Procédé de traitement de la surface gravée d'un corps semi-conducteur ou semi-isolant, circuits intégrés obtenus selon un tel procédé et appareil d'oxydation anodique pour mettre en oeuvre un tel procédé

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de traitement d'une surface gravée. Elle concerne aussi des circuits intégrés obtenus selon un tel procédé et un appareil d'oxydation anodique pour mettre en oeuvre un tel procédé. L'invention trouve application dans le domaine de la fabrication des circuits intégrés à détails ultrafins (pour des dimensions inférieures au micron) et en particulier pour la réalisation de dispositifs électro- optiques.

[0002] Dans l'art antérieur, on a déjà proposé des moyens pour réaliser la gravure d'un substrat isolant ou conducteur ou autre, pour qu'il reçoive un dessin, un motif ou une forme constitué par des creux séparés par des caissons ou cloisons. Pour réaliser ces dessins, on peut utiliser différents types de gravure et notamment une gravure chimique ou une gravure sèche. La gravure sèche s'impose de plus en plus quand il s'agit de composants à très faibles dimensions latérales qui exigent un contrôle précis des épaisseurs gravées.

[0003] Après l'exécution d'un tel procédé de gravure, l'état de la surface est dégradé et le dispositif est impropre à recevoir sans précaution un dépôt, surtout par épitaxie.

[0004] On dispose depuis de nombreuses années de procédés de traitement de surfaces qui permettent de préparer les surfaces destinées à recevoir une couche épitaxiale ou une reprise d'épitaxie, suite à la gravure d'un motif.

[0005] En particulier, la réparation ou guérison de surfaces a été réalisée par exemple en exécutant un recuit sous hydrogène ou encore par attaque chimique. Cette dernière méthode présente des inconvénients tels que la guérison des surfaces est difficilement applicable, par exemple quand la dimension latérale des motifs diminue. En effet, elle ne permet pas de maintenir un contrôle dimensionnel convenable, ce qui écarte son emploi dans le cas de motifs à dimensions latérales faibles ou très faibles (submicroniques), dont les contours seraient modifiés ou effacés au cours de l'opération.

[0006] C'est un premier objet de l'invention de proposer un nouveau procédé pour le traitement de surfaces, qui ne modifie pas le profil de base des motifs dessinés sur la surface préparée.

[0007] L'invention apporte remède à cet inconvénient de l'art antérieur, en proposant d'utiliser une oxydation anodique, non pas pour fabriquer une couche d'oxyde en surface, mais au contraire pour retirer une faible épaisseur, de manière contrôlée. Cette technique d'épluchage permet de préparer la surface avant un dépôt épitaxial par exemple, même pour des structures gravées avec des motifs de très faibles dimensions.

[0008] A cet effet, le procédé selon l'invention, consistant à plonger le corps dans un bain électrolytique, à disposer une première électrode sur le corps à traiter et une seconde électrode dans le bain à une distance déterminée de la surface, à fournir un courant et une tension contrôlées pendant une durée donnée, à retirer l'oxyde formé sur la surface de manière à éplucher celle-ci sur une épaisseur contrôlée pour ne pas dégrader les motifs de la surface, ne dépendant pas de l'orientation de celle-ci, la première électrode ou anode étant disposée de façon que la surface à traiter coïncide avec une surface équipotentielle, se caractérise en ce qu'il consiste en une première étape pendant laquelle on maintient le courant débité dans le bain électrolytique à une valeur d'intensité fixée maximale, puis (à l'instant t1) lorsque la tension a atteint une valeur limite (VM), dans une seconde étape, on maintient la tension aux bornes des première et seconde électrodes à une valeur constante.

[0009] Dans l'art antérieur, on a déjà utilisé l'électrolyse dans de nombreuses applications, en particulier pour déposer une couche par exemple de métallisation de face arrière ou le dépôt d'un dessin conducteur sur la dernière couche d'un circuit intégré.

[0010] On a déjà utilisé l'oxydation anodique dans le but de fabriquer des dispositifs MOS aussi bien en technologie au Silicium qu'en technologie des metaux des groupes III- V (comme AsGa ou InP) et II- VI. Mais ce procédé est utilisé jusqu'à présent, ou bien pour fabriquer des oxydes à la surface d'un substrat, ou bien pour caractériser l'état de surface d'un substrat avant épitaxie.

[0011] Dans l'article intitulé "Porous Silicon Formation and Electropolishing of Silicon by anodic polarization in HF Solution", de X.G. Zhang et alt, paru dans J.Electrochem. Soc., Vol. 136, N°5, Mai 1989, on décrit l'utilisation de l'oxydation anodique pour réduire l'épaisseur du silicium poreux dans un bain d'acide fluorhydrique. En particulier, les courbes caractéristiques du courant en fonction de la tension appliquée (I/V) sont étudiées en fonction de la concentration en acide fluorhydrique.

[0012] Le document cité décrit une cellule électrochimique comportant une contre électrode sous forme d'une grille de platine et une électrode de référence en calomel saturé. Les électrodes sont disposées verticalement dans la cellule. De cette façon, on sait déposer du silicium poreux sur une épaisseur contrôlée. Mais, cette technique ne permet pas de résoudre le problème posé dans l'invention qui est de préparer une surface sur laquelle est répétée un motif donné. En effet, l'amincissement envisagé de la couche de silicium poreux provient de l'action chimique de l'acide fluorhydrique, seulement renforcée par le polissage électrique. De ce fait, une telle méthode est utilisable seulement pour de grandes surfaces ne présentant pas de détails en relief, qui seraient largement effacés par l'action chimique de l'acide fluorhydrique.

[0013] Dans le document intitulé "Electrochemical Treatment of epitaxial Gallium Arsenide structures in integrated circuit technology", traduit du russe à partir de Elektrokhimia, Vol. 25, N° 4, pp 525 - 528, d'Avril 1988, est décrit un procédé de gravure locale à travers un masque. Là aussi, il est impossible d'utiliser tel quel les informations de ce document pour réaliser une préparation d'une surface sur laquelle serait répété un dessin comportant de fins motifs géométriques.

[0014] L'invention concerne aussi un circuit intégré du type comportant une première couche gravée selon un dessin présentant des dimensions latérales ultrafines (submicroniques) et traitée selon le procédé de l'invention.

[0015] Dans une variante, le circuit comporte aussi au moins une seconde couche déposée par un moyen connu en soi sur ladite première couche. Dans un mode préféré de réalisation, le produit obtenu par le procédé de l'invention est constitué par une trenche d'un matériau de base comme du silicium sur lequel est fabriqué par des moyens connus une série de circuits intégrés dont au moins une couche est traitée selon le procédé de l'invention.

[0016] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures qui sont :

• la figure 1 : une coupe d'une couche gravée par une technique connue avant et après un traitement de surface selon l'état de l'art ;
• la figure 2 : un schéma de principe d'un appareil pour mettre en oeuvre le procédé de traitement de l'invention ;
• la figure 3 : des courbes représentatives du courant et de la tension au cours du temps de traitement dans l'appareil de la figure 2 ;
• la figure 4 : un schéma d'un détai de l'appareil de la figure 2 ;
• les figures 5a et 5b : une représentation schématique de micrographies d'un échantillon à super réseau sur GaAs sans oxydation anodique (figure 5a) et avec oxydation anodique (figure 5b).

[0017] A la figure 1, on a représenté en coupe une couche représentée en traits pleins (a) après une étape antérieure de gravure et la même couche représentée en tirets (b) après une étape de préparation chimique. Par gravure, il est possible (a) d'obtenir des forme très précises comme les cloisons 1 et 5. Mais, si l'on désire préparer la surface en la plaçant dans un bain de préparation chimique, les détails les plus fins du motif répétés sur la couche sont effacés. On remarque que la cloison 1 est transformée en une simple ondulation, les angles tant systématiquement effacés par les actions chimiques.

[0018] La hauteur restante après traitement est plus haute pour les cloisons larges que pour les cloisons fines, ce qui explique qu'on peut souvent se contenter de ce résultat si l'unité de base des motifs recopiés sur la couche gravée n'est pas trop petite.

[0019] Par contre, quand le niveau d'intégration augmente ou que l'on souhaite intégrer des dispositifs optiques, la réduction des dimensions de motifs comme celui constitué par la cloison 5 est si importante partout que la structure recopiée sur la couche par gravure est perdue après un traitement selon l'art antérieur. En particulier, le plateau 1 horizontal est perdu.

[0020] Dans l'appareil d'oxydation anodique de l'invention, schématiquement représenté à la figure 2, on utilise le fait que, grâce à la structure des électrodes, les lignes de champ électrique sont presque partout perpendiculaires à la surface à traiter. De ce fait, on assure une répartition isotrope des équipotentielles sur la surface à traiter, c'est à dire à éplucher, et la réduction de dimension est à peu près égale quelque soit la direction de l'épluchage.

[0021] Ainsi, les angles des motifs ne sont pas arrondis comme c'est le cas des moyens utilisés dans l'art antérieur.

[0022] A la Figure 2, l'appareil de mise en oeuvre du procédé de l'invention comporte un bac 17 rempli d'une solution électrolytique légèrement enrichie en ions H₃O⁺, c'est à dire qu'elle est constituée en général par une solution acide.

[0023] Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, cette solution électrolytique est constituée d'éthylène - glycol à deux volumes pour 1 volume d'acide ortho-phosphorique dilué à 0,5 %. En changeant la composition du bain, notamment en changeant les proportions, l'acidité ou pH, ou encore en changeant la nature de l'acide ou du solvant, on sait changer le rapport entre l'épaisseur de la courbe d'oxyde formée et la tension maximale appliquée.

[0024] Du fait de la présence des ions de l'électrolyse, on sait former une couche d'un oxyde sur la surface qui peut être épluchée comme décrit ci- après. Cet oxyde est dans certaines applications utilisé localement pour réaliser des circuits complexes.

[0025] Dans le cas des circuits intégrés électro- otiques, comme les lasers à fils quantiques, la surface oxydée doit être soigneusement décapée à l'acide après l'électrolyse. La dissolution de l'oxyde par un réactif approprié n'attaquant pas le matériau non oxydé sous jacent, permet d'améliorer les qualités physiques de la surface traitée et donc obtenue après épluchage. De cette façon, on permet notamment une reprise d'épitaxie, c'est à dire, une seconde phase d'épitaxie après une opération de gravure. En effet, par exemple quand on ajoute une couche épitaxiale, la compatibilité physique des surfaces mises en regard doit être améliorée de façon à réduire autant que possible la formation d'espaces libres de matière, ou lacunes, lors de la reprise d'épitaxie. Ces espaces vides sont responsables d'une réduction des performances du circuit intégré et, à la limite, d'un non fonctionnement. Ceci est très utile quand on applique l'invention à la fabrication de composants électro- optiques.

[0026] A la figure 2, deux électrodes 10 et 16 sont plongées dans le bain 17. Elles sont reliées à une source 11 d'énergie électrique limitée en tension et régulée en courant.

[0027] Le moyen principal de l'invention est que l'anode est configurée de façon que la surface à traiter soit le long d'une surface équipotentielle quand le corps à traiter (tranche ou circuit intégré) est monté sur l'anode.

[0028] Comme on le voit aux figures 2 et 3, les électrodes 10 et 16 sont connectées aux bornes d'un générateur de courant réglable. Le courant délivré par le générateur est constant pendant une première partie du traitement (jusqu'à l'instant t1). La tension maximale autorisée est prédéterminée ainsi qu'il sera décrit plus loin à une valeur VM atteinte à l'instant t1.

[0029] Quand le traitement commence, l'oxydation anodique débute sur toute la surface traitée car celle- ci est sur une équipotentielle. On a remarqué que la tension croît de façon sensiblement linéaire. L'épaisseur d'oxydation anodique croît donc régulièrement quelque soit l'orientation locale de la surface. Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet que les motifs gravés ou associés à la surface traitée ne soient pas effacés même si leur dimension géométrique est réduite.

[0030] Dans un mode de réalisation de l'invention, on exécute l'arrêt du traitement à l'instant t2 en exécutant un test d'une condition d'arrêt de traitement. Un exemple avantageux d'une telle condition d'arrêt peut être réalisée par la condition combinée selon laquelle l'une au moins de deux conditions est vérifiée :

• quand le courant débité dans le bain électrolytique atteint une valeur prédéterminée Im comme le dixième de l'intensité fixée IM lors de la première phase de l'oxydation anodique, ou
• quand le courant décroît après l'instant t1 de façon régulière depuis une durée au moins égale à deux fois la durée t1 pendant laquelle le courant débité est resté constant.

[0031] La régularité de la décroissance de l'intensité lors de la seconde étape du traitement n'est pas une condition nécessaire de son exécution. Cependant, en particulier si la valeur de l'intensité remonte après une réduction, cela indique l'existence de courants de fuite qui indiquent un défaut de traitement.

[0032] Selon l'invention, l'intensité fixée maximale est déterminée en fonction de la taille du corps à traiter et de la densité de courant admissible déterminée en fonction de la durée t2 du traitement et de la nature de l'électrolyte.

[0033] D'autre part, l'épaisseur oxydée est déterminée en fonction de la tension maximum sur laquelle est réglée le générateur de courant et de la nature de l'électrolyte.

[0034] Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le générateur de courant 11 est connecté à un circuit de commande 12. Ce circuit de commande 12 comporte un circuit de mesure 12a du courant débité i dans le bain électrolytique, un circuit de mesure 12b de la tension instantannée V aux bornes des électrodes 10, 16. Les mesures de l'intensité débitée i et de la tension V sont utilisées pour réaliser :

• une limitation de la tension à une valeur VM prédéterminée ;
• une régulation du courant à une valeur prédéterminée.

[0035] Le circuit de commande 12 comporte aussi un circuit de mesure 12c du temps de traitement t1, t2 et un moyen de mesure 12d d'une condition d'arrêt prédéterminée, comme la condition combinée précitée. Le circuit de mesure 12c du temps de traitement comporte, dans un mode de réalisation préféré, une horloge qui est démarrée lors de la mise en marche de l'électrolyse. L'instant t1 est enregistré quand la tension V mesurée par le circuit 12b a atteint la valeur VM pré- enregistrée, égalité mesurée par un comparateur de tension non représenté. L'instant t2 est déterminé par un comparateur de courant dont une première entrée est connectée à la sortie de mesure du courant i du circuit 12a et une seconde entrée est connectée à une valeur de référence qui représente la valeur préterminée Im de l'instensité définie ci- dessus comme Im = IM / 10.

[0036] Le circuit de test de la condition d'arrêt compare à chaque instant la valeur du temps écoulé depuis le début de l'oxydation à une valeur t2 déterminée à l'issue de la première étape du procédé. Cette valeur est par exemple égale à 2.t1, et est enregistrée à l'issue de la première étape. Dans un mode de réalisation, le test de la condition d'arrêt est exécuté par un microprocesseur qui comporte un programme écrit selon la définition du procédé décrit ci-dessus.

[0037] Dans une étape ultérieure, le corps est retiré du bain électrolytique, et l'oxyde est retiré par un réactif spécifique. Le réactif approprié n'attaque pas le matériau sous jacent non oxydé. Dans un mode de réalisation préféré, on a choisit un acide comme l'acide chlorhydrique dilué à 50% pour un substrat GaAs, et comme l'acide fluorhydrique pur pour un substrat InP. Puis, on rince le corps traité avec une solution de rinçage comme de l'eau désionisée.

[0038] Dans une étape ultérieure du procédé complet de fabrication de circuit intégré, procédé de fabrication dans lequel s'intègre le procédé de traitement de l'invention, il est alors possible de déposer, par exemple par épitaxie, une couche supplémentaire sans former d'espace ni de défaut d'interface entre les deux matériaux.

[0039] Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, l'électrode en regard de l'électrode 10 portant le corps à éplucher et à oxyder est réalisée en un matériau neutre au point de vue de l'électrolyse, comme du Platine pour un bain électrolytique.

[0040] Dans un mode de réalisation préféré, la densité de courant utilisée est de 0,1 à 0,5 mA/cm2 pour une tension maximale VM de 30 Volts et une durée de t1 de 2 à 10 mn.

[0041] L'appareil d'oxydation anodique de l'invention comporte aussi un moyen 15 pour fournir une énergie d'activation depuis la surface du corps à traiter, pour le rendre conducteur. Il s'agit de créer suffisamment de porteurs pour que la résistivité propre du corps en traitement soit négligeable devant la résistivité de la couche d'oxyde en formation.

[0042] Dans le mode de réalisation préféré cette énergie d'activation est produite par une source lumineuse, rayonnant dans le spectre visible de 650 à 800 nanomètres, transmise au corps en traitement par un faisceau de fibres optiques.

[0043] Dans un mode de réalisation, cette source lumineuse est contrôlée par le circuit de commande 12.

[0044] Dans un mode de réalisation préféré, représenté à la figure 4, l'anode 10, qui porte le circuit intégré en cours de traitement, est fabriquée à partir d'une plaque isolante 25. Cette plaque isolante 25 est, dans un mode d'exécution particulier, réalisée en alumine Al₂O₃.

[0045] Sur cette couche isolante, qui sert aussi de support mécanique, est fixée une plaque conductrice 20, reliée à un moyen de connexion (non représenté), lui-même réuni au générateur de courant qui alimente la cellule électrolytique. La plaque conductrice 20 est, dans un mode de réalisation, en or(Au).

[0046] Sur la plaque conductrice 20, on place le corps 23 à traiter par un moyen de fixation conducteur, comme une colle conductrice. On a utilisé une laque à l'argent. De façon à limiter la zone soumise à l'oxydation anodique, l'ensemble du montage anodique est noyé dans une résine isolante à l'exception de la surface à traiter.

[0047] L'autre électrode 16 est réalisée par une plaque en platine Pt et présente une face active sensiblement parallèle à l'anode.

[0048] Dans un mode de réalisation, la plaquette une fois traitée est retirée du bain électrolytique et rincée dans une solution ou dans de l'eau désionisée.

[0049] Le résultat du traitement est ensuite contrôlé. Un tel contrôle peut être effectué par un test d'irisation de couleurs qui démontre l'homogénéité de l'oxydation et son épaisseur. Si le contrôle est positif, le procédé de fabrication du circuit intégré suit son cours.

[0050] On remarque que le procédé se prête à une automatisation poussée, puisque le contrôle en courant et tension permet d'assurer avec une grande précision les épaisseurs oxydées. Le contrôle des couleurs irisant la plaquette sous un éclairage donné peut être analysé en mode automatique par une caméra couplée à un analyseur connu dans l'état de la technique. Un appareil de contrôle peut comporter en particulier un ellipsomètre.

[0051] Le procédé de l'invention peut être appliqué à des tranches (dits "wafers") de circuits intégrés, chaque tranche pouvant comporter une grande quantité de circuits intégrés qui seront séparés à la scie à la fin du procédé de fabrication.

[0052] L'invention concerne aussi un circuit intégré produit par le procédé ou l'appareil décrits ci dessus. Un tel circuit intégré comporte au moins une microstructure latérale dont la surface présente un épluchage ou seulement une oxydation, surface enterrée ou non sous une couche ultérieure d'un matériau comme suite à une reprise d'épitaxie.

[0053] Dans un premier exemple de réalisation, on a exécuté sur un substrat en GaAs une gravure d'une structure périodique constituée par des cuvettes de 0,60 micromètres de large sur 0,25 micromètres de profondeur séparées par des cloisons d'environ 20 nanomètres d'épaisseur. Aux figures 5a et 5b, on a représenté des micrographies d'un échantillon à super réseau sur GaAs sans oxydation anodique (figure 5a) et avec oxydation anodique puis désoxydation (figure 5b). L'échantillon est réalisé par épitaxie selon un procédé MOCVD (dépôt chimique en phase vapeur) d'un composé complexe 3x(AlAs/ GaAs), dont on a représenté des couches P1 à P4 sur un substrat C.

[0054] L'oxydation anodique a été conduite avec une densité de courant maximale de 0,2 mA/cm2 et sous une tension maximale de 20 Volts. Avec un substrat GaAs, l'épaisseur épluchée est approximativement de 0,7 nm par Volt appliqué. Sur la figure 5b, le trait fin au dessus du trait large constituant une double ligne en créneaux représente l'épaisseur de l'épluchage qui a été entièrement occupé par la couche de reprise d'épitaxie.

[0055] Avant la reprise d'épitaxie, l'oxyde obtenu sur la surface traitée par l'électrolyse (représenté par le trait fin) est retiré (jusqu'au trait large) comme il est décrit plus haut.

[0056] On remarque que, sans oxydation anodique, la reprise d'épitaxie présente des lacunes L à la figure 5a qui sont largement évitées dans la réalisation de la figure 5b en appliquant l'invention.

[0057] Dans un second exemple de réalisation, on a exécuté une microstructure semblable à celle de la figure 5a ou 5b sur un substrat semiconducteur InP. Les résultats ont été obtenus sous une tension maximale de 10 Volts.

[0058] En pratique, le circuit intégré est produit à partir d'une tranche d'un matériau semi- conducteur ou semi- isolant.

Revendications

1. Procédé de traitement de la surface présentant des motifs gravés d'un corps semi-conducteur ou semi-isolant, consistant à plonger le corps dans un bain électrolytique, à disposer une première électrode sur le corps à traiter et une seconde électrode dans le bain à une distance déterminée de la surface, à fournir un courant et une tension contrôlés pendant une durée donnée, à retirer l'oxyde formé sur la surface de manière à éplucher celle-ci sur une épaisseur contrôlée pour ne pas dégrader les motifs de la surface, ne dépendant pas de l'orientation de celle-ci, la première électrode ou anode étant disposée de façon que la surface à traiter coïncide avec une surface équipotentielle, caractérisé en ce qu'il consiste en une première étape pendant laquelle on maintient le courant débité dans le bain électrolytique à une valeur d'intensité fixée maximale, puis (à l'instant t1) lorsque la tension a atteint une valeur limite (VM), dans une seconde étape, on maintient la tension aux bornes des première et seconde électrodes à une valeur constante.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bain électrolytique est une solution légèrement enrichie en ions H₃O+.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on exécute l'arrêt du traitement (à l'instant t2) quand l'une au moins des deux conditions suivantes est vérifiée :

- quand le courant débité (i) dans le bain électrolytique atteint une valeur prédéterminée (Im) comme le dixième de l'intensité fixée maximale (IM) lors de la première phase de l'oxydation anodique, ou

- quand le courant (i) décroît (après l'instant t1) depuis une durée au moins égale à deux fois la durée pendant laquelle le courant débité (i est resté constant (à IM).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'intensité fixée maximale (IM) est déterminée en fonction de la surface du corps à traiter et de la densité de courant admissible déterminée en fonction de la durée désirée du traitement et de la nature de l'électrolyte.

5. Procédé selon la revendication 4, , caractérisé en ce que l'épaisseur oxydée est déterminée en fonction de la tension maximum (VM) et de la nature de l'électrolyte.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste de plus, pendant au moins une phase de l'électrolyse, à fournir une énergie d'activation depuis la surface du corps à traiter, pour le rendre conducteur.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors du retrait de l'oxyde de la surface à traiter, le corps est soumis à un réactif n'attaquant pas le matériau sous-jacent non oxydé.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le réactif est constitué par de l'acide chlorhydrique dilué à 50 %, lorsque le matériau sous-jacent est un substrat de GaAs.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le réactif est constitué par de l'acide fluorhydrique pur, lorsque le matériau sous-jacent est un substrat de InP.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on rince le corps traité avec une solution de rinçage, telle que de l'eau désionisée.

11. Circuit intégré obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une surface du circuit enterrée ou non, présente une microstructure latérale ayant subi un épluchage sans effacement de motifs et sans exiger de réparation ou guérison supplémentaire.

12. Circuit intégré selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est produit à partir d'une tranche d'un matériau semi-conducteur ou semi-isolant.

13. Circuit intégré selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de microstructures latérales pour constituer un dispositif électro-optique, tel qu'un composant à fils quantiques.

Ansprüche

1. Verfahren zur Behandlung der gravierte Motive aufweisenden Oberfläche eines halbleitenden oder halbisolierenden Körpers, das darin besteht, den Körper in ein Elektrolytbad einzutauchen, eine erste Elektrode an dem zu behandelnden Körper und eine zweite Elektrode im Bad in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche anzuordnen, während einer bestimmten Zeitdauer einen geregelten Strom und eine geregelte Spannung zu liefern, das gebildete Oxid von der Oberfläche zu entfernen, so daß diese über eine geregelte Schichtdicke abgetragen wird, um die Motive der Oberfläche unabhängig von der Orientierung der Oberfläche nicht zu beeinträchtigen, wobei die erste Elektrode oder Anode so angeordnet ist, daß die zu behandelnde Oberfläche mit einer Äquipotential-Fläche zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren aus einer ersten Stufe besteht, während der man den in das Elektrolytbad eingeleiteten Strom bei einem maximalen festgelegten Wert der Stromstärke hält, und danach (zum Zeitpunkt t1), wenn die Spannung einen Grenzwert (VM) erreicht hat, in einer zweiten Stufe die Spannung an den Klemmen der ersten und zweiten Elektrode bei einem konstanten Wert hält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrolytbad eine an H₃O+-Ionen leicht angereicherte Lösung ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung (zum Zeitpunkt t2) beendet, wenn mindestens eine der folgenden zwei Bedingungen festgestellt ist:

- wenn der in das Elektrolytbad eingeleitete Strom (i) einen vorbestimmten Wert (Im), wie ein Zehntel der festgelegten maximalen Stromstärke (IM), während der ersten Stufe der anodischen Oxidation erreicht, oder

- wenn der Strom (i) abnimmt (nach dem Zeitpunkt tl): der Ablauf einer Zeitdauer, die mindestens gleich dem Doppelten der Zeitdauer ist, während der der eingeleitete Strom (i) konstant bleibt (bei IM).

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegte maximale Stromstärke (IM) in Abhängigkeit von der Oberfläche des zu behandelnden Körpers und der zulässigen Stromdichte festgelegt wird, die ihrerseit; in Abhängigkeit von der gewünschten Behandlungsdauer und der Art des Elektrolyten festgelegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierte Schichtdicke in Abhängigkeit vor der maximalen Spannung (VM) und der Art des Elektrolyten festgelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht, während mindestens einer Stufe der Elektrolyse von der Oberfläche des zu behandelnden Körpers eine Aktivierungsenergie zu liefern, um den Körper leitend zu machen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entfernung des Oxids von der zu behandelnden Oberfläche der Körper einem Reagenz ausgesetzt wird, welches das darunterliegende nicht oxidierte Material nicht angreift.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenz aus auf 50% verdünnter Chlorwasserstoffsäure besteht, wenn das darunter liegende Material ein GaAs-Substrat ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenz aus reiner Fluorwasserstoffsäure besteht, wenn das darunter liegende Material ein InP-Substrat Ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den behandelten Körper mit einer Spüllösung, wie entionisiertes Wasser abspült.

11. Integrierter Schaltkreis, der nach den Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 10 erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Oberfläche des Schaltkreises, die eingebettet sein kann oder nicht, eine seitliche Mikrostruktur aufweist, die einer Abtragung ohne Löschung von Motiven und ohne das Erfordernis einer Reparatur oder zusätzliche Heilung unterworfen wurde.

12. Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Scheibe (Wafer) eines Halbleiter- oder Halbisolator-Materials hergestellt ist.

13. Integrierter Schaltkreis nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mehrzahl von seitlichen Mikrostrukturen aufweist, um eine elektro optische Vorrichtung wie ein Element mit Quantenleitern zu bilden.

Claims

1. Process for the treatment of the surface comprising engraved designs of a semi-conducting or semi-insulating body, consisting of immersing the body in an electrolytic bath, of placing a first electrode on the body to be treated and a second electrode in the bath at a predetermined distance from the surface, of supplying a controlled current and voltage for a given period of time, of removing the oxide formed on the surface in order to clean the latter to a controlled thickness in order not to damage the designs on the surface, in a manner not dependent on the orientation of the latter, the first electrode or anode being disposed in such a way that the surface to be treated coincides with an equipotential surface, characterised in that it consists of a first stage during which the current delivered to the electrolytic bath is kept at a maximum fixed intensity value, then (at the instant tl) when the voltage has reached a limit value (VM), in a second stage, the voltage at the terminals of the first and second electrodes is kept at a constant value.

2. Process according to Claim 1, characterised in that the electrolytic bath is a solution slightly enriched with H₃O+ ions.

3. Process according to one of Claims 1 or 2, characterised in that the treatment is stopped (at the instant t2) when at least one of the two following conditions is confirmed:

- when the current (i) delivered to the electrolytic bath reaches a predetermined value (Im) such as one tenth of the maximum fixed intensity (IM) at the time of the first anodising phase, or

- when the current (i) decreases (after the instant t1) from a period of time at least equal to twice the period of time during which the current (i) delivered has remained constant (at - IM).

4. Process according to Claim 3, characterised in that the maximum fixed intensity (IM) is determined as a function of the surface of the body to be treated and of the admissible current density determined as a function of the desired duration of the treatment and the nature of the electrolyte.

5. Process according to Claim 4, characterised in that the oxidised thickness is determined as a function of the maximum voltage (VM) and the nature of the electrolyte.

6. Process according to one of Claims 1 to 5, characterised in that it consists in addition, during at least one phase of the electrolysis, of supplying activation energy from the surface of the body to be treated, in order to render it conducting.

7. Process according to one of Claims 1 to 6, characterised in that, at the time of removal of the oxide from the surface to be treated, the body is subjected to a reagent which does not attack the non-oxidised underlying material.

8. Process according to Claim 7, characterised in that the reagent is constituted by 50% dilute hydrochloric acid, when the underlying material is a substrate of GaAs.

9. Process according to Claim 7, characterised in that the reagent is constituted by pure hydrofluoric acid, when the underlying material is a substrate of InP.

10. Process according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the treated body is rinsed with a rinsing solution, such as deionised water.

11. Integrated circuit obtained by the process according to one of Claims 1 to 10, characterised in that at least one surface of the circuit, which is buried or otherwise, has a lateral microstructure which has undergone cleaning without effacing the designs and without requiring any additional repairs or recovery.

12. Integrated circuit according to Claim 11, characterised in that it is produced from a slice of a semi-conducting or semiinsulating material.

13. Integrated circuit according to one of Claims 11 or 12, characterised in that it comprises a plurality of lateral microstructures in order to constitute an electro-optical device, such as a component with quantum wires.

Dessins