Brevet FR2253274A1 — publié le 19750627

La présente invention concerne un procédé de réalisation de plages conductrices à base d'aluminium sur au moins une face active d'un dispositif comportant un substrat semiconducteur et obtenu par la méthode planaire. On sait que la réalisation de contacts et d'interconnexions sur les dispositifs semiconducteurs est un problème difficile et mal résolu. On souhaite employer l'aluminium mais l'utilisation de ce métal n'est pas sans inconvénient, en raison notamment de son aptitude à dissoudre le silicium. De ce fait, utilisé sur des régions diffusées de faible profondeur, par exemple sur des régions d'émetteur, il provoque des courts-circuits dans la jonction sous-jacente. Si on essaie d'éliminer cet inconvénient en saturant l'aluminium de silicium, par la création d'une couche mixte d'aluminium silicium saturée de silicium au moment de l'élaboration des contacts, le silicium des conducteurs en aluminium silicium tend à migrer en fonctionnement des régions les plus chaudes vers les régions les plus froides et à plus ou moins longue échéance on retrouve l'inconvénient mentionné ci-dessus. On a déjà cherché à fixer le silicium dans l'alliage en incorporant à celui-ci un autre métal. Toutefois, la délinéation par photogravure de cette couche ternaire donne lieu à des marches qui entraînent des coupures dans la réalisation de dispositifs multicouches, ainsi qu'à des irrégularités. La présente invention apporte une solution à ces problèmes. On sait, en effet, que les alliages d'aluminium avec des métaux oxydables anodiquement peuvent etre oxydés anodiquement d'une manière homogène et IL Demanderesse s'appuie sur ce principe déjà connu pour en produire une application nouvelle. La présente invention concerne un procédé de réalisation de plages conductrices à base d'aluminium sur au moins une face active d'un dispositif comportant un substrat semiconducteur et obtenu par la méthode planaire, remarquable en ce que, on crée au moins sur ladite face active dudit dispositif semiconducteur, sauf aux emplacements des contacts, une couche isolante électriquement; on dépose sur toute ladite face active une couche d'un alliage comportant de 11 aluminium, du silicium et au moins un troisième métal pris dans la liste comportant le fer, le chrome, le magnésium, le cuivre, le manganèse et le nickel, puis on recouvre ladite surface active d'un masque inerte à l'oxydation anodique aux emplacements des contacts et des interconnexions, enfin, par oxydation anodique, on transforme en oxyde les parties non proté-gées de l'alliage. La présente invention présente de nombreux avantages. Elle est applicable notamment aux dispositifs en silicium où elle empêche le silicium de migrer tandis que la délinéation par oxydation anodique de l'alliage ternaire,constitué au moins de trois métaux oxydables anodiquement permet d'obtenir une surface plane sur laquelle éventuellement une nouvelle couche d'isolant peut être déposée puis une nouvelle couche d ' interconnexion créée. Elle comporte peu d'opérations car le dépôt des trois métaux est effectué avantageusement par évaporation sous vide dans un seul bâti. De préférence, cette évaporation sous vide est effectuée selon la technique dite d'évaporation éclair" ou évaporation flash". Selon cette technique, on retrouve dans le dépôt obtenu et dans une structure homogène tous les éléments devant etre évaporés et ce, dans les memes proportions que celles données avant évaporation. On utilise alors comme source l'alliage même que l'on souhaite obtenir. De préférence, l'épaisseur de la couche déposée par évaporation est comprise entre 0,7 et 1,6 um. Avantageusement, les alliages utilisés comportent 0,5 à 1,5% de silicium, le pourcentage des autres éléments étant compris, pour chacun d'entre eux, dans une gamme variant de 0,5 à 1%. Le choix de l'épaisseur de la couche est déterminé par le fait qu'elle doit réaliser sa fonction de barrière mais cependant etre oxydée totalement en profondeur et d'une manière relativement rapide. Les proportions de l'alliage tiennent compte de la nécessité de réaliser une évaporation rapide sous vide. La présente invention concerne également un dispositif semiconducteur obtenu par une méthode planaire et comportant, sur au moins une face active, des prises de contact et des interconnexions à base d'aluminium, remarquable en ce que ladite face active est recouverte localement d'une couche d'oxyde et d'une couche d'un alliage comportant de l'aluminium, du silicium et au moins un troisième métal pris dans la liste comportant le fer, le chrome, le ma magnésium, le manganèse, le cuivre et le nickel, cette couche étant oxydée dans les zones ne devant pas comporter de régions conductrices. L'avantage d'un tel dispositif réside dans le fait que la surface est pratiquement plane et qu'il est alors possible de réaliser, au-dessus, de nouvelles couches isolantes et de nouvelles plages de contact pour obtenir un ensemble dit multicouches. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures 1 et 2 illustrent deux étapes de la réalisation d'un dispositif semiconducteur selon le procédé de l'invention. Il est à noter que sur les figures, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre les dessins plus clairs. Conformément aux figures, sur un substrat semiconducteur 1, en silicium notamment, comportant un îlot 2 sur lequel on doit prendre un contact ohmique, on dépose une couche isolante 3 d'oxyde Si 2 par un traitement thermique approprié bien connu des spécialistes. Après avoir pratiqué une ouverture 4 dans la couche d'oxyde 3 en regard de l'îlot 2, on dépose une couche metallique 5 Cette couche métallique 5 déposée par la technique d"'évaporation flash" sous vide dans un bâti approprié comporte par exemple, outre l'aluminium, du cuivre dans une proportion de 4%, du manganèse pour 0,7%, puis 0,5% de silicium et 0,5% demagnésium pour un alliage connu sous la référence A U4 G ou les mêmes éléments dans les proportions respectives de 4,3%, 0,5%, 0,8% et 0,8% pour un alliage dit A u4 SG. L'épaisseur de ladite couche 5 est de lym par exemple. A sa surface, on dépose un masque de laque photosensible 6 obtenu à partir d'une couche uniforme que l'on a polymérisée localement et dont on a dissout les parties inutiles (fig. 1). En utilisant par exemple une solution diluée d'acide sulfurique comme agent d'anodisation et sous une tension de quelques dizaine de volts, on oxyde anodiquement la région 5a de la couche 5, la région 5b protégée par la laque 6 restant parfaitement conductrice. A l'aide d'un agent chimique approprié, acide nitrique fumant ou tout autre solution conservant l'intégrité de la couche de l'oxy- de obtenu, on élimine la couche de laque photosensible 6 pour obtenir le dispositif illustré par la figure 2. Ce dispositif comporte donc un substrat 1 en silicium dans lequel est représenté un îlot 2 relié électriquement avec l'exté- rieur par l'îlot 5b fortement conducteur traversant une couche 3 de Si O, et une couche 5a de l'oxyde du métal constituant l'plot 5b. Le procédé décrit dans le présent mémoire est apparenté avec le procédé faisant l'objet de la demande de brevet français n0 déposée simultanément avec la présente demande et au nom de la même Demanderesse, sous le titre : Procédé de réalisation de contacts sur des dispositifs semiconducteurs". - REVENDIGATIONS 1.- Procédé de réalisation de plages conductrices à base d'aluminium sur au moins une face active d'un dispositif comportant un substrat semiconducteur et obtenu par la méthode planaire, caractérisé en ce que l'on crée au moins sur ladite face active dudit dispositif semiconducteur sauf aux emplacements des contacts une couche isolante électriquement, en ce que l'on dépose simultanément, sur toute ladite face active, une couche d'un alliage comportant de l'aluminium, du silicium et au moins un troisième métal pris dans la liste comportant le fer, le chrome, le magnésium, le cuivre, le manganèse et le nickel, puis en ce que l'on recouvre ladite surface active d'un masque inerte à l'oxydation anodique aux emplacements des contactset des interconnexions et, enfin, en ce que, par oxydation anodique, on transforme en oxyde les parties non protégées de l'alliage. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'évaporation sous vide de l'alliage est effectuée selon la teehni- que dite d't'évaporation éclair en utilisant, comme source, un alliage contenant les éléments à déposer. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche d'alliage déposée est comprise entre 0,7 et 1,6 pm. 4.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les alliages utilisés comportent 0,5 à 1,5% de silicium, le pourcentage des autres éléments étant compris, pour chacun d'entre eux, dans une gamme variant de 0,5 à lg. 5.- Dispositif semiconducteur obtenu par le procédé conforme aux aux revendications 1 à 4 et comportant, surfine face active, des prises de contact et des interconnexions à base d'aluminium, carac térisé en ce que ladite face active est recouverte localement d'une couche d'oxyde et d'une couche d'un alliage comportant de l'aluminium du silicium et au moins un troisième métal pris dans la liste comportant le fer, le chrome, le magnésium, le manganèse, le cuivre et le nickel, cette couche étant oxydée dans les zones ne devant pas comporter de régions conductrices.