Brevet FR2490011A1 — publié le 19820312

La présente invention concerne un dispositif semiconducteur et elle porte plus particulièrement sur la structure d'un circuit intégré MOS et sur un procédé de fabrication de celui-ci0 Les circuits intégrés MOS à grille en silicium de type classique qui utilisent du silicium polycristallin en tant que matière de grille ont la structure qui est représentée sur la figure 1. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une couche diffusée de substrat, la référence 2 désigne une couche isolante de grille, la référence 3 désigne du silicium polycristallin de grille, la référence 4 désigne une seconde couche isolante, ou couche isolante de champ, la référence 5 désigne une couche d'aluminium et la référence 11 désigne un substrat (silicium). Conformément à la structure classique représentée sur la figure 1, on forme un contact électrique entre le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat 1 en faisant croître sur ces éléments la couche isolante de champ 4 et en formant un trou de contact dans la couche isolante de champ 4, puis en connectant le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat I au moyen de la couche d'aluminium 5. Cependant, si on considère le fait que le silicium polycristallin, les trous de contact, la couche d'aluminium, etc, ne s'alignent pas les uns par rapport aux autres sans aucune erreur au cours du traitement de photogravure, on voit que la structure correspondant au procédé classique nécessite une aire relativement grande. Or ceci constitue le point important pour améliorer l'intégration des circuits intégrés MOS, Pour supprimer un tel inconvénient et pour améliorer l'intégration des circuits intégrés MOS, l'invention offre une nouvelle structure et un nouveau processus de fabrication d'un circuit intégré. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 montre la structure d'un dispositif semiconducteur classique; Les figures 2a-2e sont des coupes d'une partie d'un dispositif semiconducteur correspondant à l'invention qui correspondent à des traitements de fabrication respectifs; et La figure 3 est une coupe d'un mode de réalisation de l'invention. On va maintenant considérer les figures 2a-2e qui sont des coupes d'une partie d'un dispositif semiconducteur montrant la structure et un processus de fabrication qui correspondent à l'invention. La figure 2a est une coupe du dispositif semiconducteur à une étape à laquelle on a achevé la formation d'un motif de silicium polycristallin, l'attaque de la couche d'oxyde de grille et la diffusion d'impuretés. Jusqu'à cette étape, le processus de fabrication est identique au processus classique. A cette phase, la couche isolante de grille 2 se trouvant sous le silicium polycristallin de grille 3 est soumise à une surgravure latérale0 On fait ensuite croître la couche 6 de SiO2, par dépôt chimique en phase vapeur, puis on enlève par photogravure une partie de la couche obtenue par dépôt chimique en phase vapeur, au niveau de laquelle on doit réaliser un contact électrique entre le silicium polycristallin de grille 3 et une couche diffusée de substrat 1 (figure 2b). On fait ensuite croître une couche de silicium polycristallin mince sur toute la surface. Ceci constitue une opération de croissance du second silicium polycristallin 7 (figure 2c)0 L'épaisseur de cette seconde couche de silicium polycristallin 7 peut aller de 50 à 150 nm. Le traitement suivant consiste à enlever la seconde couche de silicium polycristallin 7, par un plasma de CF4, etc, ou à la transformer en une couche d'oxyde de silicium par oxydation thermique ou anodisation (figure 2d). Comme le montre la figure 2d, ce traitement ne laisse queune partie du second silicium polycristallin 7, sous le silicium polycristallin de grille, à l'emplacement auquel la couche isolante de grille présente une surgravure latérale0 Ce silicium polycristallin restant 8 connecte le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat 1i Ensuite, en utilisant un traitement thermique à une température appropriée (900 à 10000C), on diffuse des impuretés dans le silicium polycristallin 8, à partir du silicium polycristallin de grille 3, et dans la couche diffusée de substrat 1, et on peut s'attendre à trouver un contact entièrement ohmique entre le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat 1i On fait ensuite croitre la seconde couche isolante, ou couche isolante de champ, 12, par dépôt chimique en phase vapeur (figure 2e). Les traitements suivants, tels que la photogravure destinée à former un trou de contact, le dépôt d'aluminium et la photogravure de la couche d'aluminium, sont identiques à ceux du procédé classique. Outre le procédé ci-dessus, on dispose d'autres procédés pour connecter le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat 1 par l'intermédiaire du second silicium polycristallin 8. On va maintenant considérer deux procédés, à titre d'exemple. Après gravure de la couche d'oxyde de grille, on fait croître le second silicium polycristallin 7 et on diffuse des impuretéso(Dans le cas o on diffuse des impuretés dans le second silicium polycristallin 7, elles diffusent également dans la couche diffusée de substrat en traversant le second silicium polycristallin 7.) Ensuite, on enlève par photogravure le second silicium polycristallin, sauf la partie destinée à connecter le silicium polycristallin de grille et la couche diffusée de substrat. Il demeure alors seulement du silicium polycristallin 8 ayant pour fonction de connecter le silicium polycristallin de grille et la couche diffusée de substrat. Selon un autre procédé, après avoir formé le motif de silicium polycristallin, on enlève par photogravure la partie de la couche d'oxyde de grille o on doit réaliser un contact entre le silicium polycristallin de grille 3 et la couche diffusée de substrat. On fait ensuite croître le second silicium polycristallin 7. On attaque ce second silicium polycristallin 7 de façon à ne laisser que le second silicium polycristallin 8 qui a été placé sous le silicium polycristallin de grille 3, c'est-à-dire dans la partie soumise à surgravure latérale près de l'extrémité du silicium polycristallin de 249001 1 grille 3. Conformément à la description qui précède, l'application de l'invention permet de réaliser un contact électrique entre le silicium polycristallin de grille et la couche diffusée de substrat avec une aire faible pour le contact électrique,ce qui améliore considérablement le niveau d'intégration d'un circuit intégré. On peut également appliquer l'invention à une structure telle que celle qui est représentée sur la -10 figure 3, en utilisant, à la place du silicium polycristallin de grille, une couche isolante d'un composé de silicium, comme le nitrure de silicium, qui n'est pas attaqué facilement par un agent d'attaque, ce qui établit un chemin de circulation de courant remarquablement fin sur une première couche isolante de champ 100 On peut utiliser ce chemin de circulation de courant comme un conducteur ou une résistance ordinaire. L'application de cette structure à un circuit intégré peut permettre de parvenir à une miniaturisation des interconnexions du circuit intégré. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1i Dispositif semiconducteur comportant un substrat semiconducteur, une couche isolante formée sur le substrat, et une matière conductrice de l'électricité ou une matière isolante formée sur la couche isolante, caractérisé en ce que l'aire plane de la couche isolante est inférieure à celle de la matièreconductrice de l'électricité ou de la matière isolante, et l'espace qui est formé par la couche isolante et par la matière conductrice de l'électricité ou la matière isolante est empli de silicium polycristallin. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le silicium polycristallin forme un chemin de circulation de courant entre le substrat semiconducteur et la matière conductrice de l'électricité. 3. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation d'une couche isolante entre le silicium polycristallin et le substrat semiconducteur permet d'utiliser le silicium polycristallin en tant que résistance ou que chemin de circulation de courant.