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[5][_]
Molecule
(30/ 159)
[6][_]
silicon
(73)
[7][_]
silicon nitride
(26)
[8][_]
silicon oxide
(9)
[9][_]
water
(5)
[10][_]
boron
(5)
[11][_]
aluminium
(5)
[12][_]
arsenic
(4)
[13][_]
aluminium oxide
(3)
[14][_]
SEMI
(2)
[15][_]
phosphoric acid
(2)
[16][_]
nexion
(2)
[17][_]
xyde
(2)
[18][_]
minee
(2)
[19][_]
sodium bichromate
(2)
[20][_]
Cl
(2)
[21][_]
FINS
(1)
[22][_]
DES
(1)
[23][_]
Pro-
(1)
[24][_]
iron
(1)
[25][_]
KOH
(1)
[26][_]
chlor
(1)
[27][_]
silicon30
(1)
[28][_]
platinum
(1)
[29][_]
molybdenum
(1)
[30][_]
phosphorus
(1)
[31][_]
chromium trioxide
(1)
[32][_]
copper chloride
(1)
[33][_]
zirconium
(1)
[34][_]
hafnium
(1)
[35][_]
silicon (-1)
(1)
[36][_]
Generic
(4/ 85)
[37][_]
oxide
(62)
[38][_]
nitride
(11)
[39][_]
metal
(10)
[40][_]
cation
(2)
[41][_]
Gene Or Protein
(11/ 68)
[42][_]
ETRE
(39)
[43][_]
Cou
(11)
[44][_]
DANS
(5)
[45][_]
Est-a
(4)
[46][_]
Suc
(2)
[47][_]
IlEt
(2)
[48][_]
Mas-
(1)
[49][_]
Surfa
(1)
[50][_]
Lic
(1)
[51][_]
Tif
(1)
[52][_]
Ine
(1)
[53][_]
Physical
(17/ 20)
[54][_]
de 75 nm
(2)
[55][_]
de 0,35 um
(2)
[56][_]
de 3 um
(2)
[57][_]
11 um
(1)
[58][_]
de 150 nm
(1)
[59][_]
de 0,5 um
(1)
[60][_]
140 o C
(1)
[61][_]
20 %
(1)
[62][_]
de 13,56 M
(1)
[63][_]
de 9,3 Pa
(1)
[64][_]
de 3000 W
(1)
[65][_]
8 s
(1)
[66][_]
150 nm
(1)
[67][_]
de 0,9 um
(1)
[68][_]
de 500 nm
(1)
[69][_]
de 50 nm
(1)
[70][_]
50 nm
(1)
[71][_]
Substituent
(2/ 8)
[72][_]
oxy
(6)
[73][_]
anti-oxy
(2)
[74][_]
Chemical Role
(1/ 1)
[75][_]
dopant
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518316A1
Family ID 2024163
Probable Assignee Philips Nv
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE REALISATION D'UNE GORGE OU FENTE ETROITE DANS UNE
REGION DE SUBSTRAT NOTAMMENT UNE REGION DE SUBSTRAT SEMI-CONDUCTRICE
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE DE REALISATION D'UNE GORGE OU FENTE ETROITE DANS UNE REGION DE
SUBSTRAT, NOTAMMENT UNE REGION DE SUBSTRAT SEMI-CONDUCTRICE.
CONFORMEMENT A L'INVENTION, ON RECOUVRE LA REGION DE SUBSTRAT 1 D'AU
MOINS UNE COUCHE ANTI-OXYDANTE 2, SUR LAQUELLE ON REALISE UNE COUCHE
OXYDABLE 3. ON ELIMINE LA COUCHE OXYDABLE 3 AU-DESSUS D'UNE PARTIE DE
LA REGION DE SUBSTRAT 1. UNE PARTIE MARGINALE 5 DE LA COUCHE OXYDABLE
3 EST ENTIEREMENT OXYDEE. ENSUITE, ON ELIMINE DE FACON SELECTIVE AU
MOINS LA PARTIE DECOUVERTE DE LA COUCHE ANTI-OXYDANTE 2 ET ON oxide
PAR VOIE THERMIQUE LA PARTIE MISE A DECOUVERT DE LA REGION DE SUBSTRAT
SUR UNE PARTIE DE SON EPAISSEUR, ALORS QU'ON NE MET A DECOUVERT LA
REGION DE SUBSTRAT 1 QUE PRATIQUEMENT A L'ENDROIT DE LA PARTIE
MARGINALE OXYDEE 5 ET QU'ON L'ELIMINE SUR AU MOINS UNE PARTIE DE SON
EPAISSEUR POUR FORMER LA GORGE 8, LA COUCHE OXYDABLE 3 ET LA PARTIE
MARGINALE OXYDEE ETANT ENTIEREMENT ELIMINEES. LA REGION DE SUBSTRAT
PEUT ETRE UNE COUCHE DE silicon POLYCRISTALLIN OU NON. LA COUCHE
OXYDABLE PEUT ETRE CONSTITUEE, PAR EXEMPLE, DE silicon POLYCRISTALLIN
ET ETRE RECOUVERTE D'UNE SECONDE COUCHE ANTI-OXYDANTE 4. SI LA REGION
DE SUBSTRAT EST UNE COUCHE DE MASQUAGE, LES FENTES PRATIQUEES DANS
CELLE-CI PEUVENT ETRE UTILISEES AUX FINS DE DOPAGE, PAR EXEMPLE POUR
LA REALISATION DE ZONES D'INTERRUPTION DE CANAL, ETC.
APPLICATION NOTAMMENT A LA FABRICATION DE CIRCUITS INTEGRES ET
D'ELECTRODES DE GRILLE A INTERVALLE TRES FAIBLE DANS DES STRUCTURES
IGFET ET CCD.
Description
_________________________________________________________________
"PROCEDE DE REALISATION D'UNE GORGE OU FENTE ETROITE DANS UNE REGION
DE SUBSTRAT NOTAMMENT UNE REGION DE SUBSTRAT SEMICONDUCTRICE"
L'invention concerne un procede de realisation d'au moins
une gorge etroite dans une region de substrat, la largeur de la gor-
ge etant determinee par auto-alignement.
De plus, l'invention concerne un dispositif muni d'une region de
substrat presentant une gorge ou fente etroite, et realise
par la mise en oeuvre de ce procede.
Avec le progres du developpement des circuits integres, et de la
technologie utilisee a cet effet, on impose des exigences de plus en
plus strictes a la compacit e, et par voie de consequence, on
vise des dimensions de plus en plus faibles pour les composants in-
dividuels du circuit A cet effet, dans la plupart des cas, on uti-
lise des methodes de gravure photolithographique Toutefois, de cet-
te facon, on arrive deja a une limite inferieure pour les dimensions a
atteindre Cette limite est determinee entre autres par le pouvoir
de resolution de la laqoue photosensible utilisee dans ces techni-
ques il est possible d'y apporter une legere amelioration en appli-
quant des laques sensibles au rayonnement ultra-violet, X ou elec-
tronique mais, la aussi, on est toujours confronte a l'inconvenient
qu'il est souvent necessaire d'aligner successivement plusieurs mas-
ques les uns par rapport aux autres Dans ce cas, il faut respecter des
tolerances qui imposent, elles aussi, une limite aux dimensions
minimales realisables.
On peut pallier notablement ce dernier inconvenient en formant les
zones semiconductrices, les fenetres de contact et la metallisation
par autoalignement, c'est-a-dire par l'application
d'une serie d'operations successives dont aucune n'exige l'aligne-
ment d'une configuration par rapport a une configuration deja reali-
see.
Un procede du genre decrit dans le preambule, suivant le-
quel on realise une gorge etroite dans une region de substrat cons-
tituee par une couche de silicon polycristallin, est connu de "Pro-
ceedings of the IEEE International Solid-State Circuits Conference"
fevrier 1981, pages 216 a 217.
-2- Suivant ce procede connu, la largeur de la fente est determinee
par
un processus de sous-gravure a l'aide d'un decapant selectif Toute-
fois, l'application d'une telle methodede sous-gravure "par voie
humide" presente des inconvenients importants, tels qu'entre autres,
le risque que des impuretes restent dans les cavites obtenues par
sous-gravure, et donne en general un resultat non reproductible ou
peu reproductible.
L'invention vise entre autres a fournir un procede p rmet-
tant de pratiquer par auto-alignement une gorge ou fente etroite dans
une region de substrat sans qu'il soit necessaire pour autant de
proceder a une sous-gravure au moyen d'un decapant et d'utiliser
des methodes de gravure compliquees.
L'invention se base entre autres sur l'idee que ce but
peut etre atteint par l'utilisation d'une couche de materiau oxyda-
ble qui fait temporairement fonction de couche auxiliaire et est
eliminee au cours du processus.
A cet effet, conformement a l'invention, un procede du
genre decrit dans le preambule est remarquable en ce qu'a une surfa-
ce de la region de substrat on forme au moins une premiere couche
antioxydante sur laquelle on forme une couche oxydable, -en ce qu'on
procede a l'elimination selective de la couche oxydable au-dessus
d'une partie de la surface de la region de substrat, apres quoi de la
partie restante de la couche oxydable une partie marginale est oxydee
sur toute son epaisseur, tandis que le reste de la couche
oxydable est oxydee au plus sur-une partie de son epaisseur seule-
ment, et en ce qu'ensuite, on elimine de facon selective au moins la
partie decouverte de la premiere couche anti-oxydante et on soumet la
partie mise a decouvert de la region de substrat a une oxydation
thermique qui ne s'effectue que sur une partie de son epaisseur et en
ce que, par auto-alignement, on ne met a decouvert la region de
substrat que pratiquement a l'endroit de la partie marginale oxydee et
on elimine par attaque chimique la region de substrat sur au
moins une partie de son epaisseur pour former-la gorge tout en eli-
minant ladite partie restante de la couche oxydable y compris la
partie marginale oxydee.
Le procede conforme a l'invention presente l'avantage im-
portant que la partie marginale oxydee deja obtenue au debut du pro-
18316
-3- cessus et pouvant presenter de tres faibles dimensions ( 1/um),
determine la largeur definitive de la fente ou gorge sans qu'il soit
necessaire pour autant d'effectuer des etapes d'alignement et de
masquage precises supplementaires De plus, lors de la mise en oeu-
vre du procede conforme a l'invention pour la fabrication d'un dis-
positif semiconducteur, cette partie marginale oxydee peut egalement
determiner l'endroit d'autres parties actives et passives du dispo-
sitif, par exemple, de diffusions et de contacts, comme explique en
detail dans la suite de cet expose.
La mise a decouvert par auto-alignement de la partie de
substrat etroite destinee a la formation de la gorge peut etre rea-
lisee de differentes manieres Selon un premier mode de realisation
preferentiel important, apres l'elimination de la partie decouverte de
la premiere couche anti-oxydante, on elimine par attaque chimique
toute la partie oxydee de la couche oxydable, apres quoi, simultane-
ment avec l'oxydation thermique de la partie mise a decouvert de la
region de substrat, on oxide toute la partie restante de la couche
oxydable et, par elimination de la partie decouverte de la premiere
couche anti-oxydante, on met a decouvert la partie de la region de
substrat situee au-dessous de celle-ci Dans ce cas, simultanement avec
la formation de la partie marginale oxydee, on peut egalement
oxyder en partie le reste de la couche oxydable.
Toutefois, selon un autre mode de realisation, on n'oxide en premier
lieu qu'une partie marginale de la couche oxydable A cet
effet, on forme sur la couche oxydable une seconde couche anti-oxy-
dante qui, lors de l'oxydation de ladite partie marginale, met a
l'abri de l'oxydation la partie restante de la couche oxydable.
La partie marginale oxydee peut etre maintenue durant la
majeure partie du processus C'est le cas dans un mode de realisa-
tion preferentiel, dans lequel, apres ladite oxydation thermique de
la partie mise a decouvert de la region de substrat, on procede suc-
cessivement a l'elimination de la seconde couche anti-oxydante et de
la couche oxydable situee au-dessous de celle-ci, a l'elimination de
la partie ainsi mise a decouvert de la premiere couche anti-oxydante
et a l'elimination par attaque chimique de la partie marginale oxy-
dee et de la couche d'oxide thermique sur la region de substrat,
apres quoi on oxide a nouveau la region de substrat et, par elimina-
tion de la partie decouverte de la premiere couche anti-oxydante, on
met a decouvert la partie de la region de substrat qui est situee
au-dessous de celle-ci -
Toutefois, il est egalement possible d'eliminer la partie marginale
oxydee deja dans une des premieres etapes sans que cela nuise a la
determination par auto-alignement de la largeur de gorge Ainsi suivant
un autre mode de realisation preferentiel important, apres
l'elimination de la partie decouverte de la premiere couche
anti-oxydante on elimine par attaque chimique la partie marginale
oxydee et, apres l'oxydation thermique de la region de substrat, on
elimine-la seconde couche anti- oxydante, apres quoi, au cours de la
formation par attaque chimique de la gorge dans la partie mise a
decouvert de la region de substrat, on elimine en outre la couche
oxydable. Une autre variante du procede conforme a l'invention est
remarquable en ce qu'apres la formation de la partie marginale oxy-
dee, on elimine entierement la seconde couche anti-oxydate dans son
entier alors que la premiere couche anti-oxydante n'est eliminee que
sur une partie de son epaisseur, en ce qu'ensuite, on procede suc-
cessivement a l'elimination selective de la couche oxydable et a
l'elimination des parties de la premiere couche anti-oxydante qui ne
sont pas situees au-dessous de la partie marginale oxydee, apres quoi
on elimine la partie marginale oxydee, et en ce qu'ensuite, on oxide
la partie mise a decouvert de la region de substrat, apres quoi on
procede a l'elimination selective de la partie restante de
la premiere couche anti-oxydante.
Bien que le procede conforme a l'invention ait surtout de l'importance
pour la fabrication-d'un dispositif semiconducteur, il peut egalement
etre mis en oeuvre avec des materiaux de substrat non
semiconducteurs, cas dans lequel il convient tres bien pour la for-
mation de gorges etroites, par exemple, dans des materiaux tels qu'
une matiere plastique ou un metal.
La gorge peut s'etendre sur une partie de l'epaisseur de la region de
substrat Toutefois, si comme region de substrat, on utilise une couche
formee sur un-support, la gorge peut s'etendre
avantageusement sur toute l'epaisseur de cette couche et former ain-
si une fente.
-5-
La description suivante, en regard des dessins annexes, le
tout donne a titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux com-
prendre comment l'invention est realisee.
Les figures 1 a 9 representent schematiquement et en coupe
transversale un dispositif semiconducteur dans des etapes successive
de fabrication suivant un premier mode de realisation du procede
conforme a l'invention.
Les figures 10 a 15 representent schematiquement des cou-
pes transversales d'un dispositif semiconducteur dans des etapes
successives de fabrication suivant une variante du mode de realisa-
tion des figures 1 a 9.
Les figures 16 a 23 representent schematiquement et en
coupe transversale des etapes successives de fabrication d'un dispo-
sitif semiconducteur suivant un autre mode de realisation preferen-
tiel.
Les figures 24 a 31 representent schematiquement et en
coupe transversale des etapes successives de fabrication d'un dispo-
sitif semiconducteur selon encore un autre mode de realisation pre-
ferentiel.
La figure 32 represente schematiquement et en coupe trans-
versale un autre dispositif semiconducteur realise suivant le mode
de realisation preferentiel des figures 24 a 31.
Les figures 33 a 38 representent une variante du mode de
realisation des figures 24 a 31.
Les figures 39 a 45 representent schematiquement et en coupe
transversale d'autres details dans les etapes de realisation
des figures 33 a 38.
Les figures 46 a 51 representent schematiquement et en coupe
transversale la realisation d'un dispositif a effet de champ a
couplage de charges conforme a l'invention.
Les figures 52 a 54 representent une application du pro-
cede conforme a l'invention en dehors du domaine de la technique des
semiconducteurs.
Les figures sont nettement schematiques et non represen-
tees a l'echelle.
En regle generale, des parties correspondantes sont indi-
quees par les memes references.
-6- Les figures 1 a 9 representent schematiquement et en coupe
tranversale des etapes successives de fabrication d'un dispositif
semiconducteur suivant le procede conforme a l'invention.
Dans cet exemple, l'invention est utilisee pour isoler lateralement
une partie en ilot d'une couche epitaxiale au moyen de regions d'oxide
tres etroites On part d'une region de substrat qui, dans cet exemple,
est formee par un corps de silicon muni d'une region 10 de type p, une
couche enterree 11 de type de conductivite n ainsi qu'une couche
epitaxiale 12 de type de conductivite p qui surmonte celle-ci A une
surface 13 de la region de substrat 1 est realisee une premiere couche
anti-oxydante 2, en l'occurrence une couche de silicon nitride Celle-
ci est surmontee d'une couche
oxydable 3, en l'occurrence, une couche de silicon polycristallin.
Dans cet exemple, bien que ce ne soit pas toujours necessaire, comme
le demontrera un exemple suivant, on realise sur cette couche 3 une
seconde couche anti-oxydante 4 qui, en l'occurrence, est egalement une
couche de silicon nitride Ainsi, on a obtenu la situation
de la figure 1.
La couche oxydable 3 est alors eliminee au-dessus d'une
partie de la surface 13 A cet effet, on procede d'abord a l'elimi-
nation partielle par attaque chimique de la couche de nitride de
silicon 4, et, ensuite, a l'elimination entiere, par attaque chimi-
que ou par oxydation et elimination de l'oxide, de la partie ainsi
mise a decouvert de la couche 3 Ensuite, on soumet le bord de la
partie restante de la couche 3 a une oxydation thermique, de sorte
qu'une partie marginale 5 de la couche 3 est oxydee sur toute son
epaisseur, voir figure 2.
Ensuite, on elimine la partie restante de la couche 4 et la partie
decouverte de la premiere couche anti-oxydante 2, voir figure 3
Ensuite, par auto-alignement, la region de substrat n'est mise a
decouvert et gravee que pratiquement a l'endroit de la partie
marginale oxydee 5 Dans cet exemple, cela se fait comme suit.
Apres l'elimination par attaque chimique de la partie mar-
ginale oxydee 5, operation qui aboutit a la situation de la figure 4,
la partie mise a decouvert de la region de substrat 1 est soumise a
une oxydation thermique couvrant une partie de l'epaisseur de la
couche 12 Au cours de cette oxydation thermique, la couche de sili-
-7- cium 3 est egalement oxydee sur toute son epaisseur Cela conduit a
la formation des couches d'oxide 6 et 7, voir figure 5 Ensuite, on
elimine par attaque chimique selective la partie de la couche de
silicon nitride 2 restee entre les couches d'oxide 6 et 7, de sorte
que la region de substrat est mise a decouvert a l'endroit de
la partie marginale oxydee 5 de la couche 3 eliminee prealablement.
Par attaque chimique en plasma, dans la partie tres etroite mise a
decouvert de la region de substrat, partie qui peut avoir une lar-
geur de moins de 1/um, on pratique une gorge 8 dont les parois
sont a peu pres verticales, et qui, lateralement, entoure entiere-
ment une partie en ilot 12 A de la couche epitaxiale 12 et traverse
la couche enterree 11, voir figure 6.
Apres l'elimination des couches d'oxide 6 et 7 (voir figu-
re 7), on procede a une oxydation thermique au cours de laquelle la
gorge 8 est entierement remplie d'oxide alors qu'une couche d'oxyde
d'isolemenoxide epaisse 9 est formee dans la gorge 8 et en dehors de
l'ilEt 12 A (figure 8).
Apres l'elimination par attaque chimique selective de la
couche de silicon nitride 2, par l'application de methodes u-
suelles dans la technique des semiconducteurs, on peut alors former
dans l'il 6 t 12 A un composant semiconducteur, par exemple, un tran-
sistor muni d'une zone de collecteur 11, d'une zone de base 12 A et
d'une zone d'emetteur 14 de type N ainsi que d'une zone de connexion
de collecteur 15 Dans ces conditions, les fenetres de contact peu-
vent etre pratiquees dans une couche d'oxide mince 16 L'ouverture des
fenetres de contact a travers l'oxyde de chamoxide epais peut etre
evitee grace a la presence de la couche de nitride 2 lors de la iron-
meture par oxydation de la gorge 8.
Dans le processus decrit, etant donne la possibilite d'at-
taquer l'silicon oxide, le silicon nitride et le silicon de facon
selective les uns par rapport aux autres, c'est la partie de
la region de substrat 1 seulement, c'est-a-dire de la couche epita-
xiale superieure 12 de celle-ci, qui est situee au-dessous de la
partie marginale oxydee 5 qu'on a mise mise a decouvert et eliminee
sur une partie de l'epaisseur en procedant sans etape de masquage et
d'alignement, donc entierement par auto-alignement, operations du-
rant lesquelles la partie restante de la couche oxydable 3 ainsi que
la partie marginale oxydee 5 ont ete eliminees.
La largeur des regions d'oxide 9 formees dans les gorges 8
peut etre inferieure a 11 um, donc notablement inferieure a la lar-
geur des regions diffusees ou dielectriques de separation usuelles.
Cela augmente-sensiblement la compacite du circuit, qui peut compor-
ter un grand nombre d'ilots-de la structure de la figure 9 avec
beaucoup de composants semiconducteurs.
Le choix des differentes epaisseurs de couche et des dif-
ferentes methodes d'attaque peut etre laisse entierement a l'homme
de l'art et depend de l'application desiree Dans cet exemple, l'e-
paisseur de la couche 2 etait de 75 nm, l'epaisseur de la couche 3
etait de 0,35 um et celle de la ouche 4 etait de 150 nm La lar-
geur des gorges 8 etait de 0,5 um, leur profondeur etant de 7 '/um La
couche epitaxiale 12 avait une epaisseur de 3 um alors
que l'epaisseur de la couche enterree 11 etait de 3 um.
Comme decapant selectif, on peut utiliser pour le silicon nitride, par
exemple, de l'phosphoric acid chaud ( 140 o C a 'C), pour l'silicon
oxide une solution HF tamponnee dans l'water et pour le silicon
polycristallin du KOH dans l'water ( 20 % en poids) La formation des
gorges 8 peut s'effectuer, par exemple dans un plasma de C C 14-chlor
a une frequence de 13,56 M Hz par exemple, a une pression de 9,3 Pa et
a une puissance de 3000 W. De toute evidence, au lieu d'un transistor
muni d'une zone de base epitaxiale, on peut realiser aussi un
transistor muni d'une zone de base de type p diffusee ou implantee si,
par exemple, la couche 12, au lieu d'etre de type de conductivite p,
est de type de conductivite N et sert de zone de collecteur, la couche
enterree
fortement dopee 11 de type N formant alors de facon usuelle la con-
nexion de collecteur enterree qui est contactee sur la face superi-
eure a travers la zone-15.
Une variante possible du mode de realisation des figures 1 a 9 est
representee schematiquement sur les figures 10 a 15 Du fait que, dans
cette variante, la couche de silicon nitride 4 a ete
choisie plus mince que la couche 2, la partie decouverte de la cou-
che 2 subsiste encore partiellement apres l'elimination de la couche
4; voir figure 10, qui correspond a l'etape de la figure 3 de l'ex-
emple precedent Ensuite, on elimine par attaque chimique selective
2518 '316
-9- la couche de silicon 3 (figure 11), apres quoi on elimine tout le
silicon nitride decouvert (figure 12) Apres l'elimination de la
partie marginale oxydee 5 (figure 13) on forme par oxydation thermi-
que la couche d'oxide 7 (figure 14) Ensuite, on elimine par attaque-
selective le silicon nitride 2 et on pratique par attaque chimi-
que la gorge 8 dans la partie de substrat 1 qui, de cette facon, a ete
mise a decouvert (figure 15) Toutefois, cette variante presente
l'inconvenient que, apres le remplissage d'oxyde de loxide gorge 8,
l'o-
xyde d'isolement epais se forme de part et d'autre de la gorge, ce qui
peut donner lieu a des problemes pour la formation et la prise
des contacts de zones semiconductrices dopees de composants semicon-
ducteurs a realiser ulterieurement Pour certaines autres applica-
tions, par exemple, si le substrat 1 est une couche de silicon for-
mee sur un support et traversee entierement par la gorge 8, cette
variante peut etre avantageuse du fait qu'elle est plus simple au
point de vue technologique Ainsi, dans ce cas, les parties de la
region de substrat 1 situees de part et d'autre de la gorge sont
soumises a la meme oxydation thermique, de sorte que, finalement,
elles auront la meme epaisseur Cela par opposition a l'exemple des
figures 1 a 9, o dans l'etape finale (figure 9), l'epaisseur de la
couche epitaxiale 12 A est plus grande a l'endroit de l'ilot 12, qu'a
cote de celui-ci.
En regard des figures 16 a 23, on va decrire maintenant un autre mode
de realisation, dans lequel il est possible de supprimer une seconde
couche anti-oxydante sur la couche oxydable 3 Dans cet
exemple de meme que dans quelques exemples suivants, le procede con-
forme a l'invention sera explique en reference a la fabrication d'un
petit transistor bipolaire Toutefois, il sera evident que l'inven-
tion peut egalement etre utilisee avantageusement lors de la fabri-
cation d'autres composants semiconducteurs.
On part d'un corps de support 20 en silicon de type n, dans lequel est
diffusee une zone de base 21 de type p a travers une fenetre pratiquee
dans une couche d'silicon oxide 22 Sur la couche isolante 22 et dans
la fenetre pratiquee sur la zone de base 21 est deposee une couche 1
en silicon polycristallin Dans cet exemple, la couche de silicon 1
forme la region de substrat 1 et
n'est pas dopee ou n'est que faiblement dopee La couche 1 est sur-
251 and 316
-10- montee d'une couche anti-oxydante 2 en silicon nitride et, a son
tour, cette couche 2 est surmontee d'une couche oxydable 3 qui, dans
cet exemple aussi, consiste en silicon Apres l'elimination d'une
partie de la couche oxydable 3, -on obtient la situation dessinee sur
la figure 16.
Ensuite, comme dans les exemples precedents, une partie marginale 5 de
la couche 3 est oxydee sur toute son epaisseur Lors de cette
oxydation, la couche 3 etant decouverte, le reste de la
couche de silicon 3 est egalement oxide sur une partie de son e-
paisseur Ensuite, on elimine la partie decouverte de la couche-
anti-oxydante 2 de sorte que l'on obtient la structure de la figure
17 La limite de la partie marginale entierement oxydee 5 est indi-
quee par une ligne en pointille.
Dans cette etape, on peut proceder au dopage de la partie mise a
decouvert de la couche 1 Dans cet exemple, cela s'effectue par
implantation d'ions de boron donnant une forte conductivite de type p
a la partie decouverte de la couche 1, tandis que la partie restante
de la couche 1 est masquee contre cette implantation d'ions par les
couches qui la surmontent A cet effet, l'homme de l'art
choisira selon le cas la dose et l'energie de l'implantation.
Ensuite, on elimine l'oxide, voir figure 18 Apres cela,-
on procede a nouveau a une oxydation thermique, au cours de laquelle
toute la partie restante de la couche de silicon est transformee en
oxide 23 De plus, il se forme alors une couche d'oxide 24 sur la
partie decouverte de la couche de silicon, voir figure 19.
Ensuite, on elimine par attaque chimique la partie decou-
verte de la couche de silicon nitride 2, voir figure 20, et en
utilisant les couches 2, 23 et 24 comme masque, on pratique par at-
taque chimique en plasma une gorge 8 s'etendant sur toute l'epais-
seur de la couche 1 Ainsi, la couche 1 est divisee en deux parties de
couche 1 A et 1 B, voir figure 21 Ensuite, on elimine par attaque
chimique l'oxide 23 et 24 (figure 22), apres quoi, par oxydation
thermique, on recouvre d'une couche d'oxide 25 la partie de couche
1 A et la paroi de la gorge 8, voir figure 23 Ensuite, apres l'eli-
mination de la couche de silicon nitride 2, on peut former la
zone d'emetteur 26 de type N par diffusion ou par implantation, ope-
ration qui, simultanement, donne un dopage fort de type-n a la par-
-11- tie de couche 1 B Le transistor ainsi obtenu presente des
connexions d'emetteur et de base polycristallines de faible
resistivite La connexion de collecteur (non representee) peut etre
formee ailleurs
sur la region de collecteur 20.
Les figures 24 a 31 representent schematiquement et en
coupe transversale des etapes successives de fabrication d'un dispo-
sitif semiconducteur par la mise en oeuvre d'un autre mode de reali-
sation preferentiel du procede conforme a l'invention.
Dans cet exemple, il s'agit egalement de la fabrication d'un
transistor bipolaire Les figures ne representent que la partie du
dispositif semiconducteur a fabriquer dans laquelle sera forme le
transistor. On part d'un corps de support qui, dans cet exemple, est
forme par une region de silicon30 de type N partiellement recou-
verte d'une couche d'silicon oxide 31 La couche 31 presente une
fenetre a travers laquelle est realisee une zone de base 32 de type
p par diffusion ou par implantation ionique Sur ce corps de sup-
port, par application de methodes de depot connues dans la technique
des semiconducteurs, on realise successivement et les unes sur les
autres une premiere couche de silicon 1 servant de region de subs-
trat, une couche anti-oxydante 2 consistant en
silicon nitride
* dans cet exemple, et une couche oxydable 3 constituee par une secon-
de couche de silicon dans cet exemple De plus, en l'occurrence, on
forme sur la seconde couche de silicon 3 une seconde couche anti-
-oxydante 4 d'une epaisseur superieure a celle de la couche 2 et,
dans cet exemple, egalement en silicon nitride Il est a remar-
quer encore qu'en l'occurrence, comme dans les exemples precedents, on
realise parfois une couche d'oxide tres mince, non representee ici,
entre, d'une part, les couches de silicon nitride 2 et 4 et, d'autre
part, les couches de silicon 1 et 3 situees au-dessous de celles-ci
Dans cet exemple, les couches 1 et 3 sont des couches
de silicon polycristallin a peu pres non dopees ayant respective-
ment une epaisseur de 0,5/um et de 0,35 um Les couches de ni-
trure 2 et 4 presentent respectivement une epaisseur de 75 nm et de
150 nm.
Ces operations aboutissent a la situation de la figure 24 Par des
attaques successives des couches 4 et 3, au cours -12- desquelles on
peut utiliser comme masque de gravure un masque de
laque photosensible, on elimine la seconde couche de silicon 3 au-
-dessus d'une partie de la surface de la couche 1, apres quoi on oxide
une partie marginale 5 de la partie restante de la couche de silicon
oxydable 3 sur toute son epaisseur, voir figure 25 Les
couches de silicon nitride 2 et 4 mettent les couches de sili-
cium sous-jacentes 1 et 3 a l'abri de l'oxydation Dans cet exemple,
la partie marginale oxydee 5 a une largeur de l'ordre de 0,9 um.
Ensuite (voir figure 26), on procede a l'elimination de la partie
decouverte de la premiere couche anti-oxydante 2 (y compris
une couche tres mince situee eventuellement au-dessous de celle-ci).
Comme son epaisseur est superieure a celle de la couche 2, la cou-
che de nitride 4 reste alors partiellement intacte Apres cela (voir
figure 27), par chauffage dans une atmosphere contenant de l'oxyge-
ne, la partie mise a decouvert de la premiere couche de silicon i
estoxydee sur une partie de son epaisseur, ce qui donne naissance a
une couche d'oxide thermique 33 d'une epaisseur de 0,15 ium par-
exemple.
Ensuite, la aussi par auto-alignement, la region de subs-
trat, donc, en l'occurrence, la premiere couche de silicon 1, n'est
mise a decouvert et eliminee par attaque chimique que pratiquement a
l'endroit de la partie marginale oxydee 5, la partie restante de la
couche oxydable, en l'occurrence, la couche de silicon 3 etant eli-
minee, y compris la partie marginale-oxydee 5 ' Dans cet exemple,
cela s'effectue comme suit.
Tout d'abord, on elimine successivement par attaque chimi-
que la seconde couche anti-oxydante 4 et la seconde couche de sili-
cium 3 situee au-dessous de celle-ci, apres quoi on elimine aussi la
partie ainsi mise a decouvert de la premiere couche anti-oxydante 2.
Cela aboutit a la situation de la figure 28 Ensuite, on elimine
simultanement la partie marginale oxydee 5 et la couche d'oxide
thermique 33, ce qui aboutit a la structure de la figure 29 Apres
cela, on recouvre toute la couche de silicon 1 a nouveau d'une cou-
che d'oxide thermique 34, operation au cours de laquelle la partie de
la couche 2 qui, a l'origine, etait situee au-dessous du bord d'oxide
5, sert de masque-contre cette oxydation thermique Ensuite, on procede
a l'elimination par attaque chimique selective de-cette -13- partie
restante de la couche 2, apres quoi on elimine par attaque chimique la
partie de la couche de silicon 1 situee au dessous de celle-ci En
l'occurrence, la gorge 8 ainsi obtenue s'etend donc sur toute
l'epaisseur de la region de substrat et forme ainsi une fente
etroite divisant la couche 1 en deux parties 1 A et 1 B, (figure 30).
Pour former le transistor bipolaire, apres avoir atteint l'etape de la
figure 25, on dope par un accepteur, par exemple du boron la partie de
la couche de silicon 1 non situee au dessous de
la couche 3 Cela peut s'effectuer au moyen d'une implantation ioni-
que (pouvant s'operer a travers la couche de nitride 2) tant dans
l'etape de la figure 25 que dans l'etape de la figure 26, et au mo-
yen d'une diffusion dans l'etape de la figure 26 La partie de cou-
che 1 fortement dopee de conductivite de type p ainsi obtenue, forme
un bon contact ohnique sur la zone de base 32 de type p Lors de ce
dopage, la seconde couche de silicon 3 et sa partie marginale oxy-
dee 5 servent de masque.
De plus, apres avoir atteint l'etape de la figure 28, on procede a une
implantation ou a une diffusion d'atomes donneurs, d'arsenic par
exemple Ainsi, on donne un dopage fort de type N a la partie
decouverte de la couche de silicon 1 Si l'on se choisit a une
implantation d'arsenic, il est egalement possible l'effectuer
lorsque la couche 2 est encore presente Lors des traitements ther-
miques accompagnant ce dopage, de meme qu'au cours de la formation de
la couche d'oxide thermique 34, l'arsenic diffuse a partir de la
couche 1 dans la zone de base 32 pour y former la zone d'emetteur 35
de type n, voir figure 28 a 30.
Le cas echeant, dans l'etape de la figure 29, la couche de
silicon 1 peut etre ertierement recouverte d'une couche en sili-
ciure de metal, par exemple du siliciure de platinum, du siliciure de
molybdenum ou un autre siliciure approprie pour augmenter la conduc-
tivite tant des conducteurs de connexion d'emetteur que des conduc-
teurs de connexion de-base A cet effet, de maniere usuelle, on re-
couvre la couche 1 d'une couche metallique qui, ensuite, est conver-
tie par chauffage en une couche de siliciure Ensuite, le metal res-
te sur la couche de siliciure 2 est elimine par attaque chimique.
Dans ces conditions, selon l'epaisseur de la couche de silicon 1, la
conversion de cette couche 1 en siliciure de metal peut s'operer -14-
sur toute son epaisseur ou sur-une partie de son epaisseur seule-
ment. Finalement (voir figure 31), par oxydation thermique ou
par voie pyrolithique, on recouvre d'une couche d'oxide 36 la jonc-
tion d'emetteur-base et les-bords des parties de couche de
silicon
1 A et 1 B, apres quoi, de maniere usuelle, on munit la zone de col-
lecteur 30 d'une couche d'electrode 37 a un endroit adequat, dans cet
exemple, sur la face inferieure Ensuite, les parties de couche 1 A et
1 B, qui constituent les connexions de base et d'emetteur, et
la couche d'electrode 37 peuvent etre munies de conducteurs de con-
nexion, et le dispositif peut etre soumis aux operations de montage
usuelles Il est egalement possible de contacter la region de col-
lecteur 30 sur la face superieure, ce qui a-la preference si le
transistor fait partie d'un circuit integre.
De ce qui precede-il ressort qu'apres le premier masquage
non critique servant a obtenir la structure de la figue 25, le pro-
cessus complet, tel qu'il se deroule jusqu'a l'etape de la figure 31
inclusivement, ne necessite pas de masques, la distance entre, d'une
part, les parties de couche de silicon 1 A et 1 B, qui constituent le
cablage de base et d'emetteur, et, d'autre part, l'emplacement de la
zone d'emetteur 35 pouvant etre determinee des le debut par la par-
tie marginale oxydee 5 -Ainsi, l'application de l'invention permet
d'atteindre un haut degre d'auto-alignement par la mise en oeuvre
de moyens tres simples.
Dans le mode de realisation envisage, on a realise un
transistor ne presentant-qu'une seule connexion de base-et d'emet-
teur, la premiere couche de silicon 1 etant constituee dans la
structure finale, par deux parties de couche situees a faible dis-
tance l'une de l'autre Toutefois, en attaquant la seconde couche de
silicon 3 de facon que, dans l'etape de la figure 25, subsistent
plusieurs parties de cette couche, qui peuvent etre munies chacune de
parties marginales oxydees 5, il est possible de realiser des
structures plus compliquees dans lesquelles la premiere couche de
silicon 1 est constituee par plusieurs parties situees a faible
distance les unes des autres A titre d'exemple, sur la figure 32, on a
represente en coupe transversale une structure de transistor munie de
deux connexions de base (l A, 1 C), d'un contact d'emetteur
18316
-15-
1 B et d'un contact de collecteur 1 D, prevus tous sur la face supe-
rieure et constitues tous par des parties de la premiere couche de
silicon 1, structure qui peut etre realisee de cette facon et dans
laquelle on a utilise une configuration d'oxide partiellement noyee 38
Les parties de couche de silicon 1 A et 1 C sont interconnectees
ailleurs (en dehors du plan du dessin) La zone de contact de col-
lecteur 39 de type n+ est realisee simultanement avec la zone d'e-
metteur 35, au moyen d'une diffusion a partir de la partie 1 D -forte-
ment dopee de type N de la couche 1, partie qui est situee au-
dessus de cette zone.
Les figures 33 a 38 representent une variante de ce mode
de realisation, dans laquelle (voir Figure 33) on part de la situa-
tion de la figure 26, toutefois avec la difference que la partie
marginale oxydee 5, elle aussi, a deja ete eliminee Apres l'oxyda-
tion de la partie decouverte de la couche de silicon 1, operation
durant laquelle le bord de la couche de silicon 3 est a nouveau
legerement oxide (voir figure 34), la partie decouverte de la couche
de silicon nitride 2 est eliminee par attaque chimique selective (voir
figure 35) Ensuite de preference au cours d'une meme-etape d'attaque
au plasma, on elimine entierement la couche de silicon 3
et on pratique en meme temps la gorge 8 (figure 36) Apres une oxy-
dation legere des parois de la gorge 8, et l'elimination par attaque
chimique selective de la couche de silicon nitride 2, on met a
decouvert la partie de la couche de silicon 1 qui est situee au
dessous de celle-ci (figure 37) Cette partie peut alors etre dopee,
par exemple, a l'arsenic, par diffusion ou par implantation ionique,
la couche d'oxide 33 faisant fonction de masque De plus, lors de cette
operation la zone d'emetteur 35 est formee dans la zone de base 32
(figure 38) Finalement, sur la partie 1 B de la couche de silicon 1 et
sur une partie de l'oxide 33, on realise une couche de contact 40, en
aluminium par exemple, servant a contacter la zone d'emetteur Le cas
echeant, la partie de couche 1 A peut egalement etre munie d'une
couche de contact, a travers une fenetre pratiquee dans la couche
d'oxide 33, alors que la region de collecteur 30,
elle aussi, est munie d'une connexion a un endroit convenable.
Lors de la mise en oeuvre du procede conforme a l'inven-
tion pour la formation de gorges etroites dans une couche de sili-
_ 16-
cium appartenant au cablage et aux interconnexions d'un circuit in-
tegre, comme dans les exemples des figures 16 a 23, 24 a 31 et 33 a
38, une partie dopee de type p de cette couche de silicon doit etre
convertie en differents endroits en une partie dopee de type N sans
que la jonction ainsi formee puisse etre redresseuse Ce cas se pre-
sente par exemple si la-zone de collecteur d'un transistor npn est
reliee a travers ladite couche de silicon a la zone de base d'un
autre transistor npn Une maniere tres convenable qui selon la tech-
nique decrite dans la-presente demande, permet dans ces cas de join-
dre les parties de couche de silicon de type p et de type N de fa-
con qu'elle forme une jonction non redresseuse, sera decrite en re-
gard des figures 39 a 45 A titre illustratif, on part ici du proce-
de tel que decrit dans l'exemple des figures 33 a 38 (qui constitue
une variante de l'exemple des figures 24 a 31, a partir-de la figure
26).
A l'endroit de la couche de silicon o viendra se trouver une jonction
entre du silicon p et du silicon n, avant de proceder a la formation
des couches 1, 2, 3 et 4, respectivement en silicon, en silicon
nitride, en silicon et en silicon nitride, on recouvre une petite
region constituee par une petite couche 50 en
siliciure de metal, tel que du Pt Si, de preference d'une couche iso-
lante 51 en silicon nitride ou en silicon oxide par exemple
(voir figure 39) Cette etape correspond a celle de la figure 24.
Apres qu'on a elimine, selon la figure 25 une-partie de la couche de
silicon 3 et qu'on a oxide une partie marginale 5, on obtient la
structure de la figure 40 Apres l'elimination des parties mises a
decouvert de la couche de silicon nitride 2 et apres l'elimina-
tion par attaque chimique de la region d'oxide 5, on obtient la
structure de la figure 41, qui correspond a l'etape de la figure 33.
A ce moment-la, la partie decouverte de la couche de silicon 1 est
fortement dopee de type p par implantation d'ions de boron.
Ensuite, on recouvre cette partie decouverte de la couche 1 (de meme
que le bord de la couche 3) d'une couche d'oxide 33 par oxydation
thermique, apres quoi on elimine de facon selective le nitride
decouvert 2 (voir figure 42, qui correspond a l'etape de la
figure 34 -
Apres l'elimination de la couche de nitride 4, on elimine -17- la
partie exposee de la couche 1 jusqu'a la couche 51, par attaque
chimique au plasma par exemple, de facon a former la gorge ou fente 8;
voir figure 43, qui correspond a l'etape de la figure 36 De plus, lors
de cette attaque, la couche de silicon 3 est entierement
eliminee.
Apres l'elimination des parties restantes de la couche de ni-
trure de silicon 2, on donne a la partie de couche de silicon 1
ainsi mise a decouvert une forte conductivite de type N par implan-
tation d'ions de phosphorus par exemple, la couche d'oxide 33 servant
de masque contre cette implantation Ainsi, on obtient la structure de
la figure 44 Ensuite on procede a une oxydation legere de la couche 1
de type N (couche d'oxide 52), apres quoi, le cas echeant, on peut
former sans inconvenient une seconde couche metallique 53,
entierement isolee de la couche 1, le siliciure de metal 50 consti-
tuant une bonne connexion ohmique entre les parties de type p et de
type N de la couche 1 On aboutit a la structure finale represen-
tee sur la figure 45 et correspondant a l'etape de la figure 38 (sauf
evidemment que sur la figure 38, l'oxide 52 de la partie de
couche 1 B est elimine pour etablir le contact avec la couche metal-
lic 40) Si le siliciure de metal 50 resiste au processus d'atta-
que utilise pour former la gorge 8 et s'il y n'y a pas d'inconve nient
a ce que les couches 1 et 53 soient mises en contact (ou si la
couche 53 est absente), il est possible de supprimer la petite cou-
che isolante 51.
Bien que les exemples de realisation decrits jusqu'ici se rap-
portent tous a la fabrication de dispositifs semiconducteurs bipo-
laires, l'invention n'est nullement limitee a celle-ci Ainsi, par la
mise en oeuvre du procede conforme a l'invention, il est tres
possible de fabriquer des dispositifs a effet de champ tels que des.
transistors a effet de champ a deux ou plusieurs electrodes de grille
isolees, des dispositifs a couplage de charges (CCD), des
transistors a effet de champ a jonctions (JFET) et d'autres disposi-
tifs de ce genre, bref dans tous les cas o il y a lieu de prati-
quer dans un substrat une ou plusieurs gorges ou fentes tres etroi-
tes.
A titre d'exemple, on va decrire en regard des figures 46 a 51 la
fabrication d'un dispositif a effet de champ muni de plusieurs
-' 2518316
-18- electrodes de grille isolees situees a tres faible distance les
unes
des autres Dans cet exemple, on fait croitre sur un corps de sup-
port 60 en silicon de type N une couche d'oxide thermique 61, l'o-
xyde de grille Sur cette couche 61, on realise une couche 1 en si-
licium polycristallin d'une epaisseur de l'ordre de 500 nm, a la-
quelle on donne une forte conductivite de type N au moyen d'une dif-
fusion par exemple Sur la couche 1, on realise une couche anti-oxy-
dante 2 en silicon nitride par exemple, et sur cette couche 2, on
forme une couche 3 en silicon polycristallin d'une epaisseur de
l'ordre de 50 nm, qui est recouverte d'une autre couche anti-oxydan-
te, en l'occurrence une couche 4, a nouveau en silicon nitride.
Ensuite, a des endroits o il est necessaire, comme dans cet exemple,
de former des zones de source et de drain, on elimine la couche 4 par
attaque chimique, apres quoi on oxide sur toute leur
epaisseur les parties ainsi mises a decouvert de la couche de sili-
cium 3 de facon a former les parties de couche d'oxide 62 Ainsi, on
obtient la structure representee schematiquement et en coupe trans-
versale sur la figure 46.
Apres cela, (voir figure 47) par attaque chimique, on elimine
localement les couches 4 et 3 de facon a laisser subsister des ban-
des de ces couches (vu en coupe transversale sur la figure 47) En-
suite, par oxydation thermique, on convertit en oxide des parties
marginales 5 de ces bandes, voir figure 48.
Apres cela, on elimine par attaque chimique les parties decou-
vertes de la couche de nitride 2 de meme que la couche de nitride 4,
voir figure 49 Ensuite, par attaque chimique, on elimine les par-
ties marginales oxydees 5 ainsi que les couches d'oxide 62, apres
quoi, par oxydation thermique, on convertit entierement en oxide 6
les parties restantes de la couche de silicon 3, des couches d'oxy-
de 7 etant formees simultanement sur les parties decouvertes de la
couche de silicon plus epaisse 1 Ainsi, on obtient la structure de
la figure 50.
Ensuite, par attaque chimique, on elimine les parties decouver-
tes de la couche de nitride 2, apres quoi on elimine les parties
ainsi mises a decouvert de la couche de silicon 1 sur toute l'e-
paisseur de cette couche, jusque sur la bouche d'oxide 61, operation
qui se fait par attaque chimique aenplasma par exemple Ainsi, on -19-
obtient une structure d'electrodes de grille constituee par des ban-
des de silicon 1 A a 1 G qui peuvent etre situees a tres faible dis-
tance les unes des autres ( 1 /um), distance qui est fixee par les
parties marginales oxydees 5, comme dans les exemples precedents.
Les electrodes de grille sont recouvertes en partie par une couche
d'oxide 7, en partie par une couche de nitride 2, surmontees d'une
couche d'oxide 6 et, a travers des ouvertures pratiquees respective-
ment dans la couche 7 et les couches 2 et 6, elles peuvent etre con-
tactees en dehors du plan du dessin.
Une telle structure d'electrodes de grille peut etre appliquee a un
transistor MOS muni de plusieurs electrodes de -grille ou a un
dispositif a couplage de charges La formation des zones de source
et de drain 63 (contactees en dehors du plan du dessin) peut s'ef-
fectuer, par exemple, par une implantation d'ions de boron dans le
corps de silicon 60 a travers la couche d'oxide 61, implantation
pour laquelle on utilise, par exemple, un masque de laque photosen-
sible 64 qui ne doit pas necessairement etre aligne de facon pre-
cise et qui est indique sur-la figure 51 par une ligne en pointille.
De toute evidence, la formation, oui ou non, de zones de source et
de drain est sans importance pour le procede suivant lequel on rea-
lise la structure d'electrodes de grille.
Un dispositif a couplage de charges tel que celui de la figure 51
presente l'avantage important que, etant donne la distance tres
faible entre les electrodes de grille, il n'est pas necessaire d'u-
tiliser des electrodes de grille a deux niveaux, qui chevauchent
l'une sur l'autre, ce qui diminue entre autres les capacites parasi-
taires De toute evidence, le dessin n'est que schematique et, en
general, un CCD comportera beaucoup plus d'electrodes de grille.
Un substrat qui, conformement a l'invention, est muni de fentes ou
gorges, peut -servir a differentes operations Si le substrat est
utilise comme couche de masquage, les fentes ou gorges pratiquees dans
celui-ci peuvent etre utilisees pour des operations de dopage, par
exemple, pour la formation de zones d'interruption de canal de tres
faibles dimensions Ainsi, dans l'etape de la figure 6, apres la
formation des gorges 8, on peut proceder a une implantation
d'ions de boron s'effectuant a peu pres perpendiculairement a la sur-
face pour former de petites zones 17 d'interruption de canal Pt dans
-20la partie inferieure des gorges (zones qui sont indiquees par des
lignes pointillees sur les figures 6 a 9) Le substrat peut egale-
ment etre constitue par une couche de masquage, en silieium par
exemple, qui est eliminee apres le dopage.
Comme deja dit, le procede n'est nullement limite a la forma-
tion de gorges dans des materiaux semiconducteurs A -titre illustra-
tif, on a represente sur les figures 52 a 54 trois etapes de fabri-
cation d'un condensateur A cet effet, on part (voir figure 52)-d'u-
ne region de substrat-1 en feuille d'aluminium recouverte d'une cou-
che anti-oxydante 2 en silicon oxide, d'une couche oxydable 3 en
aluminium et d'une seconde couche anti-oxydante 4 en oxyde de
siloxide-
_ cium Suivant le procede-decrit en regard des-figures 10 a 15, on
obtient a partir de cette etape la structure de la figure 53 qui
correspond a la structure de la figure 15 et dans laquelle la couche 7
est en aluminium oxide Apres l'elimination par attaque chimique
selective de la couche 7, par exemple, au moyen d'une solution de
sodium bichromate et de H Cl dans de l'water, on recouvre par une
oxydation legere le substrat 1, y compris la gorge 8, d'une mince
couche d'aluminium oxide 70 et on realise sur l'ensemble une cou-
che metallique 71 qui, elle aussi, peut etre en aluminium (figure 54)
De cette fa Qon, on a obtenu un condensateur a dielectrique 70
entre les bornes de connexion 72 et 73 La gorge 8 peut etre en for-
me de meandre Il est egalement possible de pratiquer plusieurs gor-
ges La surface effective totale du condensateur est notablement
augmentee par la presence des gorges, de sorte qu'il est possible de
realiser a la meme surface de substrat une capacite beaucoup plus
grande qu'en l'absence des gorges -
Comme agent d'attaque selective pour l'silicon oxide, on
peut utiliser une solution HF tamponnee, comme agent d'attaque se-
lective pour l'aluminium oxide une solution d'phosphoric acid et de
chromium trioxide dans de l'water, et comme agent d'attaque selective
pour l'aluminium une solution de sodium bichromate, de
H Cl et d'une trace de copper chloride dans de l'water.
Le procede conforme a l'invention n'est nullement limite aux exemples
de realisation precites Ainsi, la couche d'oxide peut
etre constituee par des materiaux autres que le silicon ou l'alumi-
nium, tels que le zirconium ou le hafnium En general, on peut, uti-
-21- liser comme couches oxydables des materiaux contenant des oxydes
pouvant etre attaques de facon selective par rapport a ces mate-
riaux De plus, comme couches anti-oxydantes, on peut utiliser des
materiaux autres que le silicon nitride, en fonction du materiau de la
region de substrat et de la couche oxydable De plus, lors de
l'utilisation de deux couches anti-oxydantes, il n'est pas necessai-
re que celles-ci soient constituees par le meme materiau pourvu qu'-
elles puissent etre soumises a des attaques chimiques selectives.
Dans certaines circonstances, une couche anti-oxydante peut etre une
couche composee et consister, par exemple, en deux ou plusieurs cou-
ches superposees en materiaux differents tels que le nitrure de
snitride-
licium et l'silicon oxide Ainsi, il peut parfois etre avanta-
geux, notamment si la eouehe 3 en silicon polycristallin est tres
mince (d'une epaisseur egale ou inferieure a 50 nm par exemple), de
realiser entre les couches 3 et 4 (voir figure 1) une petite couche
tres mince en silicon oxide qui peut servir a arreter l'attaque
chimique entre autres lors de l'elimination de la couche 4 (par at-
taque au plasla par exemple).
/
-22 2518316
-22-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de realisation d'au moins une gorge etroite ( 8) dans une
region de substrat ( 1), la largeur de la gorge etant deter- minee par
auto-alignement, caracterise en ce qu'a une surface ( 13) de la region
de substrat on forme au moins une premiere couche anti- oxydante (
2) sur laquelle on forme une couche oxydable (
3), en ce qu'on procede a l'elimination selective de la couche
oxydable au-des- sus d'une partie de la surface de la region de
substrat, apres quoi de la partie restante de la couche oxydable ( 3)
une partie marginale ( 5) est oxydee sur toute son epaisseur, tandis
que le reste de la couche oxydable est oxydee au plus sur une partie
de son epaisseur seulement, et en ce qu'ensuite, on elimine de facon
selective au moins la partie decouverte de la premiere couche
anti-oxydante ( 2) et on soumet la partie mise a decouvert de la
region de substrat a une oxydation thernnque qui ne s'effectue que sur
une partie de son epaisseur et en ce que, par autoalignement, on ne
met a decouvert la region de substrat que pratiquement a l'endroit de
la partie mar- ginale oxydee ( 5) et on elimine par attaque ehimique
la region de substrat ( 1) sur au moins une partie de son epaisseur
pour forfter la gorge ( 8), tout en eliminant ladite partie restante
de la couche oxy-_ dable '3) y compris la partie marginale oxydee. 2
Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'a- pres
l'elimination de la partie decouverte de la premiere couche
antioxydante ( 2), on elimine par attaque chimique toute la partie
oxydee ( 5) de la eouche oxydable, apres quoi, simultanement avec
l'oxydation thermique de la partie mise a decouvert de la region de
ubstrat} 'on oxide tohute la partife restante de laaeouche-oxyda ble (
3) et, par elimination de la partie decouverte de la premiere eouche
anti-oxydante ( 2), on met a decouvert la partie de la region de
substrat ( 1) situee au-dessous de celle-ci. 3 Procede selon la
revendication 2, caracterise en ce que - lors de la formation de
la'partie marginale oxydee ( 5), le reste de la couche oxydable ( 3)
est egalement oxide sur une partie de son t -23 25 18316 epaisseur.
4 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que sur la
couche oxydable, on realise une seconde couche anti-oxydante ( 4), qui
lors de l'oxydation de ladite partie marginale (
5), met a l'abri de l'oxydation la partie restante de la couche
oxydable ( 3). Procede selon la revendication 4, caracterise en ce
qu'a- pres ladite oxydation thermique de la partie mise a decouvert de
la region de substrat, on procede successivement a l'elimination de la
seconde couche anti-oxydante ( 4) et de la couche oxydable situee au-
dessous de celle-ci, a l'elimination de la partie ainsi mise a decou-
vert de la premiere couche anti-oxydante ( 2) et a l'elimination par
attaque chimique de la partie marginale oxydee ( 5) et de la couche
d'oxide thermique ( 33) sur la region de substrat ( 1), apres quoi on
oxide a nouveau la region de substrat ( 1) et, par elimination de la
partie decouverte de la premiere couche anti-oxydante ( 2), on-met a
decouvert la partie de la region de substrat qui est situee au-des-
sous de celle-ci.
6 Procede selon la revendicatiin 4, caracterise en ce quaa- pres
l'elimination de la partie decouverte de la premiere couche
antioxydante ( 2), on elimine la partie marginale oxydee ( 5) et en ce
qu'apres l'oxydation thermique de la region de substrat &#x003C; 1),
on elimine la seconde couche anti-oxydante ( 4), apres quoi, au cours
de la formation par attaque chimique de la gorge ( 8) dans la partie
mise a decouvert de la region de substrat ( 1), on elimine en outre la
cou- che oxydable ( 3).
7 Procede selon la revendication 4, caracterise en ce qu'a- pres la
formation de la partie marginale oxydee ( 5), on elimine en- tierement
la seconde couche anti-oxydante ( 4) dans son entier alors que la
premiere couche anti-oxydante ( 2) n'est eliminee que sur une partie
de'son epaisseur; en ce'qi'ehsuite, on procede successivement a
l'elimination selective de la couche oxydable ( 3) et a l'elimina-
tion des parties de la premiere couche anti-oxydante ( 2) qui ne sont
pas situees au-dessous de la partie marginale oxydee, apres quoi on
elimine la partie marginale oxydee, et en ce qu'ensuite, on oxide la
partie mise a decouvert de la region de substrat ( 1), apres quoi on
procede a l'elimination selective de la partie restante de la pre-
miere couche anti-oxydante ( 2). -24 25 18316
8 Procede selon l'une quelconque des revendications prece- dentes,
caracterise en ce que la region de substrat ( 1) est consti- tuee par
un materiau semiconducteur.
9 Procede selon l'une quelconque des revendications preee- dentes,
caracterise en ce qu'apres la formation par attaque chimique de la
gorge ( 8), on procede a une oxydation thermique pour revetir la gorge
d'une couche d'oxide ( 9). Procede selon la revendication 9,
caracterise en ce que sous l'effet de l'oxydation thermique, la gorge
( 8) est entierement remplie d'oxide ( 9). 11 Procede selon l'une
quelconque des revendications 8 a
10, caracterise en ce que la region de substrat ( 1) comporte une
premie- re region en forme de couche ( 12) contigue a la surface et
d'un pre- mier type de conductivite, region qui forme une jonction pn
avec une seconde region (
11) de second type de conductivite, oppose, situee audessous de
celle-ci, et en ce que la gorge ( 8) s'etend sur toute l'epaisseur de
la premiere region (
12)-en forme de couche. 12 Procede selon la revendication 11,
caracterise en ce que la seconde region ( 11) est constituee par une
couche enterree si- tuee sur une troisieme region semiconductrice (
10) de premier type de conductivite, et en ce que la gorge ( 8)
s'etend jusque dans la troisieme region ( 10) en traversant toute
l'epaisseur de la couche -enterree ( 12).
13 Procede selon l'une quelconque des revendications prece- dentes,
caracterise en ce que la region de substrat ( 1) est consti- tuee par
une couche de silicon realisee sur un corps de support, et en ee que
la gorge ( 8) forme une ouverture en fente s'etendant sur toute
l'epaisseur de cette couche de silicon (-1).
14 Procede selon la revendication 13, caracterise en ce que -le c 6
rps de 'support est uni cris 'seniconiducteur ( 60) au moins par-'
tiellement recouvert d'une couche isolante ( 61) et en ce que les
parties ( 1 A-9) de la couche de silicon separees par la fente ou les
fentes ( 8) constituent au moins deux electrodes de grille d'un
dispositif a effet de champ, situees sur la couche isolante ( 61).
15 Procede selon la revendication 14, caracterise en ce que les
electrodes de grille ( 1 A-9) appartiennent a un dispositif a cou-
plage de charges (CCD). -25-
16 Procede selon la revendication 13, caracterise en ce qu'a l'endroit
o la couche de silicon servant de region de substrat ( 1) presente une
jonction entre des parties (l A) de couche de type n (l B) et de type
p, avant de realiser cette couche de silicon, on forme sur la couche
isolante ( 31) un tiot ( 50) en siliciure de metal, au-dessus duquel
on pratique ladite gorge ( 8).
17 Procede selon la revendication 16, caracterise en ce qu'on realise
sur l'ilEt ( 50) en silieiure de metal une couche isolante ( 51)
resistant a l'attaque chimique servant a former la gorge ( 8).
18 Procede selon l'une quelconque des revendications pr 6 ce- dentes,
caracterise en ce que comme couche oxydable ( 3), on utilise une
couche de silicon.
19 Procede selon l'une quelconque des revendications prece- dentes,
caracterise en ce que les couches anti-oxydantes ( 2, 4) pre- sentes
contiennent du silicon nitride.
20 Procede selon l'une quelconque des revendications prece- dentes,
caracterise en ce que la region de substrat ( 1) munie des fentes ( 8)
sert de masque lors d'un processus de dopage au cours duquel, a
travers les fentes, im dopant ( 17) est introduit dans mne region
semiconductrice situee au-dessous de la region de subs- trat.
21 Dispositif comportant une region de substrat ( 1) munie d'ine gorge
ou fente ( 8) etroite, realisee par la mise en oeuvre du procede selon
l'une quelconque des revendications precedentes. - j 1
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