Brevet FR2451108A1 — publié le 19801003

L'invention concerne généralement le dépôt de certains matériaux en couche mince sur un substrat à faible rugosité tel que par exemple du verre. ; elle a plus particulièrement pour objet de résoudre les problèmes d'adhérence de ces matériaux sur le substrat. Les applications dans lesquelles il est nécessaire de déposer un métal, un matériau résistant ou encore un matériau semi-conducteur sur un tel substrat sont de plus en plus nombreuses, notamment en micro-électronique. Dans toutes ces applications, on rencontre un problème commun qui est celui de l'adhérence dudit matériau sur le substrat. Ce problème n'a pas été résolu de façon satisfaisante jusqu'à présent. On connais en particulier un appareillage très coûteux qui permet de déposer un matériau du type précité sur le substrat. Cet appareillage fonctionne suivant le procédé de la pulvérisation cathodique, En bref, on réalise un bombardement d'une cible dudit matériau par des ions d'argon, dans une enceinte où on a pratiqué le vide. Le bombardement provoque l'expulsion d'atomes de la cible dans l'enceinte, lesquels viennent se déposer sur le substrat, Le problème se complique lorsque les circuits électriques sont destinés à etre utilisés en hyperfréquences .Chacun sait qu'aux très hautes fréquences, la conduction dans un métal se fait essentiellement superficiellement, Ce phénomène est connu sous le nom d'effet de peau.On utilise généralement pour ces applications des métaux de très haute conductivité comme, par exemple, l'or0 Cependant, là encore pour des problèmes d'adhérence, les conducteurs en or sont généralement déposés sur le substrat en interposant une sous-couche de chrome.Le chrome est moins bon conducteur de ltélectricité que l'or0 Plus on monte en fréquence, plus ltépaisseur de peau diminue et il arrive alors qu'une partie importante de la conduction électrique stopère dans l'épaisseur de chrome, ce qui se traduit par une augmentation très importante des pertes à de telles fréquences L'invention permet de résoudre ces deux types d'inconvénient0 Dans cet esprit, l'invention concerne un élément de circuit électrique déposé sur un substrat de faible rugosité, consituté par au moins un matériau résistant, par exemple métallique, pour réaliser sur ledit substrat des composants constituant des conducteurs, des semi-conducteurs, des résistances ou des condensateurs, caractérisé en ce que ledit matériau est monté sur ledit substrat par l'intermédiaire d'une couche d'adhérence comportant de l'alumine. On a trouvé en effet que l'alumine constitue une souscouche idéale pour améliorer l'adhérence du dépôt. Comme mentionné précédemment, le matériau précité peut être un métal, particulièrementdu cuivre (notamment pour les applications en hyperfréquences)0 Le sulfure de cadmium acquiert également une très bonne adhérence sur le verre, grace à la couche d'alumine, ce qui permet d'envisager de nombreuses applications dans le domaine de l'opto-électronique, étant donné les propriétés photorésistantes de ce matériau. Il faut également noter que l'alumine, indépendamment de ses propriétés d'adhérence, est un isolant électrique. Dans ces conditions, pour les applications aux hyperfréquences où le conducteur peut désormais être déposé sur le substrat# verre par l'intermédiaire d'une sous-couche isolante, l'effet de peau mentionné plus haut se trouvera de nouveau strictement localisé dans la couche de métal, ce qui est beaucoup plus favorable pour la conduction aux très hautes fréquences. Par ailleurs, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'un élément de circuit électrique supporté par un substrat de verre, ledit circuit électrique étant constitué par un dépôt d'au moins un matériau résistant, caractérisé en ce qu'il consiste notamment et successivement, - à placer ledit substrat, une certaine quantité dudit matériau et une certaine quantité d'aluminium dans une enceinte où l'on peut faire le vide, - à établir un vide médiocre dans ladite enceinte, de façon à conserver une pression partielle d'oxygène notable dans celle-ci, - à chauffer jusqu'à vaporisation ladite quantité d'aluminium, -à augmenter le vide dans ladite enceinte, après le dépôt sur ledit substrat d'une couche d'alumine, et - à chauffer jusqu'à vaporisation ladite quantité de matériau L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lequels - la figure 1 représente schématiquement un appareillage permettant de réaliser un circuit électrique conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe d'un échantillon de circuit électrique selon l'invention0 En se reportant aux dessins, on a représenté une enceinte Il hermétiquement close et dans laquelle on peut faire le vide grâce à une pompe 12.A l'intérieur de enceinte 11, sur un support 13, on place un substrat de verre 14 dont une face est recouverte d'un masque 15 représentant en négatif la configuration du circuit électrique ou de l'élément de circuit désiré, Par ailleurs, deux creusets 16 et 17, par exemple en métal réfractaire, sont disposés à-l'intérieur de enceinte 11.Deux extrémités opposées du creuset 16 sont reliées à un circuit électrique 18 comportant un interrupteur 19 et une source de tension alternative ajustable 200 De même, deux extrémités opposées du creuset 17 sont reliées à un circuit électrique 21 comportant un interrupteur 22 et une source de tension alternative ajustable 23 Lorsque l'un des interrupteurs 19 ou 22 est fermé, le courant électrique qui circule dans le circuit correspondant est suffisant pour créer un effet Joule important dans le creuset et pour provoquer la fusion et l'évaporation sous vide du matériau contenu dans ce creuset. Au début du processus, on place une certaine quantité dtaiininium Al dans le creuset 16 et une certaine quantité M du matériau devant constituer le circuit électrique déposé sur le substrat 14, dans le creuset 17. Comme mentionné précédemment, ce matériau peut être notament un métaltel que de l'or ou du cuivre , un matériau photorésistant comme par exemple le sulfure de cadmium, etc000 On établit un vide médiocre à l'intérieur de l'enceinte 11, de façon qu'une certaine quantité d'oxygène reste à l'intérieur et puisse se combiner avec l'aluminium en cours de vaporisation, pour former de l'alumine, Lorsque cevide médiocre est réalisé, on ferme l'interrupteur 19 et on procède à la déposition de l'alumine dont une partie se dépose sur le substrat 14 aux endroits non recouverts par le masque 15. Ensuite, la pompe 12 est mise en action pour améliorer le vide à l'intérieur de l'enceinte 11. Lorsque cela est réalisé, on ferme l'interrupteur 22 et on procède à la déposition du matériau M. Cependant, comme cette fois le vide dans l'enceinte Il est poussé, c'-est ce matériau et non pas un oxyde de celui-ci qui se dépose sur 17 alumine préalablement déposée sur le substrat 14. Grâce à la présence de la couche d'alumine, l'adhérence du matériau M est excellente. La figure 2 montre la structure définitive, en coupe, de l'élément de circuit obtenu, après enlèvement du masque 15. Les parties du substrat de verre 14 non recouvertes par l'alumine 25 et le matériau M correspondent aux emplacements occupés par le masque 15. Un avantage important de l'invention réside dans le fait qu'il n'y a pas de mise à l'atmosphère de l'enceinte Il entre les deux phases opératoires consistant à déposer la couche d'alumine et la couche de matériau M. On évite ainsi toute pollution pendant le processus d'élaboration de l'élément de circuit électrique de la figure 2. Par ailleurs, l'équipement qui est représenté sur la figure 1 (et qui peut bien sûr admettre de nombreuses variantes) est de toute façon beaucoup plus simple et par conséquent beaucoup moins cotteux que les installations de pulvérisation cathodique utilisées jusqu'à présent pour des applications analogues. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'#tre décrit, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Elément de circuit électrique déposé sur un substrat de faible rugosité, constitué par au moins un matériau résistant, par exemple métallique, notamment pour réaliser sur ledit substrat des composants constituant des conducteurs, des semi-conducteurs, des résistances ou des condensateurs, caractérisé en ce que ledit matériau est monté sur ledit substrat par l'intermédiaire d'une couche d'adhérence comportant de l'alumine. 2 Elément de circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche d'adhérence est uniquement constituée par de l'alumine sensiblement pure. 3. Elément de circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit matériau est un métal tel que l'or ou le cuivre. 4 Elément de circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit matériau est du sulfure de cadmium. So Procédé de fabrication d'un élément de circuit électrique supporté par un substratde1##ilerugosité,le#tcirwI#t électrique étant constitué par au moins un matériau résistant, caractérisé en ce qu'il consiste notamment - à placer ledit substrat, une certaine quantité dudit matériau et une certaine quantité d'aluminium dans une enceinte où l'on peut faire le vide, - à établir un vide médiocre dans ladite enceinte de façon à conserver une pression partielle d'oxygène notable dans celle-ci, - à chauffer jusqu'à vaporisation ladite quantité d'aluminium - à augmenter le vide dans ladite enceinte après le dépôt sur ledit substrat d'une couche d'alumine, et - à chauffer jusqu'à vaporisation ladite quantité de matériau,