Brevet FR2487123A1 — publié le 19820122

"Dispositif semiconducteur et procédé pour relier celui-ci à un support" L'invention concerne un dispositif semicon- ducteur muni d'un corps semiconducteur en forme de disque dans lequel est formé un composant situé du côté d'une première face principale et dont une deuxième face principale siutée à l'opposé de la première face principale est recouverte d'une couche adhésive sur laquelle est appliquée au moins une couche métallique, qui est reliée à un support, ainsi qu'un procédé permettant de réaliser un tel dispositif semiconducteur. Des corps semiconducteurs connus en silicium sont recouverts, du c8té de la seconde face principale, d'une couche adhésive, par example en titiane, chrome ou nickel-chrome. Sur la couche adhésive sont appliquées par exemple des couches métalliques en platine et or ou nickel et or. Au lieu de l'or, on utilise également de l'argent. La couche métallique extérieure est reliëe, par collage ou par compression, à un support constituant une connexion électrique pour le corps semiconducteur. De plus, on utilise des soudures, qui assurent également l'éva- cuation de la chaleur dégagée dans le dispositif semicon- ducteur. En pratique, l'application de couches métalli- ques sur un corps semiconducteur est une opération coûteuse et de plus il se produit régulièrement des pro- blèmes provoqués par l'insuffisance de l'adhérence et du contact de la couche adhésive. L'invention vise entre autres à éviter lesdits inconvénients, au moins dans une mesure notable. Elle est basée entre autres sur l'idée que des couches adhésives peuvent être réalisées également à partir de matériaux non métalliques. Conformément à l'invention, ledit dispositif semiconducteur mentionné dans le préambule est caractérisé en ce que la couche adhésive est constituée par du silicium amorphe dopé, de même type de conduction que le corps semiconducteur situé du côté de la seconde face principale. Le silicium amorphe fournit une bonne ad- hérence et un contact convenable. L'utilisation de sili- cium amorphe comme couche adhésive permet d'utiliser en outre des systèmes plus simples de couches métalliques. Pour relier le corps semiconducteur au support, la couche métallique est de préférence en un matériau de soudage. La bonne adhérence fournie par le silicium amorphe permet d'omettre les traitements du corps semicon- ducteur appliqués jusqu'à présent, pour améliorer l'ad- hérence comme l'implantation d'ions et des traitements mécaniques servant à rendre la seconde surface princi- pale rugueuse. Une réduction du nombre de traitements très divers et assez souvent tributaires du produit permet la standardisation de la fabrication. L'utilisation de corps semiconducteurs assez faiblement dopés, tout en maintenant des contacts ohmiques, est possible si la concentration -de la substance de dopage déterminant le type de conduction dans la couche de silicium amorphe est supérieure à la concentration de la substance de dopage déterminant le type de conduction dans le corps semiconducteur du côté de la seconde face princi- pale. Une substance de dopage se laisse incorporer convenablement dans la couche de silicium amorphe à peu de frais et à une température basse, lorsque la couche en silicium amorphe est appliquée à l'aide d'un plasma. De préférence, un plasma est formé dans un mélange gazeux con- tenant un composé de silicium et un composé d'une substance de dopage déterminant le type de conduction. La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limi- tatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 présente schématiquement et en section une partie d'un dispositif semiconducteur conforme à l'invention et la figure 2 représente schématiquement et en section une partie d'un autre dispositif semiconducteur conforme à l'invention. Le premier exemple concerne une diode (voir la figure 1); dans un corps semiconducteur en forme de disque 1 une diode 1, 3 est formée du côté d'une première face principale 2'. Une face principale 4 située à l'opposé de la première face principale 2 est recouverte d'une couche adhésive 5 sur laquelle sont appliquées des couches métalliques 6 et 7, qui sont reliées à un support 8. Conform ment à l'invention, la couche adhésive est formée par du silicium amorphe dopé de même type de conduction que le corps semiconducteur situé du c8té de la deuxième face principale 4. Pour la réalisation, on part d'un corps en silicium en forme de disque 1, d'une épaisseur d'environ /um et de type de conduction n, présentant un dopage de 5.1018 atomes d'antimoine par cm. Le corps de sili- cium 1 est muni de façon usuelle d'une couche épitaxiale de type p 3 de façon-qu'il s'est formée la diode 1,3. Sur la face principale 4 est appliquée, à l'aide d'un plasma, une couche 5 en silicium amorphe dopé d'une épaisseur de 100 nm. Le mélange gazeux dans lequel est formé la plasma contient du silane (SiH4) comme composé de silicium et de la phosphine (PH3) comme composé de la substance de dopage. Le dépôt s'effectue à 300 0C à l'aide d'un appareil usuel. La concentration en phosphore dans la couche de silicium amorphe est d'environ 4.102 atomes par cm. Après le dépôt de la couche 5 steffectue un traitement thermique pendant 30 minutes à 650 C, opération lors de laquelle le phosphore est diffusé dans le corps 1 à partir de la couche 5. Après décapage par immersion pendant 15 se- condes dans de l'acide fluorhydrique, on applique des couches métalliques 6 et 7 en palladium et en argent res- pectivement, après quoi la couche 7 est reliée par com- pression au support 8 en molybdène. La couche 3 est munie de façon usuelle d'un contact et le tout est muni d'une enveloppe. Comparativement aux diodes connues, le disposi- tif semiconducteur décrit ci-dessus offre l'avantage de pouvoir éviter l'utilisation de corps coûteux en silicium à dopage élevé en arsenic requérant des opérations sus- ceptibles de rendre la surface rugueuse, comme le sablage, ainsi que des opérations coûteuses, comme l'implantation d'ions en vue d'améliorer l'adhérence. Pour un autre exemple (voir la figure 2), un corps en silicium en forme de disque 21 muni d'une couche épitaxiale 23 dans laquelle est formé-, de façon usuelle, un transistor comportant un émetteur 24 et une base 25. La couche adhésive 26 n'est pas constituée par du nickel- chrome, métal usuel, mais par du silicium amorphe dopé, appliquée de la façon décrite pour l'exemple précédent. Sur la couche en silicium 26 sont appliquées les couches usuelles en nickel et or 27, 28 respectivement, qui sont reliées à une grille 30 munie d'une couche d'or 29. Le dispositif semiconducteur est fini de façon usuelle. Comparativement à une couche de nickel-chrome, la couche en silicium amorphe 26 présente une meilleure adhérence et peut être appliquée à moins de frais. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits cidessus, mais que l'homme du métier ne sera pas en peine de trouver de nombreuses variantes sans sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi qu'au lieu du corps semiconducteur en silicium, il est possible d'utiliser des corps en matériaux III V- ou Il VI. Si le corps en silicium est de type de conduc- tion p, il est possible de conférer à la couche en sili- cium amorphe le type de conduction p, par génération du plasma dans un mélange gazeux contenant du diborane (B2H6) comme composé de la substance de dopage. La couche en silicium amorphe peut 6galement être reliée, de façon directe, par brasage, au support. REVENDICATIONS: 1. Dispositif semiconducteur muni d'un corps semi- conducteur en forme de disque-dans lequel est formé un composant situé du côté d'une première face principale et dont une deuxième face principale située à l'opposé de la première face principale est recouverte d'une couche adhésive sur laquelle est appliquée au moins une couche métallique, qui est reliée à un support, caractérisé en ce que la couche adhésive est constituée par du silicium amorphe dopé, de même type de conduction que le corps semiconducteur situé du coté de la seconde face princi- pale. 2. Dispositif semiconducteur selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la couche métallique est en matériau de soudage. 3.- Dispositif semiconducteur selon l'une des reven- dications l ou 2, caractérisé en ce que la concentration de la substance de dopage déterminant le type de conduction dans la couche de silicium amorphe est supérieure à la concen- tration de la substance de dopage déterminant le type de conduction dans le corps semiconducteur du côté de la deuxième face principale. 4. Procédé permettant de réaliser un corps semi- conducteur selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la couche en silicium amorphe dopé est appliquée à l'aide d'un plasma. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par la formation d'un plasma dans un mélange gazeux con- tenant un composé de silicium et un composé de la substan- ce de dopage déterminant le type de conduction.