Brevet FR2290757A1 — publié le 19760604

La présente invention concerne la stabilisation des dispositifs métal-oxyde-siliciium (appelé couramment dispositifs MOS) et se rapporte plus particulièrement å uneopération de recuit effectuée au cours de la fabrication de dispositifs MOS dans le but d'améliorer leur stabilité. Il est bien connu dans la technique que lorsque la surface d'une tranche de silicium est oxydée dans une atmosphère oxydante à haute température, une charge positive est engendrée à proximité de l'interface oxyde-silicium. Cette charge a pour effet de rendre le dispositif instable sous l'influence d'une polarisation de porte. La théorie qui a été admise pour expliquer la présence d'une charge fixe est décrite dans l'article "Characteristics of the Surface State Charges of Thermally Oxidized Silicon" par Deal, Sklar, Grove et Snow, publié dans Solid State Science, mars 1962. Dans son principe, cette théorie admet que la charge fixe existe à l'interfaoe silicium-dioxyde de silicium du fait d'un déséquilibre stoéchiométrique des atomes de silicium et d'oxygène.Le manque d'atome d'oxygène à l 'interface est dt à la résistance à la diffusion de l'oxygène vers l'interface ou se produit la réaction d'oxydation, ce qui abouti à l'obtention d'une charge positive nette. Des techniques de recuit pour réduire au minimum cette charge fixe sont déjà connues. Suivant ces techniques, les oxydes de porte sont habituellement exposées à un recuit à haute température dans de l'azote ou un autre gaz moléculaire. Cette technique est décrite dans le brevet des E.Li.,A No. 3 615 873. De telles techniques de recuit réduisent effectivement le niveau de charge fixe dans un diélectrique de porte lorsque le diélectrique de porte a une épaisseur relativement importante, par exemple, supérieure à 500A.Cependant, lorsque des pellicules d'oxyde de porte minces sont recuites dans l'azote ou autre gaz moléculaire, on note que la charge fixe est initialement réduite mais que lorsque l'opération de recuit est poursuivie, la charge s'accroit. Ainsi, les oxydes de porte minces ne peuvent pas être stabilisés par un recuit dans l'azote. Un recuit pour réduire et stabiliser la charge fixe effectué dans des atmosphères d'oxygène ne donne pas de résultats satisfaisants étant donné que le desequilibre stoéichiométrique des ions de silicium et d'oxygène persiste lorsqu'une nouvelle oxydation est effectuée même si l'emplacement de l'interface est modifié. En outre, l'exposition du dispositif à une atmosphère d'oxygène provoque un nouvel accroissement de l'épaisseur de la couche diélectrique lequel n'est pas désiré. Par consequent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un procédé pour produire et stabiliser le diélectrique de porte d'un dispositif MOS. Un autre but de la présente invention est de proposer une technique pour réduire et stabiliser la charge fixe de l'oxyde dans une couche diélectrique de porte d'un dispositif MOS sans dégrader cette couche. Ces buts ainsi que d'autres buts de l'invention sont réalisés au moyen d'un procédé pour fabriquer et stabiliser la couche diélectrique de porte suivant lequel on fait rostre une couche de dioxyde de silicium ayant une épaisseur inférieure à 500A sur au moins la région de porte du dispositif par oxydation thermique du substrat du dispositif en silicium monocristallin et suivant lequel le dispositif résultant est recuit dans une atmosphère de gaz inerte à une température d'au moins 9000C pendant au moins 10 minutes. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 est une vue en coupe verticale représentant la structure d'un transistor à effet de champ type. La figure 2 est un graphique sur lequel ont été tracées les courbes de la charge superficielle par rapport au temps de recuit dans l'azote d'une pellicule de 100A d'épaisseur, chaque courbe correspondant à une température différente. La figure 3 est un graphique sur lequel ont été tracées les courbes de la charge superficielle par rapport au temps de recuit d'une série de pellicule d'oxyde recuite dans des atmosphères d'azote et d'argon. La figure 4 est un graphique sur lequel ont été tracées des courbes de charge superficielle par rapport au temps en vue de permettre la comparaison du recuit dans une atmosphère d'argon et du recuit dans une atmosphere d'azote à diverses températures. L'un des objectifs importants que l'on cherche à atteindre au cours de la fabrication des transistors à effet de champ est la formation d'une couche diélectrique de porte convenable ayant des caractéristiques de tension de seuil stables et suffisamment mince afin d'assurer l'obtention d'une faible tension de seuil. Le diélectrique de porte doit être relativement exempt de contamination afin de permettre l'obtention d'une tension de seuil stable. Les techniques utilisables pour former une couche convenable pour atteindre ces objectifs ont fait l'objet de nombreuses études, experiences et discussions. Un problème d'une importance particulière est la réduction de la "charge fixe" a l'interface silicium-diélectrique de porte. La "charge fixe" a été caractérisée comme étant une charge positive qui est présente au voisinage très proche de l'interface silicium-diélectrique de porte. Ces charges, presentent l'intérieur de l'oxyde de porte et qui se sont avérées généralement être positives, induisent une charge négative dans la région de porte du silicium et ont, par consequent, pour effet que la surface de silicium à cot endroit a tendance a Entre du type N. En général, la charge d'état de surface est reproductible pour un ensemble donne de conditions. La densité de la charge est indépendante de la concentration d'impureté du silicium et de l'épaisseur d'oxyde sur une large plage si cette densité est indépendante de la courbure de bande ou du potentiel superficiel dans le silicium sur au moins la région médiane à 0,7 électron volt de la bande interdite.La charge fixe" ou charge "d'oxyde" est considérée comme résultant d'un déséquilibre stoêchiométrique des atomes de silicium et d'oxygène dans la région d'interface. En théorie, la concentration des atomes d'oxygène diffusant à partir de la surface est la plus faible a cet interface. L'excès d'atome de silicium entrain une charge positive nette. Il est bien connu que le recuit réduit la charge fixe dans un diélectrique de porte constitué par un oxyde sur un corps en silicium. Typiquement, le recuit est effectué dans une atmosphère d'azote à une température de l'ordre de 10000C pendant une période de l'ordre d'une heure. Le recuit dans une atmosphère de gaz inerte tel que de l'argon ou de l'hélium a été suggéré. Lorsque le recuit est effectué sur des oxydes de porte ayant des épaisseurs supérieures à 500A, l'azote et les gaz inertes permettent en général d'obtenir le même effet bénéfique c'est-a-dire une réduction de la charge fixe de l'oxyde. Cependant, la demanderesse a découvert que pour les minces couches diélectriques de porte constituées par un oxyde, le choix de l'atmosphère ou milieu de recuit est critique. Comme on l'expliquera de manière plus détaillée ci-aprés et illustré par des résultats d'expérienoes, le recuit dans une atmosphère d'azote d'une couche de porte en Si92 ayant une épaisseur inférieure à 500A qui est formée sur un corps de silicium, et en particulier dans le cas des épaisseurs les plus faibles inférieures à 300aune réduit pas la charge d'état de surface et peut en fait l'accrottre. Cependant, si de telles couches de porte en oxyde d'une epaisseur inférieure à 500A sont recuites dans une atmosphère d'argon, la charge d'état de surface est réduite d'une manière permanente. Ainsi, le choix des atmosphères de recuit est critique pour les structures ci-dessus mentionnées. Ceci ne résulte pas de l'enseignement de la technique antérieure étant donné que la technique antérieure indique qu'aux fins du recuit l'azote et les gaz inertes sont interchangeables. On suppose, théoriquement, que le recuit des couches diélectriques de porte en oxyde de silicium thermique aussi bien dans une atmosphère d'azote que dans une atmosphère d'argon établit une concentration d'oxygène relativement uniforme dans l'oxyde ce qui produit un équilibre stoéchiométrique améliore entre l'oxygène et le silicium. Il en résulte ainsi une diminution ou une élimination de la charge d'oxyde fixe. Cependant, la technique antérieure ne s'était pas rendue compte que le recuit dans l'azote introduit un gradient de concentration d'azote dans l'oxyde. On considère, théoriquement, que lorsque la concentration d'azote à l'interface devient significative, une couche de nitrure de silicium est formée à l'interface, cette couche provoque également l'apparition de charges. Ces charges engendrées se forment probablement de la même manière que les charges initiales par la condition de déséquilibre stoéichiométrique des atomes d'oxygène et de silicium. Lorsque l'épaisseur de l'oxyde de porte est supérieure à 500A, les charges fixes provoquées par le desequilibre stoéchiomêtrique des atomes d'oxygène et de silicium à l'interface sont éliminées bien avant que les charges engendrées soient établies par la diffusion d'azote à ravers l'oxyde. Cependant, plus l'épaisseur de 'oxyde de porte diminue, plus l'intervalle entre l'élimination des charges d'oxyde fixes et l'établissement ultérieur des charges engendrées, se réduit. A une certaine epaisseur, les charges engendrées sont établies avant que les charges d'oxyde fixes initiales soient éliminées.A cette épaisseur, les charges d'oxyde fixes ne peuvent être éliminées par un recuit dans une atmosphère d'azote. Pour les épaisseurs d'oxyde légèrement superieures, le temps de recuit dans l'azote est critique, c'est-à-dire que le recuit doit être terminé au temps approprie après l'élimination de la charge fixe initiale mais avant l'apparition de la charge engendrée. Cette condition critique introduit des incertitudes supplémentaires qui entraînent une eduction du rendement. Cependant, une atmosphère de gaz inerte ne provoque pas la génération de charges comme le fait l'azote. Ainsi, pour les très minces pellicules d'oxyde de porte, seule i'utilisation d'une atmosphère de gaz inerte est appropriée en pratique. Sur la figure 1, on a représenté une vue en coupe d'un dispositif de transistor à effet de champ type auquel le procédé de recuit est plus particulièrement applicable. Le transistor comporte un corps semi-conducteur monocristallin 10 muni d'une région de source 12 et d'une région de drain 14 espacée l'une de l'autre. Une couche diélectrique de champ relativement épaisse 16 est formée dans les zones non actives du dispositif. La couche diélectrique de porte 18 recouvrant la zone comprise entre les régions de source et de drain 12 et 14 sépare l'électrode de porte conductrice 20 du corps semi-conducteur 10.Des électrodes de source et de drain 22 et 24 en une matiere conductrice établissent des contacts ohmiques avec les régions de source et de drain 12 et 14. Une couche de passivation 26 recouvre la métallurgie conductrice du dispositif. La conduction entre les régions 12 et 14 s'effectue par le canal adjacent à la surface entre les deux régions et est modulée par un potentiel appliqué à l'électrode de porte 20. Dans la fabrication des transistors à effet de champ, les phénomènes de surface sont d'une importance extréme. Il est par conséquent essentiel que la qualité de la pellicule isolante 18 recouvrant la surface adjacente aux régions de source et de drain soit très grande.En même temps, il est essentiel que l'épaisseur de la pellicule 18 soit relativement faible afin d'assurer l'obtention d'une tension de seuil relativement faible. En outre, les charges, quelles qu'elles soient, existant dans la couche dielectrique 18 ont des effets sur la stabilité de la tension de seuil. La charge d'oxyde fixe précitée provoquée par les charges elé- mentaires présentes à proximité de l'intervalle substrat-oxyde peut, si elle est suffisamment elevee, provoquer la création d'un canal de type N entre la source et le drain dans un dispositif à canal de type N. Ces charges ont été éliminées dans le passé par un recuit effectue pendant une période de temps appropriée à une température appropriée dans une atmosphère d'azote.Lorsque la couche diélectrique 18 est relativement mince, c'est-à dire lorsqu'elle a une épaisseur inférieure à 500A, le recuit dans une atmosphère d'azote ou bien (1) ne réduit pas les charges d'oxyde fixe, ou bien (2-) réduit les charges d'oxyde fixe mais alors la poursuite du recuit entrain l'apparition de charges engendrées rendant la durée du recuit critique. Les résultats d'expériences ci-après sont donnés pour faciliter la compréhension de l'invention. EXEMPLE 1 Au cours de cette expérience, des couches d'oxyde thermique de 100A d'épaisseur ont été recuites dans un milieu d'azote pendant des périodes de temps différentes et à des températures différentes pour illustrer l'incapacité d'un recuit dans l'azote de maintenir une densité de charge et de surface faible. Cet exemple montre également l'apparition de charges engendrées lors de la poursuite du recuit dans l'azote. Deux ensembles de tranches de silicium ayant une orientation cristallographique , comportant un dopage de fond ou dopage initial de type P, leur donnant une résistivité de 2 ohm.cm, ont été nettoyés pour éliminer les produits contaminants et les oxydes natifs.Le nettoyage a comporté un décapage par immersion dans une solution aqueuse de HF, suivi d'une immersion dans une solution aqueuse chaude de NH40H + H202, suivi d'une immersion dans une solution aqueuse chaude de HCl + H202, suivi d'un rinçage dans une eau à forte résistivité. Après le séchage des tranches, les surfaces ont été oxydées dans une atmosphère d'oxygène sec à une température de 9250C provoquant la formation d'une couche d'une épaisseur de 100A de SiO2 thermique. Une tranche témoin a été mise de côté et quatre tranches ont été recuites à 10500C dans une atmosphère d'azote pendant des durées différentes à savoir: 20 minutes, une heure, trois heures et seize heures. Un second ensemble de trois tranches a été recuit à 10000C pendant 20 minutes, une demi-heure et une heure. Après refroidissement, une série de plots d'aluminium de 0,5mm de diamètre est déposée à travers un masque par évaporation sur chacune des tranches. La couche d'aluminium avait une épaisseur d'approximativement 5000A. En outre, une couche ininterrompue d'aluminium a été déposée sur la face inférieure de chacune des tranches. Les tranches ont alors été soumises à un recuit de post-metallisation à 4000C pendant 15 minutes dans une atmosphère d'azote. La nature de la charge d'oxyde fixe associée au silicium thermiquement oxyde sur chaque tranche a été alors mesurée en utilisant les mesures capacité-tension classiques, de la manière connue, au moyen de l'expression:: Qs Cox + q = -- q -VFB + KMS) dans laquelle Q5 est la densité de charge de surface en charges/cm2, q est la charge de l'électron égale à 1,6 x 10 19 coulombs, Cox est la capacité de l'oxyde en farads/cm2, et #MS est la différence entre le potentiel d'extraction de l'aluminium métallique et du silicium qui est égale à -0,08 v pour le silicium de type p particulier dont la résistivité est de 2 ohm-cm. La technique utilisée pour mesurer la charge superficielle par les mesures de capacité-tension, est bien connue et décrite dans l'article "Characteristics of Solid State Charge of Thermally Oxidized Silicon" publié par Deal, Sklar, Grove et Snow dans "Solid State Science", VoL.114, No.3, mars 1967, pages 266 à 273. Les résultats de ces mesures sont donnes dans le tableau ci-après. SiO2 : 100A - Atmosphère de N2 - 1050 C --------------------------------------- Durée du recuit VFB Qs/q --------------- ----------------- 0 -1,06V 5,6 x 1011/cm2 20mm -0,88V 1,7 x 1011 1h -0,89V 1,9 x 1011 3h -1,00V 4,3 x 1011 16h -1,22v 9,1 x 1011 Si02 : 100A - Atmosphère de N2 - 1000 C ---------------------------------------- Durée du recuit VFB Qs/q --------------- ----- ---- 0 -1,60V 5,6 x 1011/cm2 20mm -0,81V 0,2 x 1011 30mm -0,82V 0,50 x 1011 1h -0,87V 1,4 x 1011 Les dessins. La ci-dessus indique reportées sur le graphique de la figure 2 des dessins.La courbe 30 indique qu'avec une température de recuit dans l'azote de xyde fi une pellicule de SiO2 de du présente une diminution de la charge d'oxyde fixe suivie par l'apparition d'une charge engendrée. La courbe 32 montre que la mais pellicule, lorsqu'elle est recuite 10000C perd sa charge fixe mais présente presque immédiatement une charge engendrée lorsque le recuit est poursuivi. Cet exemple prouve qu'un recuit dans l'azote de pellicules minces de SiO2 ne permet pas de maintenir d'une façon satisfaisante une charge de surface minimale. EXEMPLE Il Dans cet exemple, une comparaison a été effectuée entre les réductions opérées sur les charges d'oxyde fixes obtenues par le recuit de diverses épaisseurs d'oxyde thermique effectué dans l'azete et dans l'argon respectivement pendant des périodes de temps différentes. Dans cet exemple, de la mani on a choisi, nettoyé et oxydé un certain nombre de tranches de la manière décrite dans l'exemple I. Cependant, des épaisseurs différentes de couches d'oxyde thermique ont end formées en exposant les tranches Des milieu es ayant @ à épaiss pendant des périodes de temps différentes. Des pellicules ayant une épaisseur de été recuites 250 et 500A ont été préparées et recuites. Des séries de tranches ont été recuites dans l'azote respectivement pendant 20mn, 1heure, 3 trois heures et seize heures. Des tranches similaires ont été préparées avec des pellicules de 150A et de 50UA d'épaisseur, lesquelles ont été recuites dans de l'argon à une température de 1050 C. Après la métalisation, qui a été effectuée de la manière precédemment décrite, des mesures de capacité-tension ont été effectuées pour déterminer la charge de surface des pellicules respectives.Les tableaux ci-après représentent une moyenne des valeurs obtenues expérimentalement pour chacune des series précitées. SiO2 :100A - Atmosphère de N2 - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,06V 5,6 x 1011/cm 20mn -0,88V 1,7 x 1011 1h -0,89V 1,9 x 1011 3h -1,00V 4,3 x 1011 16h -1,22Y 9,1 x 10'11 SiO2 : 150A - Atmosphère de N2 - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,01V 3,0 x 1011/cm 20mn -0,83V 0,4 x 1011 1h -0,82V 0,3 x 1011 3h -O -0,89V 1,3 x 1011 16h -1,02V 3,2 x 1011 SiO2 : 250A - Atmosphère de N2 - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q O -1,02V 2,5 x 1011 20mn -0,83V 0,3 x 1011 1h -0,82V 0,2 x 1011 3h -0,92V 1,0 x 1011 16h -0,96 1,4 x 1011 SiO2 - 500A - Atmosphère de N2 - 1 Durée du Recuit VFB Qs/q O -1,06V 1,8 x ,8 x 1011 20mn -0,83V 0,2 x ,2x 10 1h -0,83V 0,2 x 3h -0,83V 0,2 x 16h -0,93V 0,9 x ,9 x 10 72h -1,10V 2,1 x 101 SiO2 : 150A - Atmosphère d'argon - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,01V 3,2 x 101 20mn # -0,81V # 0,2 x 101 1h # -0,81V # 0,2 x 101 3h # -0,81 # 0,2 x 101 16h # -0,81V # 0,2 x 101 SiO2 : 250A - Atmosphère d'argon - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,02Y 2,5 x ,5 x 10 20mn # -0,81V 0,2 x 1h # -0,81V 0,2 x 3h # -0,81V 0,2 x 16h # -0,81V 0,2 x SiO2 : 500A - Atmosphère d'argon - 1050 Durée du recuit VFB Qs/q 0 -1,06V 1,8 x ,8 x 10 20mn # -0,82V # 0,1 x 1h # -0,82V # 0,1 x 3h # -0,82V # 0,1 x 16h # -0,82V # 0,1 x Ces résultats sont graphiquement représentés sur la figure 3. Les courbes 34, 36, 38 et 40 représentent graphiquement les changements dans la charge de surface dans la série de couches d'oxyde thermique recuites dans une atmosphère d'azote. On notera que la courbe 34 indique que la charge de surface n'a. pas été éliminée en fait bien qu'une diminution initiale a été obtenue. La charge engendrée s'est accrue avec l'accroissement après la diminution initiale de la charge.Les courbes 36, 38 et 40 qui correspondent aux épaisseurs d'oxyde de plus en plus importantes montrent que la charge d'oxyde fixe totale a été réduite mais qu'une charge a été recrée lors de la poursuite du- recuit. Les références- 44, et 48 désignent les courbes de la charge de surface d'une série de couches d'oxyde recuites dans une atmosphère d'argon. On notera que, dans tous les cas, la charge type a été supprimée et qu'aucune charge n'a été engendrée lors de la poursuite du recuit comme c'était le cas avec le recuit dans l'azote. Ceci fait ressortir l'absence de caractère critique de la durée de recuit lorsqu'on utilise une atmosphère d'argon pour éliminer la charge fixe. EXEMPLE III Dans cet exemple, un certain nombre de pellicules d'oxyde formées sur les tranches de silicium ayant une épaisseur uniforme de 200t ont été recuites à différentes températures les unes dans une atmosphère d'argon et les autres dans une atmosphère d'azote et les résultats obtenus ont été indiques sur le tableau ci-après et représentés sur le graphique de la figure 4.On a choisi, nettoyé et séché comme décrit dans l'exemple I, un certain nombre de tranches de silicium et des couches d'oxyde thermique ayant toutes une épaisseur de 200A ont été formées sur ces tranches dans une atmosphère d'oxygène, à une température de 925 C. Après refroidissement des tranches, trois séries différentes de tranches ont été exposées à une atmosphère d'azote respectivement à 875 C, 10000C et 10500C pendant des périodes de temps différentes. Un processus similaire a été suivi avec une seconde série de tranches, à cette différence près que l'atmosphère utilisée a été une atmosphère d'argon. Après le recuit, les tranches ont été métallisées avec une série de plots d'aluminium et des mesures de capacité-tension ont été effectuées sur chacune des tranches. Le tableau ci-après indique les valeurs moyennes de la charge de surface à l'interface SiO2-Si des tranches, pour chaque temps de recuit indiqué. SiO2 : 200A - Atmosphère de N2 - 875 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,12V 3,5 x 1011/cm 20mn -0,96V 1,7 x 1011 1h -0,88V 0,85 x 1011 3h -0,85V 0,6 x 1011 SiO2 : 200A - Atmosphère de N2 - 1000 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,12V 3,4 x 1011/cm 20mn -0,87V 0,8 x 1011 1h -0,85V 0,5 x 1011 3h -0,86V 0,7 x 1011 SiO2 : 200A .- Atmosphère de N2 - 1050 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,12V 3,5 x 1011/cm 20mn -0,88V 0,9 x 1011 1h -0,86V 0,6 x 1011 3h -0,86V 0,7 x 1011 SiO2 : 200A - Atmosphère d'argon - 875 C Durée du Recuit VFB Qs/q 0 -1,12 3,5 x 1011/cm 20mn -1,00V 2,1 x 1011 1h -0,86V 0,7 x 1011 SiO2 : 200A - Atmosphère d'argon - 1000 C Durée du Recuit VFB Qw/q 0 -1,12V 3,4 x 1011/cm 20mn -0,85V 0,5 x 1011 1h -0,84V 0,4 x 1011 3h -0,82V 0,2 x 1011 SiO2 : 200A - Atmosphère d'argon - 10500C 2 --------------------------------------------- Durée du Recuit VFB Qs/q --------------- --- --- 0 -1.12V 3,5 x 1011/cm2 20mn -0,82V 0,2 x ioii 1h -0,82V 0,2 x 1011 3h -0,82V 0,2 x 101l On notera que les courbes 50 et 52 qui correspondent au recuit dans de l'argon respectivement à 1050 et à 10000C indiquent une élimination de la charge d'oxyde fixe des pellicules d'oxyde de 200A d'épaisseur, à un niveau relativement bas.Par comparaison, on notera que les courbes 56 et 58 qui correspondent aux pellicules d'oxyde recuites dans l'azote à 1050 et à 10000C indiquent la génération d'une charge après une réduction incomplète de la charge d'oxyde fixe. A la température de recuit de 8750 dans de l'azote (courbe 60) et dans de l'argon (courbe 54), une réduction incomplète de la charge d'oxyde fixe sans apparition de charge engendrée, a été observée. Dans cet exemple, le recuit était effectué que pendant des durées maximales de trois heures. EXEMPLE IV Dans cet exemple, la présence d'un changement chimique dans la zone d'interface à la suite d'un recuit dans l'azote a été détectée par une comparaison de pellicule de SiO2 recuite dans l'azote et d'une pellicule qui n'avait pas été recuite. La détection a été effectuée en comparant la résistance des pellicules respectives à la réoxydation. Un certain nombre de tranches de silicium ont été choisies et nettoyées de la manière décrite dans l'exemple I. On a fait croitre des tranches de SiO2 thermiques de 150A sur la surface des tranches. Une série de tranches n'a pas été recuite tandis que cinq séries de tranches ont été recuites dans une atmosphère d'azote pendant des périodes de temps différentes à 10500C. Les épaisseurs des pellicules initiales ont été soigneusement mesurées et toutes les tranches, à l'exception de la série de tranches témoins, ont été placées dans une atmosphère d'oxygène pendant 3 minutes à 1050 C. Après refroidissement des tranches, liepaisseur totale de chacune des pellicules a été soigneusement mesurée. Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après: BARRIERE OPPOSEE A LA REOXYDATION EN FONCTION DU RECUIT DE LONGUE DUREE Echantillon Epaisseur 3mn dans 02 Epaisseur Initiale à 1050 C finale de de S10 S10 O h Recuit dans N2 10500C 150A -- 150A 20mn " " " " oui 210A 1h Il n n oui 210A 3h " " " " oui 210A 16h t " " " oui 155A 72h " " " " oui 155A On notera que l'échantillon recuit pendant 20 mn avait une épaisseur d'oxyde initiale de 150A mais qu'à la suite de la seconde oxydation, son épaisseur totale a été de 210A. Par contraste, on notera que l'échan- tillon recuit pendant 72 heures, qui avait également une épaisseur initiale de 150A, n'a eu une épaisseur finale que de 155A. Ceci indique que l'épaisseur initiale de 150A d'oxyde a été modifiée de telle sorte que le recuit de plus longue durée a provoqué la formation d'une barrière à l'oxydation. Quatre séries de tranches ont été oxydées pour former un oxyde ayant une épaisseur de 120A. Après mesure des épaisseurs d'oxyde, chaque série a été recuite à 1050 C. L'atmosphère de recuit utilisée a été d'un premier cas de l'azote et dans l'autre de l'argon et les durées de recuit ont été respectivement de 20mn et de 16 heures. Après recuit, chaque série a été exposée à une atmosphère d'oxygène pendant deux minutes à 1050 C. L'épaisseur de chaque pellicule d'oxyde a été remesurée. Le tableau ciaprès donne les résultats obtenus. REOXYDATION Echantillon Epaisseur 2mn dans Epaisseur Initiale 02à finale de de SiO2 1050 C SiO2 ------- ------ --- 20mn Recuit dans N2 -105O0C 120A oui 170A 16h " " " " oui 12A 20mn Recuit dans Ar-1050 C 120A oui 170A 16h " " " " oui 170A On notera que l'épaisseur d'oxyde finale, c'est-à-dire un accroissement d'approximativement 50A, a été la même pour le recuit dans l'azote pendant une période de 20mn et pour le recuit dans l'argon pendant une période de 20mn et pendant une période de 16h. Cependant, l'épaisseur d'oxyde finale a été pratiquement inchangée après recuit pendant 16h dans l'azote et réoxydation ultérieure. Ceci indique qu'un long recuit dansl'azote forme une barrière vis-à-vis de l'oxydation tandis qu'un long recuit dans l'argon ne provoque pas la formation d'une telle barrière. EXEMPLE V Dans cet exemple, l'effet du recuit dans une atmosphère d'azote sur un diélectrique mince, relativement à la vitesse de gravure de l'oxyde a été étudiée. Un certain nombre de tranches ont été choisies et nettoyées de la façon décrite dans l'exemple I. Des pellicules d'oxyde de 100A d'épaisseur ont été formées sur les tranches et l'épaisseur de ces pellicules a été soigneusement mesurée. Les tranches d'une première série de tranches n'ont pas été recuites et ont servies de tranches témoins. Les tranches d'une seconde série de tranches ont été recuites dans une atmosphère d'azote pendant une période de temps de 336 heures à une température de 1000 C. Les tranches d'une troisième série de tranches ont été recuites dans une atmosphère d'argon, à une température de 1000 C, pendant 336 heures.Après le recuit, chacune des tranches a été immergée dans une solution de gravure P pendant une période de temps mesurée, puis retirée de la solution et son épaisseur soigneusement mesurée. Le processus a été poursuivi jusqu'à ce que la totalité de l'épaisseur de la couche d'oxyde ait été enlevée. Les différences d'épaisseurs et de durée de gravure étant connues, la vitesse de gravure a été calculée à divers points de l'épaisseur de la couche d'oxyde. Les résultats ont été comparés pour déterminer si la vitesse de gravure restait la même sur toute ltepais- seur de chacune des couches.Dans les tranches témoins, dans lesquelles la couche d'oxyde n'avait pas été soumise à un recuit, la vitesse de gravure a été une vitesse constante de 2,7A à la seconde sur toute l'epais- seur de la couche. Dans la seconde série de tranches, comportant des couches d'oxyde qui avaient été recuites dans l'azote, la vitesse de gravure initiale au niveau de la surface supérieure de la pellicule a été d'approximativement 2,5A à la seconde tandis que la vitesse de gravure finale au voisinage de l'interface a été de 0,24A à la seconde. La vitesse de gravure est restée relativement constante sur approximativement les trois quarts de I'épais-seur de la pellicule mais s'est ralentie d'une façon notable lorsque la solution d'attaque s'est approchée de l'interface. Ceci indique que le recuit dans l'azote a eu un effet sur la pellicule d'oxyde dans la zone adjacente à l'interface et a changé la nature de la pellicule. Dans la troisième série de tranches, qui comportait des pellicules d'oxyde recuites dans de l'argon, la vitesse de gravure sur toute l'épaisseur de la pellicule a été une vitesse relativement constante de l'ordre de 2,7 A à la seconde, qui est la mEme que celle des tranches témoins. La vitesse de gravure est restée constante sur toute l'épaisseur de la pellicule. EXEMPLE VI Dans cet exemple, le changement des charges d'état de surface de pellicule d'oxyde recuites dans une atmosphère d'hélium à 10000C a été étudié. Deux séries de tranches ont été choisies et nettoyées de la manière décrite dans l'exemple I. Sur la première série de tranches, on a fait croftre une couche de SiO2 ayant une épaisseur de 230A. Sur la seconde série de tranches, l'épaisseur d'oxyde a été de 400A. Chacune des séries de tranches a été recuite dans une atmosphère d'hélium à 10000C pendant diverses périodes de temps et les charges d'état de surface ont été mesurées et reportées sur un tableau. Les résultats sont indiqués ci-dessus.Comme les résultats l'indiquent, la charge d'oxyde fixe de la pellicule a été réduite par un recuit dans une atmosphère d'héliu@ et il n'y a pas eu de génération de charge significative lorsque le recuit a été prolonge. Les résultats du recuit dans une atmosphère d'hélium sont très proches de ceux obtenus par un recuit dans une atmosphère d'argon. SiO2 : 230A - Atmosphère de He - 10000C Durée du Recuit VFB Q5/q O -1 > 12V 3,2 x 101l/cm2 30mn -0,80V 2h -0,81V 0,1 x 10 5h -0,83Y 0,3 x îoîl 11h -0,83V 0,3 x 1011 SiO2 : 40OA - Atmosphère de He - 10000C Durée du Recuit VFB Q5/q O -1,24V 2,4 x 1011 30mn -0,85V 0,3 x 1011 2h -0,81V 0,1 x 1011 5h -0,86V 0,3 x 1011 11h -0,85V 0,3 x 101l Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication et de stabilisation d'une couche diélectrique de porte dans les dispositifs métal-oxyde-semi-conducteur, dans le but de réduire la charge d'oxyde fixe dans la couche diélectrique de porte sans dégrader les caractéristiques de cette couche, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent: à former une couche qui comporte au moins une couche d'oxyde de silicium d'une épaisseur inférieure à 500A sur au moins la région de porte par oxydation thermique du substrat en silicium monocristallin; et à recuire le substrat dans une atmosphère constituée par un gaz choisi dans le groupe constitué par Fie, Ne, Ar, Kr et Xe, à une température d'au moins 900oC pendant au moins 10 minutes.2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche diélectrique de porte a une épaisseur comprise entre 100 et 300A. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la température de recuit est comprise entre 900 et 11000C. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la durée de recuit est comprise entre 9 minutes et 100 heures. 5.- Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la durée de recuit est comprise entre 15 minutes et 24 heures, la température étant comprise entre 950 et 10500 C. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'atmosphère de recuit est une & mosphêre d'argon. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que I 'atmosphère de recuit est une atmosphère d'argon et en ce que la durée de recuit est comprise entre 1 et 4 heures.