Brevet FR2702306A1 — publié le 19940909

Procédé d'auto-alianement d'un contact métallique sur un substrat de matériau semi-conducteur La présente invention concerne un procédé d'autoalignement d'un contact métallique sur un substrat de matériau semi-conducteur, dans lequel a) on dépose sur le substrat semi-conducteur un film métallique, puis sur celle-ci un plot de résine photosensible, b) on attaque le film métallique autour de la zone protégée10 par le plot de résine photosensible, c) on fait fluer la résine photosensible autour de la zone protégée jusqu'à la faire venir au contact du substrat semi- conducteur, d) on soumet le substrat semi-conducteur à une attaque tout15 autour de la zone protégée par le plot de résine photosensible. Il a déjà été proposé dans le document JP-A-58/184763 un procédé de ce genre, dans lequel le fluage de la résine photosensible autour de la zone protégée par le plot de20 cette résine est obtenu par un traitement thermique à température assez élevée (vers 1700 C) d'une durée notable (plusieurs dizaines de minutes) Toutefois la longueur de fluage de la résine est difficile à contrôler de façon précise, et la résine traitée a perdu sa photosensibilité.25 Il n'est donc pas possible de la soumettre à un nouveau traitement, par exemple pour pratiquer dans le plot une ouverture pour contact avec le substrat ou pour fenêtre d'irradiation Par ailleurs, la résine traitée étant réticulée, on ne peut l'éliminer qu'à l'aide d'un solvant30 spécifique. La présente invention a pour but de procurer un procédé d'auto- alignement d'un contact métallique sur un substrat de matériau semi- conducteur qui permette de délimiter avec plus de précision la zone protégée par la35 résine photosensible après fluage, cette délimitation étant obtenue, par une opération très rapide et à l'aide d'un solvant courant, et en laissant intactes les propriétés de photosensibilité de la résine, de façon à permettre un traitement ultérieur de celle-ci. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on effectue le fluage de la résine photosensible par passage de courte durée au contact de vapeurs d'un solvant de celle-ci. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes: On place pendant une courte durée le substrat revêtu du contact métallique et du plot de résine dans une enceinte sous atmosphère saturée de vapeur du solvant. On poursuit l'attaque du film métallique jusqu'à ce que le bord subsistant de ce film soit en retrait par rapport au bord du plot de résine photosensible. Après avoir réalisé l'attaque du matériau semi-conducteur et donc l'auto-alignement, on réalise une ouverture d'éclairement pour photodiode ou pour un contact avec le substrat de matériau semi- conducteur à travers la zone20 masquée par le plot de résine photosensible Pour cela on dispose au-dessus de ce plot un masque percé par exemple d'une ouverture coïncidant avec celle qui doit être réalisée dans le film métallique, on soumet la résine photosensible dans cette ouverture à un rayonnement, et on élimine la25 résine irradiée, puis le métal sous-jacent. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un procédé d'auto- alignement d'un contact métallique sur un substrat semi- conducteur selon l'invention.30 Les figures la et lb représentent respectivement en coupe par un plan vertical et en plan un plot de résine photosensible disposé sur un film métallique recouvrant un substrat semi-conducteur. Les figures 2 a et 2 b représentent respectivement en coupe verticale et en plan le dispositif des figures la et lb après attaque acide du film métallique, avec surgravage volontaire de façon que le bord du disque métallique subsistant sous le plot de résine photosensible soit en retrait par rapport au bord de ce dernier. Les figures 3 a et 3 b représentent respectivement en coupe verticale et en plan le dispositif à plot de résine photosensible après fluage de celle-ci par traitement par un solvant. Les figures 4 a et 4 b représentent respectivement en coupe verticale et en plan le dispositif à plot de résine photosensible après attaque du substrat semi-conducteur autour de la zone protégée par le plot de résine. La figure 5 représente un masque destiné à être appliqué sur le dispositif des figures 4 a et 4 b afin d'y ménager une ouverture pour contact ou fenêtre d'éclairement.15 Les figures 6 a et 6 b représentent en coupe verticale et en plan le dispositif après irradiation de la résine photosensible par un rayonnement lumineux, puis élimination de la résine irradiée. Les figures 7 a et 7 b représentent en coupe verticale et en plan le dispositif après élimination de la couche métallique dans l'ouverture pour amenée d'un contact ou formation d'une fenêtre d'éclairement. Dans les figures la et lb, le substrat semi-conducteur 1 est recouvert en premier lieu du film de métallisation se composant d'une couche de titane 3 et d'une couche d'or 4. On dispose au-dessus du film de métallisation un plot de résine photosensible 2 de diamètre légèrement supérieur à celui du contact métallique désiré. Les figures 2 a et 2 b représentent le même dispositif après attaque acide de la métallisation, avec surgravage volontaire de façon que le diamètre du contact métallique subsistant soit inférieur à celui du plot de résine photosensible, le bord du contact métallique étant alors en retrait par rapport à celui du plot de résine, de manière à35 faciliter l'opération suivante. Les figures 3 a et 3 b représentent le dispositif après fluage de la résine par passage en enceinte fermée sous flux de vapeurs d'un solvant tel que l'acétone pendant quelques minutes Le plot de résine photosensible (dont l'épaisseur a 5 naturellement diminué) a flué sur ses bords pour former une couronne 5 au contact du substrat 1. Comme représenté en figures 4 a et 4 b lors de l'attaque du substrat semi-conducteur par les mécanismes habituels, ce substrat n'est attaqué qu'autour des bords 5 du plot de10 résine photosensible. Lorsque l'on désire former un contact et/ou une fenêtre d'éclairage à travers le plot de résine photosensible, on dispose au-dessus de ce plot un second masque 6 muni d'une ouverture 7 (figure 5) On soumet alors15 la résine photosensible à un rayonnement lumineux à travers l'ouverture 7 du masque 6, (fig 6 A, 6 B) puis on élimine la résine irradiée à l'aide d'un solvant ou par un autre procédé connu (plasma d'oxygène). On procède ensuite à l'attaque acide de la métallisation du substrat semi-conducteur pour dégager la zone du contact et/ou la fenêtre d'éclairage 7 (notamment dans le cas de la formation d'un contact et d'une fenêtre d'éclairage pour photodiode "I mésa" à éclairement par la face avant) On obtient ainsi le dispositif des figures 7 A25 et 7 B. Bien que le procédé de l'invention ait été décrit en référence aux figures pour la réalisation d'un contact métallique circulaire, on comprendra qu'il convient tout aussi bien par la réalisation de contacts de formes30 géométriques différentes, notamment de contacts longitudinaux sur un ruban. Le procédé de l'invention s'applique également à la fabrication de photodiodes à avalanche ou de diodes lasers, et de manière plus générale à celle de tout composant semi-35 conducteur (émetteur, détecteur ou récepteur) dont la fabrication requiert un auto-alignement. REVENDICATIONS 1/ Procédé d'auto-alignement d'un contact métallique sur un substrat de matériau semi-conducteur, dans lequel a) on dépose sur le substrat semi-conducteur ( 1) un film 5 métallique ( 3, 4), puis, sur une zone à protéger de celui- ci, un plot de résine photosensible ( 2), b) on attaque le film métallique autour de la zone protégée par le plot de résine photosensible, c) on fait fluer la résine photosensible autour de la zone10 protégée jusqu'à la faire venir au contact du substrat semiconducteur, d) on soumet le substrat semi-conducteur à une attaque tout autour de la zone protégée par le plot de résine photosensible, 15 caractérisé en ce que l'on effectue le fluage de la résine photosensible par passage de courte durée au contact de vapeurs d'un solvant de celle-ci. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose pendant une courte durée le contact métallique dans une enceinte sous atmosphère saturée de vapeur du solvant. 3/ Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on poursuit l'attaque du film métallique jusqu'à ce que le bord subsistant de ce film ( 3, 4) soit en retrait par25 rapport au bord du plot de résine photosensible ( 2). 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on réalise une ouverture dans le film métallique ( 3, 4) dans la zone protégée par le plot de résine photosensible en disposant au-dessus de celui-ci un masque ( 6) définissant l'ouverture ( 7) à réaliser, en soumettant la résine photosensible à un rayonnement à travers ce masque, et en effectuant un traitement d'ablation sélective pour éliminer la résine dans l'ouverture ainsi définie, puis en attaquant le métal sousjacent dans cette ouverture.