Brevet FR2486104A1 — publié le 19820108

"PROCEDE D'OBTENTION DE CREUSURES A CONTOUR CIRCULAIRE DANS LES MONOCRISTAUX DE COMPOSES INTERMETALLIQUES CRISTALLISANT DANS LE SYSTEME CUBIQUE A FACES CENTREES ET DISPOSITIF COMPORTANT DE TELLES CREUSURES" La présente invention concerne un procédé d'obtention de creusures à contour sensiblement circulaire dans un corps monocristallin d'un composé intermétallique cristallisant dans le système cubique â faces centrées au cours duquel on recouvre une face principale dudit corps d'une pellicule masquante dans laquelle on ouvre une fenêtre à travers laquelle on effectue une morsure dudit corps. La présente invention concerne également les dispositifs comportant de telles creusures. Elle s'applique notamment aux semiconducteurs associés ou non à des fibres optiques. Il est extrêmement difficile d'obtenir dans les monocris- taux, et notamment dans les monocristaux des composés intermétalliques cristallisant dans le système cubique à faces centrées, des creusures ayant un contour circulaire. Dans ce mémoire, sont désignés par le terme "composés intermétalliques" les composés dits III-V constitués d'au moins un élément de la colonne III (Ga,Al,In notamment) et d'au moins un élément de la colonne V (notamment N,P,As) du tableau de Mendeleev (par exemple l'arséniure de gallium GaAs). Par ce même terme sont désignés également les composés dits II-VI constitués d'au moins un élément de la colonne Il (Zn et Cd notamment) et d'au moins un élément de la colonne VI (notamment Se et Te) du même tableau (par exemple Zn et Te). Le procédé de creusure généralement employé dans l'industrie des semiconducteurs consiste à recouvrir la surface du cristal d'une pellicule masquante dans laquelle on ouvre une fenêtre de la forme désirée à travers laquelle on pratique une attaque de type chimique ou électrochimique. Par exemple, dans le brevet français 1 527 898 intitulé "Agencement de dispositifs semiconducteurs portés sur un support commun et son procédé de fabrication" et déposé par la Demanderesse, on décrit un procédé selon lequel des logements sont creusés par attaque chimique localisée du silicium par exemple, par un mélange d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique. L'expérience montre qu'un masque comportant des fenêtres de forme circulaire ne permet pas, soit en raison du phénomène de sous-gravure, soit en raison d'un phénomène d'attaque dans une direction préférentielle, d'obtenir des creusures de même forme :les creusures obtenues sont toujours elliptiques. Or, le développement des fibres optiques et de leur association avec des diodes électroluminescentes rend parti culièrement urgente la résolution de ce problème. La présente invention qui apporte une solution à ce pro blème a pour point de départ des travaux effectués par la Demanderesse sur les vitesses d'attaque des mordants dans les différentes directions cristallines. La présente invention concerne, en effet, un procédé d'obtention de creusures à contour sensiblement circulaire dans un corps monocristallin d'un composé intermétallique cristallisant dans le système cubique à faces centrées au cours duquel on recouvre une face principale dudit corps d'une pellicule masquante dans laquelle on ouvre une fenêtre à travers laquelle on effectue une morsure dudit corps, procédé caractérisé en ce que, ladite face principale étant dans un plan de la famille {100}, on donne à ladite fenêtre la forme d'un polygone sensiblement régulier comprenant un nombre pair n de côtés et en ce que l'on met en place ledit polygone de telle manière qu'un premier et un second côtés consécutifs l'un à l'autre font chacun avec une direction de la famille un angle sensiblement égal à q la n dite morsure étant ensuite effectuée à l'aide d'un bain attaquant ledit composé. L'expérience montre que la présente invention donne d'excellents résultats et que les creusures obtenues sont de contour sensiblement circulaire et sont très reproductibles. Par ailleurs, les flancs desdites creusures sont sensiblement perpendiculaires à la face (100) de départ et le fond est arrondi en cuvette, l'attaque chimique pouvant être interrompue pour obtenir une alvéole ou prolongée jusqu'au percement complet du corps. Le procédé selon l'invention permet, par exemple, d'obtenir des alvéoles d'un diamètre de 200 à 300 pm et d'une profondeur de 100 à 150 vm permettant l'insertion des fibres optiques. Un tel procédé est, en outre, facile à mettre en oeuvre car il utilise des techniques connues en soi, le dessin et la position de la creusure pouvant être fixés par ordinateur. Le procédé selon l'invention est applicable aux composés intermétalliques dits III-V et II-VI qui cristallisent dans le système cubique à faces centrées, notamment à l'arséniure de gallium (GaAs), au phosphure de gallium (GaP), à l'arséniure de gallium-aluminium (GaAlAs), au phosphure d'indium (InP), au tellurure de zinc (ZnTe), au tellurure de cadmium (Cd Te), etc. La forme de polygone utilisée dans l'élaboration de la fenêtre peut être un carré, un hexagone, un octogone, un décagone ou un polygone d'ordre plus élevé maison choisit, de préférence, une configuration octogonale qui donne à la creusure résultante la forme d'un cercle parfait tout en étant facile à réaliser. La présente invention concerne également le dispositif obtenu par le procédé selon l'invention et créé dans un corps monocristallin d'un composé intermétallique cristallisant dans le système cubique à faces centrées caractérisé en ce que sa face principale étant dans un plan de la famille {100}, il comporte au moins une alvéole à contour sensiblement circulaire dont le flanc est perpendiculaire à ladite face principale de la plaquette et dont le fond forme une cuvette. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente une vue en perspective d'une plaquette, en AsGa par exemple, portant une alvéole réali- sée par le procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de la même plaquette au cours de la réalisation de ladite alvéole par le procédé selon l'invention. La figure 3 représente une coupe~ suivant la ligne 111-111 de la plaquette illustrée par la figure 2. Les figures 4 et 5 sont-respectivement une vue de dessus et une coupe suivant la ligne V-V de la plaquette terminée. Il est à noter que, sur les figures, les dimensions sont considérablement exagérées, ceci afin de rendre les dessins plus clairs. Sur la figure 1, on a représenté en perspective un corps monocristallin en forme de plaquette 1 d'un composé intermé- tallique cristallisant dans le système cubique à faces centrées, par exemple de l'arséniure de gallium. La face principale 2 de cette plaquette 1 est dans un plan de la famille {zoo}, par exemple un plan (100) ; les flancs 3a et 3b de ladite plaquette sont dans les plans de clivage (011) et (roll) et les flancs 4a et 4b sont dans les plans de clivage (011), (011). L'épaisseur de cette plaquette est, par exemple de 150 pm. Dans ladite plaquette 1 est creusée l'alvéole 5 obtenue par le procédé selon l'invention. Conformément aux figures 2 et 3, pour obtenir ladite alvéole, on recouvre la plaquette 1 d'une pellicule masquante 6, en nitrure de silicium par exemple, d'une épaisseur de l'ordre de 1000 à 2000 A. On peut éventuellement déposer cette pellicule masquante sur un film métallique, non représenté sur la figure, qui permet de prendre ulté- rieurement des contacts. Dans cette pellicule masquante 6, on crée, par les procédés de photogravure classiques, une fenêtre 7 ayant la forme d'un octogone régulier dont un premier et un second côtés consécutifs 8 et 9 font avec la direction @ paral lèle au côté 3a et référencée 10 un angle a sensiblement égal à 22030'. Avec un bain d'attaque du GaAs on procède ensuite à la morsure. On utilise, par exemple, un bain composé d'ammo niaque (NH40H) et d'eau oxygénée (H202) et l'on choisit, de préférence, un PH compris entre 8 et 8,8, par exemple 8,4. Pour enlever une épaisseur de 100 pm, l'attaque dure plusieurs heures mais on peut l'accélérer par chauffage ou par l'utilisation d'ultra-sons. On peut également utiliser comme bain une solution connue au brome méthanol Br2, CH3CH2OH ou encore un mélange d'acide sulfurique SO4H2 et d'eau oxygénée H202. Dans le cas où la plaquette 1 serait en GaP, on utiliserait, par exemple, un bain d'attaque composé d'acide chlorhydrique C1H et d'acide nitrique fumant NO3H. Si la plaquette 1 est obtenue dans un composé II-VI, par exemple CdHgTe, le bain d'attaque peut être avantageusement un mélange de brome Br2 et d'acide bromhydrique BrH. On obtient ainsi l'alvéole 5 (fig. 4 et 5) à contour sensiblement circulaire dont le flanc 11 est perpendiculaire à la face 2 de la plaquette et dont le fond 12 a la forme d'une cuvette. - REVENDICATIONS 1.- Procédé d'obtention de creusures (5) à contour sensiblement circulaire dans un corps monocristallin (-1) d'un composé intermétallique cristallisant dans le système cubique à faces centrées au cours duquel on recouvre une face principale (2) dudit corps (1) d'une pellicule masquante (6) dans laquelle on ouvre une fenêtre (7) à travers laquelle on effectue une morsure dudit corps fla caractérisé en ce que, ladite face principale (2) étant dans un plan de la famille {zoo}, on donne à ladite fenêtre (7) la forme d'un polygone sensiblement régulier comprenant un nombre pair n de côtés et en ce que l'on met en place ledit polygone de telle manière qu'un premier (8) et un second (9) côtés consécutifs l'un à l'autre font chacun avec une direction (10) de la famille un angle (a) égal à 4, ladite morsure étant ensuite effectuée à l'aide d'un bain attaquant ledit composé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polygone est un octogone (7). 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit composé intermétallique est de l'arséniure de gallium GaAs et en ce que ledit bain est un mélange d'ammoniaque NH40H et d'eau oxygénée H202. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le PH dudit mélange est compris entre 8 et 8,8. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit composé intermétallique est de l'arséniure de gallium GaAs et en ce que ledit bain est une solution au brome-méthanol Br2,CH3CH2OH. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit composé intermétallique est de l'arséniure de gallium GaAs et en ce que ladit bain est un mélange d'acide sulfurique SO4H2 et d'eau oxygénée H2O2. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit composé intermétallique est du phosphure de gallium GaP et en ce que ledit bain est un mélange notamment d'acide chlorhydrique C1H et d'acide nitrique fumant NO3H. 8.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit composé intermétallique est du CdHgTe et que le bain d'attaque est un mélange de brome Br2 et d'acide bromhydrique BrH. 9.- Dispositif obtenu par le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8 et créé dans une plaquette d'un corps monocristallin d'un composé intermétallique cristallisant dans le système cubique à faces centrées, caractérisé en ce que, sa face principale étant dans un plan de la famille (100), il comporte au moins une al véole à contour sensiblement circulaire dont le flanc est perpendiculaire à ladite face principale et dont le fond forme une cuvette.