Brevet FR2351478A1 — publié le 19771209

La présente invention a pour objet un procédé de réalisation.de resistances en couches minces passivées et les résistances obtenues par ce procédé. Il est connu que la principale cause d'évolution dans le temps de la valeur des résistances en couches minces déposées sur substrat (couches d'épaisseur comprise entre 100 et 1000 Angstroms) est l'ln- corporation d'oxygène par absorption ou par suite d'autres phénomènes dans ces couches minces. C phénomène est en grande partie éliminé par les techniques dites de passivation. Elles consistent en général à recouvrir les couches résistives de matériaux protecteurs contre les effets de l'atmosphère ambiante. tes substances employées laissent passer au cours du temps des atomes d'oxygène qui viennent oxyder partiellement la couche résistive. I1 en résulte une variation de la valeur de la résistance tendant å augmenter sa valeur. La présente invention a pour objet un procédé de passivation -de résistances exempt de cet inconvénient. Le procédé de fabrication de passivation de résistance selon l'invention se caractérise essentiellement par les étapes suivantes : i) Dépôt sur un substrat de la couche résistive, et découpe de cette couche par des procédés chimiques. 2) Dépôt sur cette couche d'un composé imperméable b l'oxygèe. Ltinvention sera mieux comprise au moyen de la-descrlption ciaprès en se référant aux dessins -annexés parmi lesquels : Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent en coupe- une couche résistive au cours des diverses étapes de sa fabrica,tion, suivant le procédé conforme. à l'invention. La figure 5 est un ensemble de courbes explicatives. Sur,la figure 1, on a déposé sur un substrat. 1 dielectrique ou semiconducteur intrinsèque ou de type de conduçtivité n mais faible- ment dopé, une couche 2 d'un composé -tel--que le transport-de ltoxy- gene à, travers cette couche soit pratiquement impossibles de préférence le nitrure de silicium Si3 N4., Le procédé de déposition est par èxemple- la pulvérisation cathodique de Silicium dans..un plasma d'azote. Le transport de l'oxygène dans l'atmosphère ambiante à travers le le Si3 N4 peut être considéré comme nul pour des températures très supérieures à celles normalement imposées à un circuit résistif, lors de son fonctionnement. La couche ainsi déposée a une épaisseur de l'ordre de 100 à 1000 Angstroms. Ensuite figure 2, par le marne procédé de pulvérisation cathodique est déposée la couche résistive 3 qui est par exemple du tantale ss La couche est ensuite découpée par photolithogravure. Cette couche résistive peut avoir une épaisseur de 100 à 1000 Angströms. Figure 3, par évaporation sous vide, par exemple deux contacts 4 et 5 sont formés sur la résistance 3. Figure 4, par le même procédé que pour la couche 1, est déposée une couche 6 de Si3 N4, et d'épaisseur de 100 à 1000 Angstroms. L'ensemble est ainsi parfaitement passive. L'expérience a montré qu'une résistance en tantale ss saturde en azote et passivée par une couche de 400 Angstro ms a une variation relative inférieure à 10-3 après plusieurs centaines d'heures d'échauffement à 1800 C dans l'air. La figure 5 montre à titre comparatif, l'évolution en fonction du temps, à 1800 C dans l'air, de la valeur de deux séries de resis- tances telles que celles de la figure 4. Ces résistances sont en Ta - ss nitruré (Ta - o + N2). Les résistances de la première série sont des résistances passivées selon l'inventien avec d;a Si3 N4, les autres avec du Ta2 5 ; la couche de passivation a une épaisseur de 400 Angstro s dans les deux cas. En ordonnées on a porté les variations relatives + 10-3. En abscisses on a porté les tempos (h = heure). Les courbes I correspondent à Ta2 O5, les courtes Il à Si3 N4. On peut observer qu'après les premières heures de vieillissement l'évolution des résistances I suit une loi linéaire en #t, correspon- dant à un transport d'oxygène dans l'oxyde de tantale, cet oxygène ayant pour effet l'oxydation partielle du tantale, et par conséauent, l'accroissement de la valeur des résistances. Par contre, l'évolution des résistances II passives en 813 N4 est quasi-nulle, de l'ordre de 3.10 4 après dix heures de vieitlisse- ment et jusqu'à cent heures de fonctionnement. Il est à remarquer que la technologie selon l'invention permet la passivation de la résistance du substrat, des plots de contact et des fils d'interconnexion. Les expériences poursuivies par la demanderesse n'ont pu être poursuivies que pour le Si3 N4 mais il est évident que l'invention s'appliquerait au cas où ton trouverait d'autres compositions s' opposant-au transport d'atomes d1oxygène. REVENDICATIONS 1. Procédé de passivation de résistances en couches minces déposées sur un substrat diélectrique ou semiconducteur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) - Dép8t et découpe sur le substrat de la couche résistive. b) - Dépit sur la couche résistive d'une substance passlvante imperméable au transport de 1 t oxygène. 2. Procédé suivant la revendication 1, -caractérisé en ce que ladite substance est le nitrure de silicium Siq N4. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dépit de Si3 N4 se fait par pulvérisation cathodique de silicium dans une atmosphère d'azote. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que préalablement å I'étape 3 > un dépit de Si3 N4 a été effecté-sur-la substrat. 5. Résistance en couche mince déposée sur un substrat, caractéri sée en ce qu'elle est recouverte d'une couche mince d'uncomposé chimique s 'opposant au transport de l'oxygène. 6. Résistance suivant la revendication 5, caractérisées en ce que ladite substance est le nitrure de silicium Si; N4. 7. Résistance suivant la revendication 6, caractérise en-ce que la couche de Si3 N4 a une épaisseur comprise entre 100 et 1000 Angstrons. 8. Résistance suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'une couche de Si3 N4 est interposée entre la couche résistive et le substrat. 9. Dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des résistances suivant 1 tune des revendications 5, 6, 7 ou 8.