FR 2075981 A1 19711015 FR 7045276 A 19701208 70 45276 1 2075981 La présente invention concerne en général des améliorations dans les . bandes conductrices dopées et leurs procédés de fabrication, et elle concerne plus particulièrement des bandes d'aluminium ou de cuivre améliorées destinées à dBS configurations à état solide et qui présentent une résistance contre la 5 transport de masse induit par 1b courant. Il sst nécessaire pour les configurations micro-électroniques à l'état solide que des films conducteurs minces soient utilisés dans un but d'interconnexion. Jusque là les bandes d'aluminium ont étéutiliséBS dans de tels buts d'interconnexion. Un défaut sérieux des bandes conductrices d'aluminium 10 utilisée couramment dans des buts d'interconnsxion dans une structure micro-électronique est la tendance à la détérioration après un temps relativemant court dû à un mécanisme de transport de massB induit par le courant. Durant de tel transport de masse dans l'aluminium, il y a élimination du matériau à un ou plusieurs emplacements dans le trajet du courant et accumulation à un 15 un ou plusieurs autres emplacements dudit trajet du courant. Dans certainss circonstancss le phénomène physique sous-jacent qui induit la détérioration ou l'échec est considéré comme étant 1'électro-migration.On considère le tenus "élactro-migration" dans l'art comme recouvrant le transport de masse induit par le courant qui se produit dans un matériau conducteur 20 maintenu à une température élevée et à travers laquai on fait passer un courant, les atomes du matériau conducteur sont déplacés en conséquence des effets combinés de l'échange de moment direct des électrons en déplacement et de l'influence du champ électrique appliqué. En général, l'échec est défini comme signifiant quB la bande conductrice ne peut plus servir d'interconnexion, selon 25 les normBS prévues des composants au sens habituel, dans un dispositif à l'état solide ou semi-conducteur. Le phénomène de transport de masse induit par le courant se manifeste comme étant unB élimination partielle du matériau sous l'influence du courant électrique d'un ou plusieurs emplacements et aussi par l'accumulation de matériau à un ou plusieurs autres emplacements. L'élimi-30 nation du matériau peut aboutir directement à l'ouverture d'un circuit et l'accumulation d'un matériau peut se manifester directement comme un court-circuit pour l'élément transporteur de courant avec un autre emplacement par un trajet non désiré créé par le matériau accumulé. En outre, la capacité protectrice d'une couche protectrice de recouvrement telle qu'une couche isolante 35 d'encapsulation peut être dégradée : c'est une des conséquences de l'élimination de matériau ou l'accumulation de matériau. L'élimination de la protection donnée par cetts couchs protsctrics peut entraîner la détérioration, par exsmple dûe à la corrosion atmosphérique. La nature de l'un des types d'échecs qui sst dûs au transport de masse 40 induit par le courant a apparemment été décrite pour la première fois dans la m 45276 2 • • littérature par • Blech et dt dans 'ûtr articlë: ayant pou'r titre "The Fallure ; of Thin- Alumiiium Gurrent-tarrying" Strips on Oxidi'zs'd* Silicon" publié dans - Physics of Failure in■ Electronicsvol V "5,v pages 496-505 (1967). Le type ... d*éohee'décrit*.dans^cet" arti-èïs"-èsîf"fJS â la-diminution lacèle'de matériau le 5 *long'rdes .bandes-transporteuses" de courant et'"est connu dané l'art" comme "rupture jou'éi-aquelûrè-d'è bande* . Les procéSurei'générales pour'produire le . . transport de masse-irifluit par le-c'èurént du matériau dans "leé'"bahdes sont présentées dans"la demande de-brevët déposée én France par'la demanderesse le -10.1.1S6B et- obtenue sous le "n° 1 556""S96. • ' 10 ... On a jusqu'à présent "trouvé que l'addition d'une quantité relativement .-•..faible de, dopant de éuivre dans-une 'bande" d'aluminium augmente dë façon .importants 'la résistance -contré l'échec des cïrcuits dû'au âoifimage causé par -■*" "Çr • f. i . le .transport' de masse induit pat1 le-courant dans l'a bandé." Ën "général, la quantité de dopant de cuivre utilisé 'est inférieure à environ 50% en poids 15 Je, préférence', -le pourcentage de dopérrt en cuivre est' compris; environ entre * , - - - ... , • ■ r * 0', 1' et* 1s0% en poids'. Une utilisation du dopant1 cuivre dé cette sorte est présentée dans- la tfëmanda. dé' b-revèt déposée en France par la demanderesse le 14.1.1970 sous le n° 7 00-1 477. " On a:'maintenant trouvé''cBpendàtvt'que'las bandeW d'"aluminium dopéBs au 20. cuivre, tout en'apportant une: amélioration'substantielle par rapport aux bandes - d'aluminium: sont finalement'sujettes aux échecs de "circuits dtis à des dommages • .causés, par le transport de masse -induit"par le courant' dans la" bande. On a trouvé;.qûB";30ùsrdes-contraintes coûtant,' l'es 'atomes ds cuivré peuvent émigrer à une.vitesse plUs rapide dans le's alliages d'aldminium-cuivre que le 25 .• peuvent.-las• atomes d'alijminiïim.■ De" là Si" les'atomes" de cuivre émîgrent" d'une régions-plus, vite qu'ils nà peu^efititré rén$blàcé's, et bêla étant dû è 'des diver--, gences de flux de masse provenant-de-gradients" de- température otf des barrières . de .diffusions l'appauvrissement dé cuivre résùltantxdans cétté région aboutit essentiellement en une région d'aluminium pure. Cette région d'aluminium qui ; 30 se -forme est naturellement,' sujette aux déficiences connues des bandes transporteuses de-courant en aluminium, g-*est-à-=dire une migration rapide des atomes d'aluminium hors d'une tells région'avBC l'échec ou là détériotation du circuit résultant; . • ■ ~ ' - 5 .-Les. configurations' micra^élecfrdni'qùës entraînent nécessairement des ré-35 gions où les divergences-'-de =flUx-de'-masse së produisant sous dés "contraintes ... :de. .courant. -Dans ces -régiïins" la'possibilité'de niigratioripoùr les atomes de cuivre hors de la région et la vitesse d'une telle migration sont les para- • mètres principaux, qui déterminent le temps avant l'échec d'un conducteur de cuivra aluminium. Une fois que le cuivre1 -a quitté une telle région du con-4® ducteur,. l'aluminium subit alors 1'électro-migration avec uns vitesse beaucoup 70 45276 3 2075981 plus rapide, puisque le cuivre comme on l'a décrit ci-dessus, retarde la vites-ss de la migration de l'aluminium. Dans le but de cette invention le terme micro-électronique" est considéré pour désigner soit un dispositif individuel à état solide sur lequel on réalise une connexion, en partie au moins par 5 l'utilisation ds films minces conducteurs, ou encore un circuit logique ou une autrB configuration qui contient des éléments actifs et passifs à état solide et pour lequel on obtient l'interconnexion, en partie au moins, par l'utilisation dB films minces conducteurs. Des exemples spécifiques de configurations micro-électroniques sont les transistors et diodes planaires au 10 silicium et les circuits logiques intégrés monolithiques au silicium. D'autres exemples sont : des snsentilBs de tels circuits ides ensembles de circuits de mémoire semi-conductrices, sur le mime bloc ou sur des blocs séparés interconnectés, des ensembles d'éléments semi-conducteurs de détection optique ; des ensembles d'éléments de mémoire magnétique à film mince, des circuits tran-15 sistors à film mince, dss circuits bybrides etc... D'autres exemples pour lesquels on pBut aussi appliquer cette invention sont les verres métallisés, les dispositifs céramiques ou plastiques pour utilisation comme composants s cela comprend aussi l'utilisation de films minces conducteurs sur les substrats pour interconnexion avec des dispositifs ou circuits planaires. 20 Un texte de fond sur la technologie du dispositif semi-conducteur et des circuits intégrés est "Integrated Circuits, Design Principles and Fabrication, "R.W. Warner, Jr. et al, McGraw-Hill BooK Co., 1965. Une vulgarisation de ce sujet est présentée dans le livre "Transistors and Integrated Circuits" par D.C. Latham, J.P. Lippincott Co., 1966. Des descriptions des circuits inté-25 grés de silicium MOS bipolaires et d'ensembles de circuits convenables pour la pratique ds cstte invention sont décrits dans l'article de D.H. Roberts, "Silicon Device Technology" IEEE Spectrum 5, 101 (Février 1968). Les descriptions des circuits intégrés convenables à la pratique de cette invention, qui utilisent un conditionnement de verre Bt des bornes de soudure sont présen-30 tées dans l'article de J. Perri et al, "New Dimensions in IC'S Through Films of Glass" Electronics, page 106, octobre 3, i96B. Les descriptions d'autres types de configurations micro-élBctroniques dans lesquelles des films minces sont utilisés, en partie au moins, pour obtenir des conducteurs électriques entra les éléments des configurations, peuvent être trouvéss dans diverses 35 parutions du IEEE Journal of Solid State Circuits. Des références de fond sur le phénomène de transport de masse induit par le courant dans les conducteurs d'aluminium sont : ta) "Current-Inducsd Mass Transport in Aluminium", R.V. Penny, J. Phys. Chem. Solids, vol. 25 page 335 (1964). 40 (b) "The failure of thin Aluminium Current-Carrying Strips on Oxdized 70 45276 4 2075981 Silicon" I.A. Blech et al. Physics of Failure in Electronics, vol. 5 page 496 (1967) (c) "Direct-Transmission Electron Microwave Observations of Electrotrans-port in Aluminium Thin Films", I.A. Blech et al, Applied Physics Letters, vol. 5 11, page 15 (octobre 1967]. Une référence de fond pour l'analyse statistique des données de taux d'échec est constituée par.1'article "Failure Rate Study for the Log-narmal Lifetime Mode", L.R. Goldthwaite, Bell Téléphona System Monograph, 3314. Un objet de la présente invention est de réaliser un film mince conducteur 10 de courant qui soit résistant contre les échecs de circuit dûs au transport de masse induit par le courant dans le film. Un autre objBt de la présente invention est de réaliser une configuration à état solide avec une interconnexion en film mince conducteur de courant à partir d'un alliage de cuivre-aluminium et qui présente une résistance accrue 15 contre le dommage dû au transport de masse induit par le courant dans le film en incluant sur le film des régions discrètes de cuivre capables de compenser l'appauvrissement de cuivre des régions où les divergences de flux de masse peuvent se produire sous contrainte du courant. Un autre objet de la présente invention est de réaliser une configuration 20 ou dispositif micro-électronique avec une interconnexion en film mijice conducteur de courant qui soit très résistant aux échecs de circuit dûs au phénomène de transport de masse induit par le courant dans le film. Un autre objet de la présente invention est de réaliser une interconnexion électrique sous forme de film mince d'un alliage de cuivre aluminium pour une 25 configuration micro-électronique et qui présente une résistance accrue aux dommages dûs au phénomène de transport de masse induit par le courant et qui peut être également régénéré périodiquement en déposant des régions de régénérateur de cuivre sur des régions à l'intérieur du film mince où précisément les divergences de flux de masse entraînent l'appauvrissement du dopant sous 30 l'effet des contraintes de courant. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un procédé de traitement thermique pour une bande conductrice d'aluminium dopée au cuivrB pour une configuration micro-électronique qui distribue judicieusement le régénérateur de cuivre à l'intérieur de la bande dans les régions appauvries 35 en cuivre. La présents invention apporte un moyen d'augmenter la durée ds vie avant l'échec des bandes conductrices dopées par le dépôt de régions d'un régénérateur de dopant sur les régions de la bande où l'appauvrissement du dopant est le plus susceptible de se produire. Cette invention apporte aussi un moyen 40 de régénération des régions où l'appauvrissement du dopant se produit en 70 45276 5 2075981 soumettant périodiquement à la chaleur une configuration micro-électronique contenant des films minces conducteurs dopés dans des buts d'interconnexion» les dits films minces contenant des dépôts locaux discontinus de régénérateur de dopant sur des régions à l'intérieur des films où les gradients de tempé-5 rature ou barrières de diffusion sb produisent dûs aux contraintes de courant provenant des divergences de flux de masse dans les dites régions, c'est-à-dire, un écoulement résultant du dopant à partir des dites régions. L'application de la chaleur de cettB façon permet la diffusion du régénérateur de dopant à partir des sources de régénérateur de dopant localisées dans les 10 régions où le dopant peut s'échapper durant le fonctionnement, ce qui régénère la configuration micro-électronique et permet son utilisation continua. Les divergences de flux de masse dues au transport de masse induit par le courant peuvent se produire en de nombreuses régions différentes d'une configuration micro-électronique. Les divergences de flux de-masse se produi-15 sent principalement dans les régions caractérisées par l'existence de gradient thermique ou de barrière de diffusion. Les gradients thermiques se produisent en général dans les régions où les gradients de densité de courant se produisent. Toute région d'une configuration micro-électronique dont la section du conducteur change, donc entraî-20 nant un changement de densité de courant, entraînera alors un gradient thermique. Parmi les régions où l'on peut s'attendre à la fformation de gradients thermiques sous la contrainte de courant sont des régions telles que les contacts bande à bande, les marches dans les couches sous-jacentes d'une configuration micro-électronique, des régions de changement de largeur de 25 bande, et autres régions semblables où la section du conducteur est modifiée. Les barrières de diffusion, cependant, se produisent en général dans les régions où les électrons passent d'un matériau essentiellement dépourvu d'une alimentation de cuivre (ou de l'intérieur desquels une alimentation potentielle de cuivre ne peut être distribuée) dans une bande d'aluminium dopée 30 au cuivre. Dans de telles régions les atomes de cuivre sont sujet à électro--migration hors de la région sans aucune source potentielle de régénérateur de cuivre dans ladite région, le transport de masse de l'aluminium se produit avec une vitesse accrue aboutissant à la diminution du matériau à ou à proximité de la région et donnant finalement une défaillance électrique sous forme 35 d'un circuit ouvert et simultanément entraînant l'accumulation de matériau . dans des régions adjacentes donc des court-circuits potentiels et/ou une rupture de l'isolement protecteur. Comme exemples des régions où l'on peut s'attendre à la formation de barrières dB diffusion sous contrainte de courant sont des régions telles que les contacts négatifs de parties conductrices, les contacts 40 métal-silicium tels que les contacts base et collecteur dans les structures npn. 70 45276 6 2075981 les contacts, émetteurs dans les'structures pnp, ies contacts drain dans Ibs transistors à effet de champ-, -les contacts positifs de résistances diffusées et les similaires. ' *' Ainsi, selon la présente invention on obtient une bande à durée de vie 5 améliorée contenant une couché de matériau conducteur comprenant un dopant, ladite couche contenant des régions discrètes d'un régénérateur de dopant,les dites régions discrètes dominant les" régions -de la couche conductrice où les divergences de flux de masse peuvent amener l'appauvrissement du dopant sous l-'effet dacontraintes de'courant, ledit régénérateur de dopant étant adapté pour 10 régénérer le dopant appauvri. - - En outre, on considère avantageux de soumettre périodiquement la configuration micro-électronique résultante à un traitement thermique à une température comprise environ entre 50°C à 550PC pour réaliser une rénovation périodique du dopant appauvri dans les bandes' conductrices. De préférence le 15 traitement thermique est réalisé durant une périodB suffisante pour permettre la diffusion du régénérateur de dopant dans les-régions de la bande où s'est produite une divergence de flux de masse ce qui améliore et régénère la résistance de la bande au transport de masse induit par le courant dans le métal de base. 20 On peut fabriquer pratiquement les bandes conductrices améliorées de la présente invention à l'aidB des techniques classiques de masquage et de métal-lisation. Par exemple,'une fois que la configuration micro-électronique est obtenue en utilisant des techniques connues« les régions où l'on peut s'at-. tendre à la production de divergence de flux de masse peuvent itre exposées 25 en utilisant lss techniques de masque photoographiques classiques. On peut déposer le cuivre sur de telles régions exposées en"utilisant une source d'évaporation bombardée par électron où le cuivre est éjecté à partir d'un coeur de cuivre. On peut également déposer le cuivre au moyen de la pulvérisation HF en utilisant une cathode de' cuivre.-Le régénérateur de cuivre ainsi . 30 introduit sur la bande de cuivré aluminium forme un réservoir potentiel pour compenser l'appauvrissement en cuivre de la bande durant son fonctionnement ce qui améliore sa duréB ds vis contre l'échec ou les défaillancss dû au transport de masse induit par le courant. L'utilisation d'un traitement thermique approprié améliore encore la durée de vie' de la bande. 35 D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux dB l'exposé qui suit, fait en référencé aux dsssins annexés à ce texte et qui représentent des modss de'réalisation préférés de celle-ci. Les figures-1A et 1B sont des photographies qui représentent une même bande d'aluminium avant (figure 1A] et après (figure 1B) avoir été soumise 40 a l'écoulement d'un courant suffisant pour induire la "rupture de bande". 70 45276 7 2075981 Les figures 2A et 2B sont des photographies qui représentent une bande d'aluminium dopée avec environ 3% de cuivre en poids, avant (figure 2A) et après (figure 2B) avoir été soumise à l'écoulement d'un courant suffisant pour induire la "rupture de bande". 5 La figure 3 représente un diagramme montrant la relation entre les figures 3A-1, 3A-2, 3B-1 et 3B-2, ces derniers qui décrivent une partie d'une configuration micro-électronique. Lbs figures 3A-1 et 3A-2 sont des vues de dessus et les figures 3B-1 et 3B-2 sont des vues en élévation an coupa des figures 3A-1 et 3A-2 respecti-10 vernent et décrivant une partie de la configuration micro-électronique comprenant des régions de régénération de cuivre dominant les régions où se produisant des divergences de flux de masse sous les contraintes de courant et, ce conformément à la présente invention. La figure 4A représente unB vuede dessus de la figure 4B et la vue en 15 élévation sn coupe respectivement, décrivant la partie d'une configuration micro-électronique illustrant l'application de la présente invention à un contact avec une borne négative. La figure 5 représente le pourcentage cumulatif d'échecs ou de défaillances en fonction du terrps an échBlle logarithmique pour (13 un groupe de bandas 20 sn film mines seirblables préparées à partir du même film mince d'aluminium (côté gauche de la figure), (2) des bandas d'aluminium comparables ne différant des premières qu'en ce qu'elles contiennent 4% de cuivre en poids (centra de la figura), et (3) les bandas d'aluminium dopées au cuivre identiques telles qu'employées dans (2) sauf qu'elles contiennent des régions de régénération 25 de cuivra au-dessus des régions où les divergsnees de flux de massa se produisent sous les contraintBS ds courant, las dites bandes étant régénérées périodiquement par un traitement thermique (côté droit de la figure). Pour illustrer la production de l'échec due au phénomène de transport de masse induit par le courant dans les bandas conductrices, caractéristiques de 30 l'art antérieur, on sa réfère aux dessins où les figuras 1 at 2 sont des images obtenues par balayage au microscope élBctronique d'une bande d'aluminium (figura 1) at d'une bande d'aluminium contenant environ 3% de dopant en cuivre (figura 2) avant et après avoir soumis las dites bandas à l'écoulement d'un courant suffisant pour induire l'échec dû à la rupture de bandas. 35 Dans la figure 1, un groupe de bandes semblables an film mince d'alumi nium préparées à partir d'un même film mince d'aluminium. Les bandes sont préparées à partir de films d'aluminium déposés au moyen de l'évaporation sous vide à partir d'une source d'évaporation chauffée par HF de BN-TiB2 du type décrit par I. Ames et al in Rev. Sci. Instr. Vol. 37, page 1837 (1966). Les 40 films sont déposés sur un bloc semi-conducteur de silicium revêtu de cuivre. 70 45276 8 2075981 maintenu à une température de 200°C durant le dépôt du film. Des configurations de bande classiques sont produites à partir des films par traitement photo. Les films sont alors traités thermiquement à 530°C dans l'azote durant 20 minutes. Les bandes ainsi produites sont immergées dans un bain d'huile 5 et connectées à des résistances de valeurs de 22 ohms j les combinaisons bande-résistance sont alors connectées en parallèle à une alimentation d'énergie à potentiel constant. La température du bain est choisie pour donner une température de bande désirée et corrigée pour l'auto-chauffage. Les températures mesurées sont précises à + 5°C durant un essai type. 10 Afin d'obtenir une caractéristique plus détaillée dB la nature de la "rupture" une bande d'aluminium de largeur égale à 0,0076 mm ayant une taille ds grain inhabituellement importante, approximativement du domaine de la largeur de bande est choisie. Les figures 1A et 1B représentent les images obtenues par balayage au microscope électronique d'une telle bande avantffigure 1A),et après 15 (figure 1B) l'avoir soumis à l'écoulement suffisant pour induire la"rupture de bande". La figure 1B décrit la bande après qu'elle a été soumise durant 223 6 2 - heures à une densité de courant de 2 x 10 ampères/cm à une température de 170°C. La figure 1B montre que l'échec est dû à une élimination du matériau à proximité des, frontières ds grain et d'une façon qui apparaît favoriser 20 l'élimination préférentielle du matériau selon les directions cristallographiques. On trouve habituellement des accumulations localisées de matériau à proximité des appauvrissement en aval ds l'écoulement électronique. Les figures 2A et 2B comme les figures 1A et 1B, représentent Ibs images obtenues par balayage au microscope électronique de bandes d'aluminium dopées 25 au cuivre du type à grain important ayant une taille de grain de l'ordre de la largeur de bande qui ont été obtenues avant (figure 2A) et après (figure 2B) l'échec d'une telle bande contenant en cuivre approximativement 3% en poids. Le cuivre est introduit en déposant séparément une couche de cuivre au-dessus du film d'aluminium st en amenant la diffusion du film de cuivre 30 dans l'aluminium par l'utilisation des effets combinés de l'exposition à une température de substrat élevée de 500°C durant le dépôt du film et un traitement thermique ultérieur de 560°C durant 20 minutes dans l'azote. La bande g s'est détériorée, après 1242 heures avec une densité de courant de 4 x 10 am-2 pères/cm et une température de bande de 175°C. Ces résultats sont très dif- 35 férBnts du cas de la bande d'aluminium non dopée des figures 1A et 1B qui a été préparée d'une façon comparable, qui est tombée en panne en seulement 6 2 223 heures sous une densité de courant de 2 x 10 ampères/cm à une température de bande de 170°C. La figure 3 montre les relations entre les figures 3A-1, 3A-2, 3B-1 et 40 3B-2. 70 45276 9 2075981 Les figures 3A-1 et 3A-2 sont des vues de dessus et les figures 3B-1, 3B-2 sont leurs vues en coupe. La structure semi-conductrice intégrée décrite dans ces figures contient deux niveaux de métallisation d'interconnexion et de bornes à soudure. Elle est formée sn commençant avec un substrat de silicium 5 st sn réalisant les étapes de dépôt épitaxial, de diffusion et d'oxydation sur le substrat selon les procédures de l'art. Le type particulier de circuit représenté comprend un substrat 100 ds type p sur lequel a été déposée une couchB épitaxiale 101 de type n et dans laquelle a été diffusée (par rétro-diffusion à partir du substrat 100 de type P) une couche de type n+ "enterrée" 10 102 avant l'épitaxie, une diffusion d'isolement 103, une diffusion de bass 104 de type p ou une diffusion de résistance 109 et une diffusion 111n+ (émetteur) ou diffusion de contact collecteur 105. Les croissances et recroissancss d'oxyde avec les étapes ds traitement photo aboutissent à la formation d'une couche 106 dB SiO^ obtenue par croissance thermique. La couche isolante 106 15 peut aussi être forméB sn entier ou en partie de nitrure ds silicium, d'alumine, etc... Avant le-dépôt de la première couche de métallisation, on ouvre dss trous de contact dans cette couche commB indiqué par 1'enp lacement de la métallisation de contact avec les parties de surface de la structure semi-conductrice intégrée. Les trous de contacts 107 et 108 servent à l'accès à la résistance 20 109 de type p diffusée. Le trou de contact 110 sert pour l'accès à la base 104 de type p du transistor bipolaire formé par la base 104, par l'émetteur 111 et par les collecteurs 101, 102 et 105. Le trou de contact 112 sert à l'accès + de l'émetteur de type n 111. Le trou de contact 113 sert à l'accès à la partie contact supérieure du collecteur de type n 105 du collecteur. Recouvrant 25 la couche de Si02 obtenue par croissance thermique 106 et les contacts indiqués se trouve la première couche de métallisation formée des segments 114, 115, 116 et 117 formés chacun à partir de la même couche de métallisation mère par l'utilisation des techniques de photo-traitsmsnts. Au-dessus de la première couche de métallisation se trouve la première 30 couche d'isolement 118 qui sst constituée de préférence de dioxyds de silicium mais qui pBUt être aussi constituée en entier ou en partie de nitrurs de silicium, d'alumine etc... déposée par exemple, par dss techniques de pulvérisation HF. La couche contisnt le trou d'accès 119 pour permettre l'accès entre la première couche de métallisation st la couchs de métallisation de rscou-35 vrement, qui contient lss ssgmsnts 120 et 121 qui sont formés par l'utilisation dss techniques ds traitBmsnt photo. Le ssgment 121 passe au-dessus du segment 117 et en est isolé électriquement au moyen de la couche isolante 116. Le segment 120 est en contact électrique avec le ssgment 117 par l'intermédiaire du trou d'accès 119. La couche ds SiO^ de recouvrement 122 sert principalement 40 comme revêtement protecteur (pour lss couches sous-jacentes st ls substrat 70 45276 10 2075981 ssmi-conductBur)contre l'attaque ou corrosion chimique de l'atmosphère. Un trou de contact 123 est formés.paiï't-raxtement photo et traverse cette couche et la couchB. isolante 118. La partie terminale de recouvrerfisnt est formée d'une couche métallique en film mines composite 124 puis d'une billB' ds 5 soudure 125. . • • •• L'échec de; la mStallisation en film mince dû au transport de masse induit par le courant se produit dans de nombrsusss régions différsntss à l'intérieur de la configuration micro-électronique indiqués. Par exemple, les échecs attribuables à la formation de barrières de diffusion sous les contraintes ds 10 courant peuvent se produire au contact affsetif métal-silicium qui se trouve au contact -de la résistance 107 et au contact base et collecteur 110 et 113, respectivement du transistor npn. Le silicium étant dépourvu de cuivrs sst incapable de régénérer la pertd de cuivre due au transport de masse induit par le courant dans la bande conductrice. De plus, l'échec peut se produire 15 dans la région de la bande au contact de bande 127 et aussi dans la région de la bande 120 où la zone de contact 130 de la bande s'étrangle pour former la partie réduite 120. Dans ces régions la section transversale du conducteur change donnant naissance à des gradients de dsnsité de courant Bt à des gradisnts thermiquss résultant. Dans une région dans laquelle un gradient 20 thermiqus croissant sxists ou se crée dans la direction de l'écoulsment élsctroniqus, la vitssss à laquells lss atomss ds cuivrs migrsnt hors d'uns tslle région dépasssra la vitssss à laquslls ils migrsnt vers cette région ce qui donne une région de divergence de flux de masse et une perte nette de cuivre. Inverssment dans .unB région où un gradient thermique décroissant 25 Bxiste, les atomes de cuivre s'accumuleront amenant la formation d'une barrière significative à toute élsctro-migratio n puisque, la vitesse à laquelle les atomes de cuivre pénètrent dans une seule région dépassera celle à laquslle ils quittent cette région. Ainsi, les échecs que l'on peut attribuer aux circuits ouvert et ou courts-circuits peuvent se produire. 30 Fréquemment comme on ls montre dans la figure 4, l'échec peut se produire dans la région, d'une partie borne négative en conséqusncs d'uns divsrgence de flu de masse due à unB barrière" de diffusion à l'interface 126. Une barrière de diffusion se produit dans cette région sous contrainte ds courant du fait ds 1 écoulement des électrons pénétrant dans la bande condutrics 114 provsnant 35 de la borne négative est capable d'amener un transport induit par ls courant dans la bande ; cspsndant, la région en amont de l'écoulement électronique c'est-à-dire la partie de borne comprenant la couche métallique en film mince 124 et la bills de soudure 125, est dépourvue de cuivre et est par conséquent incapable de régénérer la perte de cuivr.e dans la région de l'interface 126. 40 Selon la présents invention dès-configurations micro-électroniques telle 70 45276 n 2075981 quB cbIIb en exsmpie ci-dessus peuvent être modifiées pratiquement pour présenter une résistance augmentée au transport de masse induit par le courant, ladite augmentation de résistancs pouvant être maintenue durant de longues périodes par des traitements appropriés comme on les décrit ici. 5 Les régions décrites ci-dessus en référence aux configurations micro- électroniques spécifiques illustrées dans les figures 3 et 4 où des divergences de flux de masse se produisent sous une contrainte de courant, peuvent être adaptées afin d'être régénérées selon la présente invention en déposant des régions de régénérateur de cuivre sur les régions où le transport de masse 10 du cuivra se produit en fonctionnement. Par exemple après formation des trous de contact 107, 110, 113 et le dépôt de la première couche de métallisation, on peut faire évaporer une source de cuivre sur la couche de métallisation, et avec un masquage correct, former des régions de régénération de cuivrs 132, 133 Bt 134, recouvrant les régions des trous de contact 107, 110 st 113. 15 Ensuite, on dépose la couche isolante 118 sur la métallisation et les régions de régénérateur de cuivre. Si on le désire des couches minces de chromB 142, 143 et 144 pBuvsnt être déposées sur les régions ds régénérateur de cuivre pour améliorer l'adhésion de telles régions à la couche isolante de recouvrement 118. De façon serrblablB, une fois que ls trou d'accès 119 est ouvert 20 et quB la coucha de métallisation de recouvrement est déposés reliée en contact électrique entre le segmsnt 120 et le segment 117, on peut déposer une source de cuivre sur la région du contact bande à bande 127 et la région étranglement entre la zône de la partie conductrice 130 et la bande 120 formant ainsi une région de recouvrement de régénérateur de cuivre 135. Si on le désire on peut 25 dépossr une couche de chrome 145 pour favoriser l'adhésion avec la couche isolante de recouvrsment 118. De façon semblable comme on le montre dans les figures 4A et 4B, une fois que le trou de contact 123 est formé par photo traitemsnt à travers les couches isolantes 122 st 118, es qui exposs la région des interfacss 126, on psut 30 évaporsr une source de cuivre sur la surface de l'interface 126 formant une région discrète de régénératsur ds cuivre 131. Si on le désire on peut déposer une couchs mines ds chrome 141 sur 1b cuivre pour améliorer l'adhésion de ladite région aux régions adjacentes. Ensuite, la partie borne de recouvrement comprenant la couche métallique en film 124 et la bille de soudure 125 peut 35 être reformée.En fonctionnement l'écoulemsnt dBS élsctrons à travers la partie borne peut transporter du cuivre régénérateur dans la bande conductrice 114 ce qui régénère le cuivre psrdu par transport ds masse. L'appareil nécessaire pour la fabrication dB configurations micro-élec-troniquss selon la pratiqua de la préssnts invention comprend en général une 40 chambre de dépôt de film, les possibilités de traitement photo, et un four de 70 45276 12 2075981 traitement thermique. A titre illustratif les bandes d'aluminium dopées au cuivre ou films des couches de métallisation sont déposées directement sur un substrat approprié..Si l'on utilise 1'évaporation sous vide, le film est déposé directement par évaporation (éventuellement jusqu'à la fin) à partir 5 d'un bain fondu qui contient le matériau Al initial plus l'addition de matériau Cu désirée, ou par co-évaporation, c'est-à-dire, par utilisation de plusieurs sources, du premier et du dernier ou par un dépôt séquentiel dans lequel on dépose d'abord le matériau d'aluminium puis l'addition de cuivre et où les additions sont déposées ensuite d'une façon prescrite. De plus le cuivre 10 peut être ajouté par bombardement électronique d'une source d'évaporation dont le coeur de cuivre est refroidi par eau; les paramètres de fonctionnement de la source sont maintenus à un niveau suffisant pour amener une évaporation du cuivre durant 1'évaporation du matériau initial d'aluminium. Une procédure utile est la structure "sandwich" ; 1"addition de Cu est 15 déposée sous forme d'une ou plusieurs couches en alternance entre deux ou plusieurs couches d'aluminium. Ensuite, le-cuivre de la structure "sandwich" est diffusé de façon appropriée dans l'aluminium par traitement thermique. La procédure de pulvérisation HF décrite par P. Davidse et al. J. Appl. Phys. vol. 37 page 574 (1966) est appropriée pour le dépôt du matériau 20 composite et Al plus Cu sont incorporés dans la cathode. L'addition d'approximativement 3% de Si au film d'Al afin de retarder la formation d'un alliage au contact Al-Si dans le dispositif planaire de Si pour lesquels on utilise Al pour les interconnexions de circuit peut, si on le désire être ajoutée par les mêmes procédures que décrites ci-dessus. 25 Le dépôt du film, par exemple, à une température de substrat de 200°C, est effectué d'abord et est suivi par un traitement thermique durant approximativement un temps compris entre plusieurs minutes et une heure dans une atmosphère inerte, par exemple à une température optimum, par exemple comprise approximativement entre 250°C et 560°C si des dispositifs semi-conducteurs de 30 silicium planaires ou des circuits intégrés doivent être métallisés dans des buts d'interconnexion électrique. Si on désire une adhésion satisfaisante avec un substrat de silicium oxydé comme dans le cas de la métallisation de dispositif semi-conducteur de silicium planaire ou le circuit intégré, une certaine qUBntité d'Al doit être présente 35 dans la partie initiale du dépôt. L'adhésion sera assurée si la composition qui produit 1'évaporation incidente est principalement ds l'aluminium et si le substrat de silicium est maintenu à une température approximative de 200°C durant le dépôt du film . Des procédures dE photo-traitement convenable pour la pratique de la 40 présente invention sont décrites dans le livre "Integrated Circuits, Design 70 45276 13 2075981 PrinciplBS anc Fabrication" par R.W. Warner, Jr. 3t al., McGraw-Hill Eook Co, 1365. Une fois qus les couchas de métallisation ont été déposées, les râpions à 1'intérieur de la configuration micro-électronique, où lss divergences ds 5 flux de masse sont susceptibles de se produire sous contrainte c!u courant peuvent être isolées et exposées par des procédures de traitement photo convenable. Ensuite, uns couche de régénérateur au cuivre peut être déposée sur les dites régions exposées à l'aide des techniques de dépôt décrites ici. L'épaisseur de la couche de cuivre n'est pas critique et peut varier de façon 10 importante entre environ 50 et 5000 angstroms. On considère comme préférable d'appliquer la couche de regénérateur au cuivre le plus tard possible dans la construction de la configuration micro-électronique pour éviter la diffusion prématurée du cuivre dans la couche de métallisation durant toutes étapes de dépôt, diffusion et oxydation ultérieures utilisées dans la construction de la 15 configuration micro-électronioue. Pour obtenir une adhésion améliorée ces régions de régénération au cuivre avec lss régions isolantes de recouvrement qui sont en général formées de dioxyds de silicium, de nitrure de silicium, d'alumine et des similaires, on considère comme préférable ds déposer une couche ds chrome sur les régions 20 de régénération au cuivre avant l'application de ladite couche isolante de recouvrement. L'épaisseur de la couche de chroms n'sst pas critique et peut varier de façon importants entre environ 50 et 2000 angstroms. En fonctionnement, les régions discrètes ds régénérateur au cuivre dominant les régions potentielles de divergences ds flux ds masse sont un réser-25 voit de cuivre psrmettant ds regarnir celui perdu par électro-migration. Le cuivrs régénérateur peut être transporté dans des régions appauvries en cuivre à l'aide d'un écoulement d'électron approprié ou d'une diffusion, □s préférence la configuration micro-électronique entière est périodiquement soumise à un traitement thermique à une température comprise entre environ 30 50 et 55U°L pour effectuer un regarnissage rapide et bénéfique du cuivre perdu. Ls traitement thermique peut être conduit à ces intervalles convenables selon la durée de vis projetés normale du dispositif particulier. Si on le désire on peut réaliser le traitement thermique à des intsrvallss réguliers tels que par exemple, tous les six mois ou annuellement. Le traitement thermiqus est conduit 35 durant une période ds temps suffisante pour permettre le diffusion du régénérateur au cuivrs dans lss régions où ss sont produites lss divergences ds flux de masse durant le fonctionnement ce qui améliore et rationne la résistance de la bande conductrice au transport ce masse incuit par ls courant. Puisque les réservoirs de cuivre localisés raccourcissent lss distances ds diffusion et 40 de là, les temps ds diffusion, il n'est en général nécessaire d'sffsctuer le 70 45276 14 2075981 traitement thermique que durant-des périodes de temps--relativement courtes, par exemple comprises entre cinq minutes-à uns semaine ou plus selon la température particulière utilisée.. -EXEMPLE DE L'INVENTION : 5 L'efficacité de la présente invention dans la prolongation-de la durée de vie de service des configurations micro-électroniques qui utilisent des baddes conductrices: aluminium-cuivre avec dss régions.discrètes au régénérateur de cuivre dominant les. régions ou les divergences de flux de masse se produisent sous les contraintes du courant est montrée clairement dans la figure 5. 10 La figure 5 représente, un graphique qui montre les nombres d'échecs en pourcentage cumulatif pour "les ruptures de bande" dans un groupe (1) de bandes semblables de film mince d'aluminium préparées à partir du mime film mince d'aluminium. Les bandes sont préparées à partir d'un film d'aluminium déposé par évaporation sous vide à partir d'une source d'évaporation chauffée 15 par HF de BN-TiB2 du type décrit dans I. Ames et al dans Rev. Sci. Instr. vol. 37, page 1737 C1S66). Les substrats de silicium revêtus d'oxyde sont maintenus à une température de 200°C durant le dépôt du film. Les bandes sont alors produites à partir des films par traitement photo. Les films sont alors traités thermiquement à 530°C dans l'azota durant 20 minutes. Un bloc 20 senû-conducteur de- silicium- revêtu d'oxyde de 1,9 mm x 1, 9 mm supportant la bande est assemblé avec un collecteur à l'aide de résine époxy conductrice, □n transmet l'énergie électrique à chaque bande à l'aide de fil d'or de 0,017B nm de diamètre fixé aux zones d'aluminium ou à l'aide de fil d'aluminium de diamètre de 0,025 mm qui leur sont fixés. 25 La résistance de chaquebande est obtenue par des mesures d'intensité et de potentiel* La montée en température moyenne d'une bande à des niveaux de courant élevé est estimée en l'utilisant comme son-propre thermomètre à résistance. Caractéristiquement, l'augmentation de température obtenue pour une bande de 0,0Q76 mm x 0,025 mm x 5000 angstroms sur un bloc de silicium de 30 1,9 mm x 1,9-mm ayant un film d'oxyde de 1000 angstroms d'épaisseur et d'environ 5°C au-dessus^de la température ambiante, par.exemple 80°C pour une 6 2 densité de courant de 2 x 10 ampères par cm . La figure 5 donne aussi des données pour des bandes-comparables d'aluminium dopées au cuivre (2) qui diffèrent des bandes d'aluminium (1] car elles con-35 tiennent 4% de cuivre en poids. Le cuivre a été introduit par le dépôt du film sous la forme d'un "sandwich" où une couche d'aluminium a d'abord été déposée, suivie par le dépôt d'une couche mince de cuivra, suivie par une coucha d'aluminium ds recouvrement. Comme dans la cas des bandes d'aluminium utilisées pour la partie gauche des données de la figure 5, on a utilisé un traitement 40 thermique à 530°C durant 20 minutes dans l'azote avant de soumettre les bandes 70 45276 15 2075981 à l'écoulement d'un courant à une densité de courant de 4 x 10 ampères par 2 cm avec une température de bande de 175°C. La durée de vie moyenne montre une augmentation importante d'une valeur d'approximativement 20 heures dans le cas de bandes non dopées à approximativement 400 heures dans le cas de bande 5 dopée, une augmentation de la durée de vie moyenne approximativement d'un facteur de 20. De plus, la figure 5 donne les données C33 pour les bandes d'aluminium dopées au cuivre contenant 4% de cuivre en poids qui sont préparées de la façon identique que celles de (2). Dans ce cas, cependant, des régions de 10 régénérateur de cuivre sont déposées sur les régions où les zônes de parties conductrices des bandes ont une forme d'haltère ou présentent un rétrécissement qui peut entraîner des gradients thermiques auxquels sont dues des divergences de flux de masse sous contrainte de courant. Les bandes sont soumises à des traitements thermiques périodiques à une température d'environ 200°C durant 15 une heure. Dans un but d'illustration, les bandeâ sont traitées thermiquement lorsque l'on atteint la durée de vie moyenne. On doit comprendre naturellement, qu'Bn pratique le traitement thermique sera conduit beaucoup plus tôt selon la durée de vie projetée du dispositif ou à des intervalles réguliers fondés sur Ibs données de retour de champ.De cette façon, la durée de vie 20 moyenne sst prolongée bien au-delà de 1000 heures. Avec une régénération périodique obtenue par traitement thermique et le regarnissage du cuivre perdu par le régénérateur au cuivre de la façon ci-dessus, la durée de vie de la bande peut être encore prolongée jusqu'au moment où la région régénératrice au cuivre est épuisée. 25 Bien que l'on ait décrit principalement cette invention en référence à la régénération de bandes conductrices d'aluminium dopées au cuivre, on peut également appliquer l'invention à la régénération d'autres dopants qui exercent un effet de retard sur 1'électro-migration du métal de base, et qui sont cependant eux-même sujet à 1'électro-migration sous contrainte de courant. Des 30 exemples de tels dopants comprennent des dopants constitutifs uniques tels que le cuivre, le fer, le magnésium, l'argent et lss similaires, aussi bien que les dopants à plusieurs constituants tels que CuAl,, et les similaires. De façon semblable on peut appliquer cette invention à la régénération des bandes conductrices dopées ou le métal de base des bandes est par exemple de 35 l'aluminium, de l'argent, de l'or du platine ou similaires. Dans de tels cas, la durée de vie de la bande dopée particulière peut être prolongée en déposant des régions discrètes de régénérateur de dopant sur les régions de la bande où l'appauvrissement de dopant est le plus susceptible de se produire sous contrainte de courant comme on l'a montré précéderrment ici. 40 Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins. 70 45276 16 2075981 les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à des modes de réalisations préférées de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 70 45276 17 2075981 REVENDICATIONS 1. Bande conductrice à durée de vie améliorée caractérisés en es qu'elle est constituée d'une couche de matériau conducteur contenant un dopant, caractérisée sn ce que ladite couche comports dss régions discrètes d'un régénérateur ds dopant, les dites régions discrètes dominant lss régions de la couche 5 conductrice où les divergences de flux ds masse entraînsnt 1'appauvrisssment du dopant sous l'effet dss contraintes dues au courant, ls régénératsur ds dopant étant adapté pour réapprovisionner le dopant appauvri. 2. Configuration micro-élsctroniqus comprenant au moins une bande conductrice à durés de vie améliorée pour alimsnter en courant ladits configuration, 10 ladite bande comprenant une couche de matériau conducteur contenant une quantité de dopant suffisante pour retarder le transport de masse induit par lsdit courant, ladite bande contenant des régions discrètes, discontinues d'un régénérateur de dopant, les ditss régions discrètes dominant les régions de la bande où les divergences ds flux de masse entraînent l'appauvrissement 15 du dopant sous les contraintes dues au courant, le régénérateur de dopant étant adapté pour réapprovisionner le dopant appauvri. 3. Bande conductrice à durée de vie améliorés selon les revendications 1 ou 2 dans laquelle ledit dopant st ledit régénérateur ds dopant sont du cuivre. 4. BandB conductrice à durée de vie améliorée selon la revendication 3, 20 caractérisée en es que le matériau conducteur est l'aluminium. 5. Bande conductrice à durée ds vie améliorée selon la revendication 4 caractérisée en ce que ledit dopant de cuivre est présent sn quantité inférisurs à environ 54% en poids. 6. Bande conductrice à durée de vie améliorée selon la revendication 5, 25 où ledit dopant en cuivre est présent en quantités comprisss entrs environ 0,1 et 10% en poids. 7. Configuration micro-électronique sslon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une structurs semi-conductrice intégrée ayant des régions de conductivité de type opposé et comprsnant au moins an nispasitif 30 actif ou passif s'y trouvant, ladite bande d'aluminium dopée au cuivrs étant sn contact ohmique avec au moins l'un des dits dispositifs actifs ou passifs- 70 45276 2075981 0. Configuration micro-électronique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dopant au cuivre est présent en quantité allant environ de 0,1 à 10% en poids. 9. Configuration micro-électronique selon 'la revendication 4, dans ïaquell-e 5 une couche ds chrome recouvre les dites -régions discrètes de régénérateur de dopant au cuivre. 10. Procédé de fabrication d'une configuration micro-électronique comportant au moins une bande conductrice à durée de vie améliorée caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes ; 10 on forme une couche d'un matériau conducteur, on dope ladite couche avec une quantité suffisante de dopant pour réduire le transport de masse par courant induit, et enfin on dépose sur ladite couche, des régions discrètes d'un régénérateur dé dopant, les dites régions étant plus particulièrement déposées 15 sur les parties, de ladite couche de matériau conducteur dans lesquelles des divergences de flux causent un appauvrissement en cuivre sous les effets des contraintes dues au courant. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10 comprenant en outre l'étape suivante : 20 on chauffe" périodiquement ladite configuration microélectronique à une température comprise entre 50 et 550°C durant un temps suffisant pour permettre audit régénérateur de dopant de diffuser dans des parties de ladite bande conductrice dans lesquelles des divergences de flux se sont produites.