FR 2018358 A1 19700529 FR 6931801 A 19690918 69 31801 1 2018358 L'invention: est relative à des dispositifs semi-conducteurs et plus particulièrement à des transistors diffusés dans lesquels la résistivité de la "base et celle du contact de "base sont indépendantes l'une de l'autre, et dans lesquels les jonctions émetteur-base 5 et base-collecteur sont formées simultanément en une seule étape„ Dans la fabrication de transistors bipolaires par diffusion d'impuretés déterminant le type de conductivité dans un semi-con-ducteur, la formation de la base exigeait jusqu'à présent deux étapes de diffusion séparées. Dans la première étape, les impuretés 10 déterminant le type de conductivité de la base sont diffusées dans le semi-conducteur et définissent, à leur emplacement le plus éloigné, l'une des jonctions de base. Dans la seconde étape, des impuretés déterminant le type de conductivité opposé sont diffusées dans la région antérieurement diffusée, de manière à former l'émet-15 teur et à définir, à leur emplacement le plus éloigné, l'autre jonction de base, les deux frontières sont ainsi mises en place indépendamment l'une de l'autre, ce qui rend un réglage précis de la largeur de la base assez difficile à réaliser. En outre, la diffusion de la base doit être telle qu'elle réalise un compromis optimal 20 entre les exigences contraires d'un haut rendement d'émetteur (ce qui signifie qu'une grande fraction du courant d'émetteur entraîne l'injection d'une minorité de porteurs dans la base) et d'une faible résistance de base. La présente invention, en plus des autres avantages énumérés, 25 permet la formation de la base en une seule étape, rendant ainsi plus facile de maintenir un réglage précis de 1'épaisseur ou de la largeur de la base. Ceci évite aussi les difficultés liées à la diffusion anormale de 1'émetteur (que 1'on appelle "bain d'émetteur") dans laquelle une diffusion d'impuretés d'un, type déterminant une 30 certaine conductivité dans une partie d'une région où ont été antérieurement diffusées des impuretés du type déterminant la conductivité opposée provoque la diffusion de ces dernières impuretés plus profondément dans le semi-conducteur, au-dessous de la zone dans laquelle la seconde diffusion survient. 35 Dans la présente invention, la base du transistor est formée en diffusant des impuretés provenant d'une matière semi-conductrice d'une seule pièce, contenant un certain nombre d'impuretés ayant différents taux de diffusion. De plus, la base et le contact de base du transistor sont produits indépendamment l'une de l'autre, ce 40 qui permet une plus grande latitude dans la conception. Les -■■■" !" BAD ORIGINAL 69 31801 2018358 transistors fabriqués selon l'invention sont aptes à fonctionner à de hautes fréquences. En outre, lorsque la source finale de dopant, à la fois pour l'émetteur et pour la base, est la masse de semiconducteur utilisée comme source dans l'étape de dépôt épitaxial, 5 un meilleur dosage des concentrations d'impuretés dans l'émetteur et dans la base ne peut être maintenu que si l'on utilise des procédés classiques de diffusion à partir d'une source de vapeur. De plus, l'invention utilise un revêtement d'oxyde sur le semi-conducteur, afin de faire fonctionner le semi-conducteur dopé comme une 10 matrice active, ou comme une source massive de diffusion, plutôt que comme un masque empêchant la diffusion. Ceci est particulièrement avantageux puisque, comme il est bien connu, le dioxyde de silicium ne peut pas servir de masque contre tous les dopants. Néanmoins, de tels dopants peuvent être utilisés en mettant en pratique 15 la présente invention„ Brièvement, selon une forme préférée de réalisation de l'invention, un procédé pour fabriquer des dispositifs semi-conducteurs comprend les étapes suivantes : on forme une région de contact fortement dopée d'une matière semi-conductrice d'un certain type de 20 conductivité dans une couche de matière semi-conductrice du type de conductivité opposé, et des trous gravés dans la région de contact de ladite couche de conductivité opposée. La matière semi-conductrice fortement dopée par des impuretés du type déterminant la conductivité opposée est ensuite fait croître de manière épitaxiale 25 dans les trous. Les impuretés du type déterminant la première conductivité diffusent plus rapidement que les impuretés du type déterminant la conductivité opposée, de sorte qu'en chauffant la matière semi-conductrice un degré prédéterminé de diffusion d'impuretés est réalisé à partir de la matière semi-conductrice que l'on a 30 fait croître de façon épitaxiale dans la couche de matière de conductivité du type opposé. Conformément à une autre forme de réalisation préférée de l'invention, un transistor à jonction à semi-conducteurs perfectionné comprend un collecteur.dopé au moyen d'impuretés pour produire une 35 conductivité d'un certain type, qui est contigu à un contact de base de conductivité du type opposé. Au moins uh émetteur s'étend dans la région du contact de base et est pratiquement uniformément dopé sur toute son étendue d'une manière prédominante avec une concentration d'impuretés produisant la-conductivité du premier type, mais 40 il contient aussi des impuretés du type déterminant la conductivité 69 31801 3 2018358 (: opposée à une concentration plus faible. Une base de la conductivité du type opposé est située entre l'émetteur et le collecteur et se fond dans la région du contact de base, la base contient, à son interface avec l'émetteur, une concentration plus basse -d'impuretés 5 du type déterminant la conductivité opposée que la région du contact de base. Les caractéristiques de l'invention sont décrites particulièrement dans les revendications annexées à la présente description. L'invention elle-même, cependant, à la fois quant à son organisa-10 tion et quant au procédé de mise en oeuvre, ainsi que d'autres objets et avantages de l'invention, peuvent être mieux compris en référence à la description suivante, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les fig. 1 à 9 illustrent les étapes séquentielles suivies 15 en mettant en pratique l'invention; et - la fig. 10 est une vue en plan d'un transistor construit selon les instructions de la présente invention. Dans la fig. 1, une pastille 10 de matière semi-conductrice telle que le silicium est représentée, ayant une couche 11 de la 20 matière semi-conductrice que l'on a fait croître sur elle de manière épitaxiale classique. La pastille 10 est fortement dopée au moyen d'impuretés d'un type déterminant la première conductivité, et la couche épitaxiale 11 est dopée au moyen d'impuretés déterminant la même conductivité, mais à une concentration plus basse. Dans 25 un but illustratif, on supposera que la pastille 10 et la couche 11 sont dopées au moyen d'impuretés du type donneur telles que le phosphore, l'arsenic ou l'antimoine, et sont done représentées par les conductivités H* et ¥ respectivement. Les densités de produits do- 1Q 21 pants se situent entre 10 et 10 atomes par centimètre cube pour 1 K i 7 30 la pastille 10, et entre 10 et 10 atomes par centimètre cube pour la couche 11o Des densités typiques de produits dopants peuveii 20 être de 10 atomes par centimètre cube pour la pastille 10, et de 5 * 1015 atomes par centimètre cube pour la couche 11. L'épaisseur de la couche 11 est typiquement de l'ordre de 10 microns. On doit 35 noter que, dans une variante de l'invention, la pastille 10 et la couche 11 peuvent être de conduetivité P+ et P respectivement^ é-tant dopées au moyen d'impuretés du type accepteur telles que le bore ou le gallium. Une couche 12 d'oxyde de silicium, représentée sur la fig. 2, 40 est ensuite fait croître sur la couche 11, de façon classique, 69 31801 4 2018358 jusqu'à atteindre une épaisseur qui est typiquement dans le domaine allant de 1000 ou 2000 angstrSms à environ 1 micron. Dans une variante, la couche d'oxyde 12 peut être déposée sur la couche 11. Une ouverture 13 est ensuite pratiquée dans la couche d'oxyde 12, 5 en utilisant des techniques classiques de photorésistance", et une région 14 de contact de base est diffusée dans la couche 11 que l'on a fait croître, de manière épitaxiale, ce qui conduit à la structure représentée sur la fig. 3. Dans une variante, la région 14 peut être fait croître de façon épitaxiale au sommet de la couche 11. La ré-10 gion du contact de "base 14? qui a typiquement une épaisseur d'environ 1 microns, est fortement dopée aa moyen d'impuretés du type déterminant la conductivité opposée à celle due aux impuretés emplqféss dans les régions 10 et 11, et par suite cette région 14 est indiquée comme étant d® conductivité P+. tfee impureté typique du type accep-15 teur, utile en formant la région 14 du cantact de base, est le bore,. 1 fi OA à une concentration se situant entre 10 et 10 atomes par centi- % 20 . mètre cube, typiquement à une concentration de 10 atomes par centimètre cube. Si on le désire, la pastille à ce stade peut être rangée pen-20 dant un temps très court dans de l'acide fluorhydrique tamponné, afin de chasser .l'excès d'oxyde contenant du bore. La surface supérieure du dispositif est ensuite réoxydée par oxydation thermique pour former une couche d'oxyde 15» et une ouverture 16 ou tout nombre désiré d'ouvertures 16, telles que le montre la fig. 4, sont 25 pratiquées dans la couche 15, en utilisant des techniques classiques de photorésistance. Ces ouvertures, qui définissent les régions d'émetteur du dispositif, peuvent être situées n'importe où dans la région 14 et n'exigent aucun, repérage critique ultérieur, ainsi qu'on le verra plus loin0 II en résulte que ces ouvertures peuvent 30 être de dimensions plus petites que dans les cas où un repérage critique est requis. Ceci est particulièrement avantageux dans la fabrication de dispositifs à haute fréquence et à grande puissance, dans lesquels on recherche une impédance de base minimale. Dans un cas extrême, les trous peuvent être formés par attaque par traces 35 de fission» Dans ce cas5 les trous produits par ce procédé sont situés dans des endroits aléatoires à l'intérieur de la région de contact de base. L'élimination complète de la couche photorésistante, après découpage des fenêtres 16, . est réalisée de façon classique en 40 utilisant de l'acide sulfurique chaud, suivi d'un rinçage à l'eau. BAO ORIGINAL 69 31801 5 2018358 La surface exposée de la région 14 du contact de "base est ensuite nettoyée par de l'acide nitrique chaud, suivi d'un rinçage à l'eau pour chasser tout résidu. Ge rinçage, à son tour, peut être suivi d'un court bain dans l'acide fluorhydrique tamponné, afin d'élimi-5 ner toute petite trace d'oxyde subsistant sur les surfaces exposées de la région 14 de contact de base. Une gravure à la vapeur, commodément de chlore ou d'acide chlorhydrique, est ensuite utilisée dans une installation étanche aux gaz, afin de percer des trous 17 à travers les ouvertures de la 10 couche d'oxyde 15, ces trous 17 s'étendant vers le bas à travers la région 14 du contact de base, à l'intérieur de la couche épitaxiale 11, tel que représenté dans la fig. 5. Les trous 17 ne doivent pas être percés au-delà de l'épaisseur de la couche épitaxiale 11. En conséquence, la profondeur de chacun des trous 17 n'est pas plus 15 grande qu'environ 5 microns. Après cela, en maintenant commodément le dispositif dans la même installation dans laquelle la gravure à la vapeur des trous 17 a été effectuée, et en pompant au dehors le chlore ou l'acide sul-furique résiduels, les trous 17 sont remplis au moyen d'une matière 20 18 que l'on, a fait croître de façon épitaxiale, ce qui conduit à line structure telle que représentée dans la fig. 6. La matière que l'on a fait croître de manière épitaxiale est fortement dopée au moyen d'impuretés du type déterminant la conductivité utilisé dans la couche épitaxiale 11, et est par suite indiquée comme étant de 25 conductivité If1". Cependant, la matière 18 que l'on a fait croître de façon épitaxiale est compensée puisqu'elle contient des impuretés compensatrices, ici du type P, comme indiqué par (P) dans la fig. 6. La matière 18 est fait croître de façon épitaxiale, dans une 30 mesure qui permet à la matière de déborder au-dessus du niveau de la couche d'oxyde 15, et de recouvrir partiellement cette couche. Ce dépôt épitaxial est effectué au moyen d'une source de silicium juxtaposée aux trous 17 et à très courte distance de ceux-ci, comme illustré dans la fig. 5, en chauffant la source et le dispositif, 35 ce dernier étant chauffé à une température plus élevée que la source, et en introduisant une atmosphère de vapeur d'iode dans l'installation, de manière à faire croître le silicium' provenant de la source, de façon épitaxiale sur la matière semi-conductrice du dispositif, dans les trous 17. Dans ce procédé, la pression de la va-40 peur d'iode est typiquement de 2 millimètres de mercure, et la BAD ÛRK31NAL 69 31801 6 2018358 source de température est typiquement à 1000°G, tandis que la source de silicium contient à la fois' des impuretés du type ÎT et du type P, à une concentration assurant que les régions 18, que l'on fait croître de manière épitaxiale, contiennent les conœntratiaris dé - 5 sirées d'impuretés. De telles concentrations dans les régions 18 1Q peuvent être, par exemple, comprises entre environ 10 et environ 21 5 x 10 atomes par centimetre cube d'impuretés du type donneur et A ZT «I Q entre environ 10 et environ 10 atomes par centimètre cube d'impuretés du type accepteur. Des concentrations de dopant typiques 20 10 dans les régions 18 peuvent être d'environ 10 atomes par centimè- 17 tre cube d'impuretés du type donneur, et d'environ 10 atomes par centimètre cube d'impuretés du type accepteur. On doit noter que les régions 18 que l'on a fait croître de façon épitaxiale peuvent être produites, en variante, en formant, 15 sur la structure représentée sur la fig. 5, une première couche de nitrure de silicium au sommet de la couche d'oxyde 15. Après cela, la matière semi-conductrice au silicium est déposée de manière épitaxiale sur la surface de la pastille pour former les régions 18, par réduction par l'hydrogène de SiCl^ à une température comprise 20 entre 950°C et 1300°G. Le dopage de la matière 18 peut être effectué, comme il est bien connu, en incorporant au courant de gaz des vapeurs telles que PH^, AsCl^, BgHg ou SbCl^, par exemple, en même temps que le SiCl^. Toute partie non désirée de cette matière-peut ensuite être rongée et éliminée après avoir d'abord formé un masque 25 de gravure d'une seconde couche de nitrure de silicium au sommet des parties de cette matière que l'on désire conserver. Dans ce cas, les régions 18 peuvent être solidairement jointives, si on le désire. La seconde couche de nitrure de silicium formée au sommet de la couche d'oxyde 15 est ensuite enlevée. 30 Dans la structure représentée sur la fig. 6, les régions 18 que l'on a fait croître de manière épitaxiale contiennent des impuretés d!un type accepteur qui diffuse plus rapidement que les impuretés du type donneur. Par exemple, les impuretés du type accepteur peuvent comprendre du gallium ou du bore, tandis que les impuretés 35 du type donneur peuvent comprendre 1'antimoine.ou l'arsenic. Des combinaisons possibles et efficaces de divers éléments chimiques dopants pour fabriquer des régions de transistors au silicium sont exposées dans la table I ci-dessous. BAD ORIGINAL 69 31801 7 2018358 MMB I Dopants pour transistors au silicium ; Type j de J transistor Dopant d'émetteur Dopant de base Dopant | de contact de base { i ! BÏH . . . ... As ... . . . B . . . . . . B ! ; 4 G-a ! 1 G-a. • . . . . B ! j Ga ! j AIL • • * . . . B ! | i f i Ga ! j S 3 a « • . » o B ... . . . B ! i i Ga 5 j G-a. . . . . . B ! j * Ga ! i Al. . . . . . B ! » • \ » Ga ! ! P S \ 1 * f Ga ! ! PUP . . . D j Sb ! i i , As ! ! Ga . . . t Sb ! I As ! J i * > ' f j La structure entière est ensuite chauffée à -une température comprise entre 900°C et 1200°C pendant un temps suffisant pour que les impuretés diffusant plus rapidement, c'est-à-dire les impuretés 25 du type accepteur dans ce cas, forment des régions de hase 20, représentées dans la fig. 7, d'une épaisseur pratiquement constante de l'ordre d'environ 1 micron. Les régions" de base 20 sont par conséquent dopées de façon à avoir une conductivité du type P, repré- 4 £ «j Q sentant une concentration d'impuretés comprise entre 10 et 10 17 30 atomes par centimètre cube, typiquement d'environ 10 atomes par centimètre cube. Ainsi, les jonctions émetteur-base et base-collec-teur, respectivement 21 et 22, sont formées simultanément, par une seule étape de diffusion, et les régions de base 20 suivent automatiquement la surface exacte de l'émetteur et sont mises automatique-35 ment en contact avec la région 14 de contact de base antérieurement diffusée. Bien entendu, si le transistor à fabriquer est du type PNP, les régions 18 sont fait croître en contenant des impuretés d'un type donneur qui diffuse plus vite que les impuretés du type accepteur que les régions 18 contiennent aussi. Dans un tel exemple, 40 les impuretés du type donneur peuvent comprendre du phosphore, 69 31801 8 2018358 tandis que les impuretés du type accepteur peuvent comprendre du bore ou du gallium. Dans l'un ou l'autre cas, le rapport de l'épaisseur de l'émetteur à l'épaisseur de la base est d'au moins 3. Une connexion ohmique au contact de base est ensuite faite, en 5 pratiquant une ouverture 23 dans la couche d'oxyde 15 en Utilisant des techniques classiques de photorésistance, de manière à exposer une partie de la surface du contact de base 14, comme représenté dans la fig. 8. Ensuite, une couche de métal, tel que l'aluminium, est déposée sur la surface de la structure représentée sur la fig. 10 8, par exemple par évaporation. Cette couche de métal est alors séparée en un conducteur 24 de base et un conducteur 25 d'émetteur, comme représenté dans la fig. 9, en utilisant des techniques classiques de photorésistance, et un agent mordant tel que celui constitué de 76 fo d'acide phosphorique, de 6 ^ d'acide acétique, de 3 $ 15 d'acide nitrique et de 1 5 i° d'eau, dans le cas de l'aluminium. De cette manière, le conducteur 25 connecte ensemble toutes les régions d'émetteur 18, ou tout nombre désiré d'entre elles. Plusieurs telles connexions peuvent être utilisées, si on le désire, pour fabriquer des dispositifs nrulti-émetteur s. Chaque région d'émetteur 20 est isolée de chaque autre région d'émetteur, excepté pour l'étroite région du contact de base. Ceci permet à chaque émetteur de fonctionner de façon pratiquement indépendante de chaque autre émetteur. La structure représentée sur la fig. 9 est fabriquée de la manière précédente, de manière à réaliser le contact avec les couches 25. de base sans rencontrer aucun problème critique de repérage de contact. La région du contact de base est en contact avec toutes les régions de base du dispositif et est, en outre, hautement conductrice. Ainsi, tout besoin d'utiliser des contacts interdigités, tels qu'ils sont communément utilisés dans les structures de transistors 30 à haute fréquence, est éliminé. De plus, grâce à la haute conductivité de la région du contact de base, la région de base peut être fabriquée sans qu'elle ait une conductivité trop élevée.-Par suite, le rendement d'émetteur, qui varie essentiellement comme le rapport de la conductivité de l'émetteur à la conductivité de la base, peut 35 être maintenu relativement élevé. Ceci facilite la fabrication de transistors ayant un certain nombre de régions d'émetteurs, avec leurs avantages bien connus en haute fréquence et à puissance élevée, sans aucun des problèmes difficiles de repérage de masque pho-tolithographique. 40 La fig. 10 est une vue en plan d'un transistor fabriqué suivant BAD ORIGINAL 69 31801 9 2018358 la description précédente, qui peut être formé connue un dispositif discret ou comme une partie d'un circuit intégré. Ainsi, le conducteur 25 d'émetteur est représenté comme étant déposé sur des régions 18 que l'on a fait croître de manière épitaxiale, de façon à réali-5 ser un contact avec chacune des régions 18, tandis que le conducteur 24 de base est déposé sur des ouvertures 23 pratiquées dans la couche d'oxyde 15 sur l'autre face du contact 25 d'émetteur. Le transistor de cette forme de réalisation de l'invention est fabriqué, de la manière décrite précédemment, sur une section 11 du type 10 N d'un semi-conducteur 26, qui est isolé par une région 27 du type P de la partie restante du circuit intégré. Le contact du collecteur à la couche 11 est assuré par un conducteur 28. On doit noter que les autres dispositifs à semi-conducteurs, tels qu'un redresseur commandé par semi-conducteurs, peuvent aussi 15 être fabriqués de la manière précédente. Dans un tel cas, la structure de la fig. 9 est fabriquée de manière que la région 10 soit de conductivité P+, et que la couche 11 soit de plus haute résistivité et de plus grandes dimensions que celles utilisées pour un transistor. Les régions 18 fonctionnent comme la cathode ou l'émetteur du 20 dispositif, et les régions 20 fonctionnent comme la. région de base du dispositif. Cependant, la région 14 fonctionne comme la région du contact de porte, le conducteur 24 fonctionnant comme la porte0 Dans un redresseur commandé par semi-conducteurs fabriqué de cette manière, toutes les régions d'émetteurs sont mises en circuit si-25 multanément, de telle sorte que le dispositif tout entier est mis en oeuvre en même temps, et constitue donc un dispositif uniformément déclenché. Les chances de court-circuit sont ainsi très fortement réduites. Ce qui précède décrit un procédé de fabrication d'un transis-30 tor à haute fréquence, bipolaire, ayant une commande précise de toute la largeur de la région de base. Les jonctions émetteur-base et base-collecteur sont formées simultanément en une seule étape de diffusion, et le contact avec chacune de ces régions du transistor est effectué sans aucun problème critique de repérage. De plus, il 35 n'est pas besoin de réaliser des contacts interdigités avec les régions de base individuelles du transistor ainsi formé, puisque les conductivités de la région de base et de la région de contact de base sont indépendantes l'une de l'autre, permettant de minimiser la résistance de base et de maximiser le rendement d'émetteur. Le 40 procédé permet aussi la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs 69 31801 10 2018358 en facilitant le maintien d'une commande précise des concentrations en impuretés dans les régions d'émetteur et de bases des dispositifs. Par ce procédé, on peut fabriquer des dispositifs à semi-conducteuis en diffusant des impuretés dans un semi-conducteur, sans qu'il soit 5 nécessaire d'utiliser un masque de diffusion à oxyde sur ce semiconducteur. Les exemples suivants sont donnés pour mieux expliquer la mise en pratique de l'invention. Ces exemples comprennent les valeurs spécifiques des paramètres mis en oeuvre, afin de permettre la réa-10 lisation pratique de l'invention. Cependant, ces exemples sont donnés à titre illustratif, et ne doivent pas être compris dans un sens limitatif. Exemple 1 Un transistor PKP est fabriqué comme suit. Une pastille de si- 20 "5 15 licium contenant une concentration de.10 atomes de bore par cm est gravée par un passage dans du gaz HC1. On fait ensuite croître de manière épitaxiale une couche d'une épaisseur de 10 microns sur la surface [111] de la pastille par une réduction classique de SiCl^ par l'hydrogène, dans une atmosphère contenant une légère 20 concentration (de l'ordre d'une partie pour 10 milliards) de bore sous la forme de B-EL-, de sorte qu'une couche uniformément dopée 15 . d'un seul cristal de silicium contenant 3 ï 10 atomes de bore par centimètre cube est formée. Ce processus a lieu à une température de substrat de 1.100°C. On fait ensuite croître sur la pastille une 25 couche d'oxyde thermique (thermal oxyde) sec d'une épaisseur de o 2.700 A, en chauffant la pastille dans une atmosphère d'oxygène sec pendant 10 heures à une température de 1,000°C. Ceci est suivi d'un recuit à 1.000°C dans une atmosphère d'hélium sec pendant deux heures. La couche d'oxyde est ensuite recouverte d'une couche de matiè-30 re photorésistante. La matrice désirée, définissant l'emplacement, les dimensions et le nombre des contacts de base, est produite en exposant sélectivement le film photorésistant à la lumière ultra-violette de la manière classique. Cette matrice a la forme d'un certain nombre de 35 surfaces carrées, ayant chacune 100 microns environ de côté, répétées tous les 375 microns environ. La matière photorésistante non polymérisée est ensuite développée suivant les instructions du constructeur, et le film est cuit pendant une heure à 200°C. La matrice est transférée à la couche de dioxyde de silicium par attaque 40 pendant trois minutes dans de l'acide fluorhydrique tamponné 69 31801 n 2018358 comprenant 10 parties de à 40 a/° et une partie de Hî à 48 la matière silicium dans laquelle seront situées les régions de contacts de bases est ainsi exposée à la matrice de surfaces carrées, le film résistant est ensuite enlevé. Les régions U+ de contacts de 5 bases de 1 micron d'épaisseur sont ensuite diffusées dans la pastille en chauffant cette dernière à 1.000°0 pendant 114 minutes dans un courant gazeux composé de 1.000 centimètres cubes par minute d'azote, 1 centimètre cube par minute d'oxygène et 40 centimètres cubes par minute de PCl^ dilué dans l'azote dans la proportion de 10 1.900 parties par million. La concentration de surface est de 1Q 1 x 10 atomes de phosphore par centimètre cube. Une couche de o SiOg de 1.000 A d'épaisseur est ensuite formée sur la région de coït-tact de base, en oxydant la pastille dans l'oxygène sec pendant 1 heure à 1.000°0. La pastille est ensuite recouverte d'une couche de 15 matière photorésistante, comme ci-dessus. La matière définissant les dimensions, le nombre et la configuration des émetteurs et des bases des transistors est ensuite produite en exposant sélectivement le film photorésistant à la lumière ultra-violette. Comme ci-dessus, les portions non exposées du film sont lavées, le film est 20 durci, les surfaces de SiOg non protégées sont enlevées à l'acide, et le film photorésistant est enlevé. Cette matrice est un réseau de 8 trous circulaires dans la silice, chacun ayant un diamètre de 8 microns, disposés en deux rangées de 4. La distance entre les centres est de 20 microns. La pastille est ensuite placée dans une 25 chambre à réaction et portée momentanément à une température de 1.200°C dans le vide, afin d'éliminer tout résidu d'oxyde sur la surface du silicium qui doit subir une croissance épitaxiale. La pastille est alors chauffée à 700°C, et attaquée légèrement par du chlore gazeux, de manière à enlever 2 microns de silice non proté-30 gée par la couche d'oxyde. Par un transport de silicium contenant des atomes d'iode très rapprochés, une couche épitaxiale d'une épaisseur de 6 microns est amenée à croître sélectivement dans les trous de' 8 microns gravés dans le silicium. La couche épitaxiale est do- ✓ 20 pée à une concentration d'approximativement 5 z 10 atomes de bore — 1 Û 35 par centimètre,cube et 1 x 10 atomes de phosphore par centimètre cube. La pastille est maintenue à 1,050°C pendant 1,5 minutes à proximité (avec une séparation de 1 mm) d'une pastille-source de silicium maintenue à 1.000°C, à une pression d'iode d'approximativement 2 mm de mercure. La pastille est ensuite chauffée à 1.050°C 40 pendant 30 minutes dans une atmosphère inerte. Ceci entraîne la 69 31801 12 2018358 diffusion à la fois du bore et du phosphore à partir de la matière que l'on a fait croître de façon épitaxiale, dans la région de collecteur légèrement dopée et rendue du type P, jusqu'aux profondeurs de 0,6 micron et 1,6 microns pour le "bore et le phosphore, respec-5 tivement. De cette manière, une région de "base du type F de 1 micron de largeur est formée, qui a" une largeur uniforme et qui est automatiquement en contact électrique avec la région de contact de "base antérieurement formée. Les ouvertures de contact sont ensuite gravées de façon classique par de l'acide fluorhydrique tamponné, 10 dans une partie de la couche d'oxyde couvrant la région du contact de "base. La pastille est alors métallisée de manière classique avec de l'aluminium, de façon à réaliser un contact électrique distinct avec la région de contact de "base et avec l'émetteur. Dans ce cas, O. l'émetteur comprend les régions P de 8 microns que l'on a fait 15 croître de manière épitaxiale, et qui sont électriquement reliéès en parallèle par la métallisation à l'aluminium. La pastille est ensuite repérée et découpée en dés, et les dés sont montés de façon classique sur des boîtiers, avec des connexions électriques faites de manière classique par des liaisons en tête de clou0 20 Exemple 2 Un transistor NPN est fabriqué comme suit. Une pastille de si- 20 licium contenant une concentration de 10 atomes de bore par centimètre cube est momentanément attaquée dans H01 gazeux. On fait ensuite croître une couche de 10 microns d'épaisseur sur la surface 25 [111] de la pastille par une réduction classique par l'hydrogène de SiCl^, dans une atmosphère contenant une légère concentration (de l'ordre de quelques parties par milliard) de phosphore sous la forme de PEU, de sorte que l'on forme une couche uniformément dopée 1 c d'un seul cristal de silicium, contenant 3 x 10 atomes de phos- 30 phore par centimètre cube. Ce processus a lieu à une température de substrat de 1.100°C. On fait ensuite croître un oxyde thermique sec o de 2.700 A d'épaisseur sur la pastille, en chauffant la pastille dans une atmosphère d'oxygène sec pendant 10 heures à une température de 1.000°C. Ceci est suivi d'un recuit à 1.000°C dans une at-35 mosphère d'hélium sec pendant deux heures. La couche d'oxyde est alors recouverte d'une couche de matière photorésistante telle que le KMER, disponible' chez Eastmann Kodak Company, Roehester, New York. La matrice voulue, définissant l'emplacement, les dimensions et le nombre des contacts de bases, est produite en exposant sélec-40 tivement le film photorésistant à la lumière ultra-violette de la 69 31801 13 2018358 manière classique. Cette matrice a la forme d'un ensemble de carrés, ayant chacun. 100 microns environ de côté, répétés tous les 375 microns environ, la matière photorésistante non polymérisée est ensuite développée selon les procédés indiqués par le fabricant, et 5 le film est cuit pendant 1 heure à 200°C. la matrice est transférée à la couche de dioxyde de silicium par attaque pendant 3 minutes dans l'acide fluorhydrique tamponné comprenant 10 parties de à 40 pour cent, et une partie de HF à 48 pour cent, la matière silicium dans laquelle seront situées les régions de contact de base 10 est ainsi exposée â la matrice de surfaces carrées, le film résis-tant est alors enlevé. Les régions P de contact de base, de 1 micron d'épaisseur, sont ensuite diffusées dans la pastille, en chauffant cette dernière à 1.120°C pendant 20 minutes dans un courant 3 3 composé de 1.845 cnr par minute d'azote, 0,55 cm. par minute d'oxy- 15 gène, 0,77 cnr par minute d'hydrogène et 15 cm par minute de BCl^ dilué dans l'azote dans la proportion de 2.500 parties par million. 1Q la concentration de surface est de 2 x 10 ^ atomes par centimètre o cube de bore. Une couche de SiÛ2 de 1.000 A d'epaisseur est ensuite formée sur la région du contact de base, en oxydant la pastille O 20 dans l'oxygène sec pendant 1 heure à 1,000°C. Une couche de 1.000 A de nitrure de silicium est alors déposée au sommet de la couche d'oxyde dans un four à 850°C contenant une atmosphère de SiH^ et d'ammoniac. Une couche de molybdène est ensuite pulvérisée, comme dans une triode classique, sur la couche de nitrure située au som-25 met de la pastille qui est maintenue à une température de 500°C, O jusqu'à atteindre une épaisseur de 2.000 A. la pastille est alors refroidie à la température ambiante, et la couche de molybdène est recouverte d'une couche de matière photorésistante, comme ci-dessus, la matrice définissant les dimensions, le nombre et la configuration 30 des émetteurs et des bases des transistors est ensuite produite en exposant sélectivement le film photorésistant à la lumière ultraviolette. Comme ci-dessus, les parties non exposées du film sont lavées et le film est durci, le film de molybdène est attaqué pendant une demi-minute dans un agent mordant pour le molybdène com-35 prenant 76 fo d'acide orthophosphorique, 6 fo d'acide acétique glacial, 3 c/o d'acide nitrique et 15 f° d'eau, la pastille est alors immergée dans un bain d'acide phosphorique chaud (à 180°C) pendant 15 minutes, de façon à transférer la matrice gravée à la couche de nitrure de silicium. Après cela, le molybdène est retiré par attaque 40 par le mordant précédent, et la matrice est transférée à la couche 69 31801 14 2018358 de SiOg par attaque pendant 1,5 minutes dans HF tamponné. Cette matrice est la même que dans l'exemple 1. la pastille est alors placée dans une chambre à réaction, chauffée à 700°C, et est attaquée par du chlore gazeux afin de retirer 2 microns de silicium dans les 5 régions non protégées par la couche composée de dioxyde de silicium, et de nitrure de silicium. On fait maintenant croître une couche épitaxiale dans le récipient de réaction, par réduction par l'hydrogène de SiCl^ en présence de BgHg et AsCl^, à une température de 1,000°C pendant 45 minutes, de manière à faire croître une couche 17 10 de 6 microns d'épaisseur de silicium contenant 5 x 10 atomes de 20 bore par centimètre cube et 5 x 10 atomes d'arsenic par centimètre cube. Une seconde couche de nitrure de silicium est déposée sur le dispositif à 850°C. Cette seconde couche de nitrure de silicium est matricée de la même manière que la première couche de nitrure 15 de silicium. Le silicium qui peut avoir été déposé sur la couche initiale, inférieure, de nitrure de silicium est ensuite éliminé en •2. utilisant un mordant comprenant 160 cm d'acide acétique, 0,5 g 3 3 d'iode, 280 cnr d'acide nitrique et 50 cm de HP à 48 5». Les couches supérieure et inférieure de nitrure de silicium limitent ainsi 20 l'attaque du dispositif au silicium non désiré qui recouvre la couche inférieure de nitrure de silicium. Toute quantité de nitrure de silicium restant au sommet de la seconde couche de silicium que l'on a fait croître de manière épitaxiale est ensuite éliminée par attaque par de l'acide phosphorique chaud (à 180°C). La pastille 25 est alors chauffée à 1.100°C pendant 60 minutes dans une atmosphère inerte. Ceci a pour résultat la diffusion à la fois du bore et de l'arsenic à partir de la matière que l'on a fait croître de façon épitaxiale dans la région de collecteur du type ÏT légèrement dopée, ' jusqu'aux profondeurs de 0,5 micron et 1,5 microns pour l'arsenic 30 et le bore, respectivement. De cette manière, des régions de base du type P de 1 micron de largeur sont formées, qui ont une largeur uniforme et qui sont automatiquement en contact électrique avec les régions de contact de base antérieurement formées, respectivement. Des ouvertures sont alors ouvertes vers les régions de contact de 35 base et la pastille est métallisée et découpée en dés qui sont ensuite montés sur des boîtiers. Comme il va de.soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses 40 diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 31801 15 2018358 KE7EBDI CATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un dispositif à semi-conducteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : on forme line région de contact d'une matière semi-conductrice ayant 5 une conductivité d'un certain type, contiguë à une surface plus grande d'une matière semi-conductrice ayant une conductivité du type opposé; on grave au moins un trou dans ladite région de contact dans ladite matière semi-conductrice de conductivité du type opposé; on fait croître de façon épitaxiale dans chaque trou une matière se-10 mi-conductrice additionnelle dopée au moyen d'impuretés du type déterminant la conductivité opposée dans une première concentration prédéterminée, mais contenant aussi des impuretés du type déterminant la première conductivité dans une seconde concentration prédéterminée, de façon à former une structure composite, lesdites impu-15 retés du type déterminant la première conductivité diffusant plus vite que lesdites impuretés du type déterminant la conductivité opposée; et on chauffe la structure composite ainsi formée de façon à permettre un degré prédéterminé de diffusion desdites impuretés du type déterminant la première conductivité à partir de la matière 20 semi-conductrice que l'on a fait croître de manière épitaxiale dans la matière semi-conductrice de conductivité du type opposé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière semi-conductrice est composée de silicium, que lesdites impuretés du type déterminant la première conductivité com- 25 prennent l'un des éléments du groupe composé du gallium, de l'aluminium et du bore, et que lesdites impuretés du type déterminant la conductivité opposée comprennent l'un des éléments du groupe composé de l'antimoine, du phosphore et de l'arsenic. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 30 que l'étape de formation d'une région de contact de base comprend la diffusion d'impuretés du type déterminant la première conductivité dans une concentration spécifique dans ladite matière de conductivité du type opposée 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 35 que l'étape de formation d'une région de contact comprend le dépôt épitaxial d'une matière semi-conductrice de conductivité du premier type au sommet de ladite surface plus grande de la matière semi-conductrice de conductivité de type opposé. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 40 que 11 étape de gravure d1 au moins un trou dans ladite région de 69 31801 16 2018358 contact comprend les étapes de couverture de la surface de ladite région de contact par un revêtement isolant, de formation d'au moins une ouverture dans ledit revêtement isolant, et de gravure par attaque de chacun desdits trous dans la zone exposée par chacu-5 ne desdites ouvertures dans .ledit revêtement isolant. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'étape de couverture de la surface de ladite région de contact comprend l'oxydation de la surface de ladite région de contact. 7 - Procédé selon la revendication 5> caractérisé par les éta-• 1G pes additionnelles consistant à exposer une partie de la surface de ladite région de contact, à former un premier revêtement métallique en contact électrique avec la partie exposée de la surface de ladite région de contact, et à former un second revêtement métallique en contact électrique avec la matière semi-conductrice que l'on a 15 fait croître de manière épitaxiale dans chacun desdits trous, les-dits premier et second revêtements métalliques étant électriquement isolés l'un de l'autre. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matière semi-conductrice comprend le silicium, que les- 20 dites impuretés du type déterminant la première conductivité comprennent le phosphore, l'antimoine et l'arsenic, et que lesdites impuretés du type déterminant la conductivité opposée comprennent l'un des éléments du groupe composé du gallium et du bore. 9 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le f ait 25 que chacun desdits trous est gravé dans un emplacement prédéterminé dans ladite région de contact. 10 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits trous est gravé dans un emplacement aléatoire dans ladite région de contact. 30 11 - A. titre de produit industriel nouveau, transistor à jonc tion à semi-conducteurs perfectionné, caractérisé par le fait qu'il comprend : une région de collecteur dopée au moyen d'impuretés pour produire une conductivité d'un premier type; une région de contact de hase de conductivité du type opposé contiguë à une plus grande 35 surface de ladite région de collecteur; au moins une région d'émetteur s'étendant à travers ladite région de contact de base, ladite région d'émetteur étant pratiquement uniformément dopée dans toute son étendue de façon prédominante avec une concentration d'impuretés produisant ladite conductivité du premier type, mais contenant 40 aussi des impuretés du type déterminant la conductivité opposée à 69 31801 17 2018358 une concentration plus faible; et une région de base de ladite conductivité du type opposé située entre lesdites régions d'émetteur et de collecteur et se fondant dans ladite région de contact de base, ladite région de base contenant à son interface avec ladite ré-5 gion d'émetteur des impuretés du type déterminant la conductivité opposée, à une concentration plus basse que dans ladite région de contact de base et pratiquement égale à la concentration d'impuretés du type déterminant la conductivité opposée dans ladite région d'émetteur. 10 -12 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, carac térisé par le fait que la concentration des impuretés produisant ladite conductivité du premier type dans ladite région d'émetteur excède la concentration des impuretés produisant ladite conductivité du premier type dans ladite région de collecteur. 15 13 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, carac térisé par le fait que ladite région d'émetteur s'étend au-delà de l'interface desdites régions de collecteur et de contact de base, ladite région de base étant d'épaisseur pratiquement constante. 14 - transistor perfectionné selon la revendication 11, carac- 20 térisé par le fait que le rapport de l'épaisseur de l'émetteur à l'épaisseur de la base est plus grand que 3. 15 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite région de base contient des impuretés composées du même élément chimique que lesdites impuretés de ladite 25 région du contact de base. 16 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit semi-conducteur est composé de silicium, que lesdites impuretés produisant la conductivité du premier type comprennent l'un des éléments du groupe composé du phosphore, 30 de l'arsenic et de l'antimoine, et que lesdites impuretés produisant la conductivité du type opposé comprennent l'un des éléments du groupe composé du bore, du gallium et de l'aluminium. 17 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit semi-conducteur est composé de sili- 35 cium, que lesdites impuretés produisant la conductivité du premier type comprennent l'un des éléments du groupe composé du bore et du gallium, et que lesdites impuretés produisant la conductivité du type opposé comprennent l'un des éléments du groupe composé du phosphore, de l'antimoine et de l'arsenic. 40 18 - Transistor perfectionné selon la revendication 11, carac 69 31801 18 2018358 térisé par le fait que ladite région de base contient des impuretés composées d'un premier élément chimique, et que ladite région de contact de base contient des impuretés composées d'un second élément chimique. 5 19 - Transistor à jonction à semi-conducteurs perfectionné se lon la revendication 11, caractérisé par un certain nombre de régions d'émetteur, chacune desdites régions d'émetteur étant espacée de chacune des autres et s'étendant à travers ladite région de contact de base, chacune desdites régions d'émetteur étant pratique-10 ment uniformément dopée dans toute son étendue de façon prédominante avec une concentration d'impuretés produisant ladite conductivité du premier type, mais contenant aussi des impuretés du type déterminant la conductivité opposée, à une concentration plus basse; un certain nombre de régions de base de ladite conductivité du type 15 opposé, chacune desdites régions de base étant située respectivenent entre l'une desdites régions d'émetteur et ladite région de collecteur et se fondant dans ladite région de contact de base, chacune desdites régions de base contenant à son interface respectif avec une région d'émetteur une concentration plus basse d'impuretés du 20 type déterminant la conductivité opposée à celui de ladite région de contact de base; un premier moyen conducteur en contact avec au moins l'une desdites régions d'émetteur; et un moyen conducteur additionnel en contact avec ladite région de contact de base. 20 - Transistor perfectionné selon la revendication 19, carac-25 térisé par le fait que la concentration des impuretés produisant ledit premier type de conductivité dans lesdites régions d'émetteur excède la concentration des impuretés produisant ledit,premier type de conductivité dans ladite région de collecteur. 21 - Transistor perfectionné selon la revendication 19, carac-30 térisé par le fait que chacune desdites régions d'émetteur s'étend au-delà de l'interface dudit collecteur et des régions de contact de base, chacune desdites régions de base étant d'une épaisseur pratiquement constante. 22 - Transistor perfectionné selon la revendication 19, carac-35 térisé par le fait que ledit premier moyen conducteur forme un contact commun avec lesdites régions d'émetteur. 23 - Transistor perfectionné selon la revendication 19, caractérisé en outre par le fait qu'un moyen d'isolement électrique est disposé au sommet de ladite région de contact de base et contient 40 une ouverture à travers laquelle ledit moyen conducteur additionnel 69 31801 19 2018358 est en contact avec ladite région de contact de "base» 24 - Transistor perfectionné selon la revendication 22, caractérisé en outre par le fait qu'un moyen d'isolement électrique est disposé au sommet de ladite région de contact de base et contient 5 une ouverture à travers laquelle ledit moyen conducteur additionnel est en contact avec ladite région de contact de base.