément dans le sens direct à la résistance de la diode seule dans le sens direct, soit environ 0,45 ohm. On peut commuter l'élément entre l'état actif de faible résistance et l'état inactif de résistance élevée par les techniques cycliques décrites à la partie C. REVEND I CÂT IONS 1. Elément électrique utile dans une matrice de mémoire permanente modifiable, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, une diode ou autre dispositif semiconducteur et une jonction électrique régulatrice de courant qui est stable entre 200 et 4500C et comprend, en volume de 20 à 60% d'un liant polymère ayant une température de transition vitreuse d'au moins 1000C et de 40 à 80% de particules métalliques portant un revêtement isolant et dispersées dans le liant. 20~Elément selon la revendication 1, dans lequel le liant polymère est une polyimide, une polyamide ou un polystyrène, et peut avoir une température de transition vitreuse d'au moins 15O C. 5.;Elément selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les particules métalliques portant un revêtement isolant ont une grosseur moyenne de 0,01 à 1000 microns, et peuvent être des particules d'aluminium, auquel cas la fonction comprend, en poids, 10 à 40% de liant et 60 à 90% de particules d'aluminium portant un revêtement isolant, le total faisant 100%. 4. Elément selon la revendication 1, 2 ou 3, qui comprend, en combinaison, un dispositif semiconducteur et une jonction électrique régulatrice de courant qu'on peut activer à un état de faible résistance en l'exposant à une décharge électrique à haute tension à haute freuence, cette jonction étant capable, à l'état de faible résistance, de laisser passer un courant de lecture relativement faible et étant susceptible d'être commutée entre des états de faible résistance et de résistance relativement élevée, la commutation de l'état de faible résistance à l'état de résis#tance élevée se faisant par passage à travers la Jonction d'un courant relativement intense, s'annulant spontanément, supérieur au courant faible de lecture, la commutation de l'état de résistance élevée à l'état de faible résistance se faisant par exposition de la jonction à la décharge -électrique à haute tension à haute fréquence. 50 Elément selon la revendication 4, dans lequel une Jonction en couche est liée au dispositif semi-conducteur. 6. Elément selon la revendication 5, dans lequel le liant polymère est une polyimide ayant une température de transition vitreuse d'au moins 1500C, les particules métalliques munies d'un revêtement isolant sont des particules d'aluminium et le substrat semiconducteur est un semiconducteur formé de sicilium. 7. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui comprend, en combinaison, un dispositif semiconducteur et une jonction électrique régulatrice de courant disposée en couche qui présente des états de résistance faible et élevée et peut commuter de l'un à l'autre, l'état de faible résistance représentant une résistance de 10 à 50 000 ohms, au moins dix fois supérieure à celle de l'état de faible résistance, l'état de faible résistance permettant de laisser passer un faible courant delecture, la commutation de 1 'état de faible résistance à celui de résistance élevée pouvant se faire par passage à travers la jonction d'un courant relativement intense s'annulant spontanément, supérieur au faible courant de lecture, la commutation de l'état de résistance élevée à l'état de faible résistance pouvant s'effectuer par exposition de la jonction à une décharge électrique à haute tension à haute fréquence. 8. Elément selon la revendication 7, dans lequel le liant polymère a une température de transition vitreuse d'au moins 15000 et les particules métalliques sont des particules d'aluminium. 9. Elément selon la revendication 8, dans lequel la couche de jonction électrique régulatrice de courant a une épaisseur de 0,1 à 25,4 microns et les particules d'aluminium ont une grosseur moyenne de 0,01 à 0,5 micron.