Brevet FR2358737A1 — publié le 19780210

L'invention a pour objet un procédé d'ajustement de résis tances en couche mince, c'est dire un procédé capable a partir d'une résistance déJà réalisée d'ajuster sa valeur a une valeur prédéterminée, et ce avec une bonne précision. Plusieurs procédés sont déjà connus. On peut citer a titre d'exemple : l'oxydation anodique de la couche résistive, ou l'usinage par rayons "Laser". Ces deux procédés conduisent à une attaque locale. Ceci entraine lors du fonctionnement des zones de sur chauffe par effet Joule et par conséquent une fragilité dans le produit obtenu. La présente invention a pour objet un procédé d'ajustement de résistances en couches minces exempt de ces inconvénients. Le procédé d'ajustement de résistance en couche mince selon l'invention se caractérise essentiellement par l'exposition de ltënsemble comportant la couche mince et son substrat a une atmosphère de gaz neutre contenant en faibles proportions, de l'oxygène et de la vapeur d'eau, à une température suffisamment haute. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description suivante, en se référant aux dessins annexés parmi lesquels La figure 1 et la figure 2 représente en coupe une résis tance en couches minces, à deux étapes de sa fabrication. La figure 3 représente la meme couche après avoir subi le traitement selon l'invention. La figure 4 représente un ensemble de courbes explicatives. La figure 5 représente très schématiquement un appareil ca pable d'assurer l'ajustement automatique des résistances suivant le procédé de l'invention. Sur toutes les figures, toutes les-références désignent les mêmes organes. Sur la #figure I, on voit un substrat isolant 1. Sur ce sub strat a été dépôsée par tout procédé connu, une -ouuche résistive par exemple en Tantale ss, ou T-. S. Cette couche peut avoir une épaisseur de l'ordre de 200 à 10 00O Angstrôms. Figure 2, deux contacts métalliques 3 et 4 ont été déposés sur la couche 2. Figure 3, la couche a été exposée à une température de l'or- dre de 4000 C à 4500 C, à une atmosphère d'argon, chargé par une 1 ppm, d'oxygène et 1 ppm de vapeur d'eau (par 1 ppm on désigne une porportion par million, soit une molécule d'oxygène par million de molécules d'argon). On a pu observer que la présence d'oxygène a pour effet la formation d'une mince couche d'oxyde 5 de tantale Ta2 05. Cette couche d'oxyde étant obtenue par oxydation in situ du Tantale ss, ltepaisseur de la couche 2 diminue au profit de la couche 5. I1 en résulte une augmentation de sa résistance. L'expérience et les calculs faits par la demanderesse ont montré dans le cas de couches minces 2e Tantale ss, de 2 000 à 4 000 Angströms traitées S 4500 C dans de l'argon chargé à 1 ppm d'azote et à 1 ppm d'oxygène, la variation relative des résistances est de l'ordre de quelques 10-4 pour des temps de traitement allant jusqu1à 20 minutes.L'évolution est d'autant plus lente que l'épaisseur de la couche de Ta ss est plus grande, et la teneur en oxygène et vapeur d'eau plus faible ; la figure 4 représente les courbes de variation relative (tRR x 10-2) pour des couches de différentes épaisseurs de Tantale ss à 4500 C sous Argon avec 1 ppm de vapeur d'eau et d'oxygène, en fonction du temps compté en minutes. Cette variation de résistance n'est pas associée a des modifications locales de la géométrie des couches. Elle ne présente pas les inconvénients des méthodes connues. Elle peut être utilisée de diverses manières, à savoir a) l'ajustement d'une résistance unique à une valeur préétablie ; b) l'ajustement collectif de plusieurs résistances identiques, à condition qu'au départ leurs valeurs respectives aient une distribution statistique suffisamment serrée ; c) l'ajustement collectif de résistances, de façon à déplacer leur pic de distribution, vers une valeur préétablie. Cet ajuste ment collectif peut être suivi d'un ajustement individuel de chaque résistance par un procédé tel que l'attaque 1,laser". Dnns certains cas il est avantageux de recourir à des procédés d'ajustement automatique de la résistance, comme par exemple celui qui est illustré à la figure 5. Dans cet exemple, la résistance est insérée dans un pont de Wheatstone, ou est couplée à un appareil de mesure 50 qui commande 1' arrêt du four 6 quand la valeur atteinte par la résistance est la valeur désirée, avec un écart infkrieur à une quantité préétablie. L'appareil de mesure 50 émet par exemple un signal qui coupe alors le dispositif 7 d'alimentation de filament 8 du four, dans lequel le gaz était amené par le tuyau 9. REVENDICATIONS 1. Procéde d'ajustement thermique de reesistances en couches minces déposées sur un substrat isolant, caractérisé essentiellement par l'exposition de ces couches dans une atmosphère de gaz neutre contenant dans une faible proportion un mélange de gaz capables de réagir chimiquement avec le matériau dont sont faites lesdites couches' la température de ladite atmosphère étant maintenue au moins sensiblement constante. 2. Procédé suivant la revendication qp caractérisé en ce que les couches minces sont en Tantale # 2 et la proportion desdits gaz ne dupasse pas quelques ppm, la température étant de l'ordre de 40000 à 500 C, lesdits gaz étant oxydant 3. Procede suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les gaz oxydants sont un mélange sensiblement dans la même proportion d'oxygène et de vapeur d'eau. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz neutre est l'argon. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que des moyens de mesure commandent la durée de l'exposition, de façon à arrNter le traitement quand les résistances sont ajustées à une valeur prédéterminée. 6. Résistance en couche mince, caractérisée en ce qu'elle a été obtenue par le procédé suivant l'une des revendications 1 a 5.