FR3071662B1 - Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede - Google Patents
Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede Download PDFInfo
- Publication number
- FR3071662B1 FR3071662B1 FR1758849A FR1758849A FR3071662B1 FR 3071662 B1 FR3071662 B1 FR 3071662B1 FR 1758849 A FR1758849 A FR 1758849A FR 1758849 A FR1758849 A FR 1758849A FR 3071662 B1 FR3071662 B1 FR 3071662B1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor material
- tungsten oxide
- diffusion barrier
- monocrystalline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 99
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 36
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 269
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 29
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- -1 metalloid nitride Chemical class 0.000 description 5
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 3
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical group [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Procédé de réalisation d'une structure (100) ayant une couche de matériau semi-conducteur monocristallin (101) transférable, comprenant les étapes successives suivantes : a) fourniture d'un substrat support (102) recouvert par une couche barrière de diffusion (103), b) formation, sur la couche barrière de diffusion (103), d'un empilement comprenant successivement, depuis la couche barrière de diffusion (103) : - une couche de détachement en oxyde de tungstène (104), l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en un matériau amorphe thermiquement isolant (105), - une couche en un matériau semi-conducteur (101), amorphe ou polycristallin, c) chauffage de l'empilement, de préférence par balayage laser et, de préférence, en présence d'un germe monocristallin, de manière à liquéfier la couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) et, simultanément, de manière à chauffer la couche de détachement (104) à une température supérieure à 400°C pour diminuer partiellement la cohésion et/ou l'adhésion de ladite couche de détachement (104), d) Refroidissement de l'empilement de manière à cristalliser la couche en matériau semi-conducteur (101) sous forme monocristalline.
Description
PROCÉDÉ DE PRÉPARATION D'UNE STRUCTURE AYANT UNE COUCHE EN MATÉRIAU SEMI-CONDUCTEUR MONOCRISTALLIN TRANSFÉRABLE ET STRUCTURE OBTENUE SELON UN TEL PROCÉDÉ
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La présente invention se rapporte à procédé de préparation d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur monocristallin transférable, et à une structure obtenue selon un tel procédé. L'invention se rapporte également à un procédé de transfert d'une couche en matériau semi-conducteur monocristallin avec une telle structure.
La présente invention trouve son application dans le domaine de la microélectronique, des microsystèmes électromécaniques, du photovoltaïque, de l'électronique bas coût ou encore dans le domaine de la biologie où il peut être intéressant d'avoir des couches en matériau semi-conducteur cristallin, par exemple, pour réaliser des capteurs de masse sur lesquels sont déposés des organismes vivants, tel que des bactéries ou des cellules.
Classiquement, pour obtenir une couche de matériau semi-conducteur monocristallin, on dépose une couche polycristalline ou amorphe à la surface d'un substrat germe qui est, ensuite, balayée par une source de chaleur localisée, telle qu'un balayage laser, de manière à produire la fusion locale de la couche puis sa solidification. La couche se (re)cristallise selon l'information cristalline du substrat germe. Cette technique de cristallisation est connue sous le nom ZMR (« Zone Melting Recrystallization »), dans le cas d'une couche déposée polycristalline ou ZMC (« Zone Melting Crystallization ») dans le cas d'une couche déposée amorphe. Cependant, en pratique, les couches obtenues ne sont pas de qualité monocristalline. En effet, il est difficile de contrôler le front de cristallisation et la coexistence de zones liquides et solides créent une accumulation de contraintes entraînant l'apparition de défauts cristallins. Les couches obtenues sont, généralement, polycristallines avec des grains de grandes tailles distribués de façon homogène.
Pour obtenir des couches de meilleures qualités, le procédé ZMR a été amélioré en introduisant un germe monocristallin en début de balayage pour contrôler l'orientation cristalline de la couche, à partir du germe. Dans le cas d'un substrat de type silicium sur isolant (SOI pour « Silicon on Insulator»), le germe peut être obtenu en réalisant une ouverture dans la couche d'oxyde amorphe de manière à rendre accessible le substrat cristallin. Comme décrit dans le document US-A-2015191847 ou dans l'article de Kühnapfel et al. (« Towards monocrystalline silicon thin films grown on glass by liquid phase crystallization », Solar Energy Materials & Solar Cells 140, 2015, 86-91), le procédé peut également être réalisé sur un substrat non monocristallin (comme du verre), le germe étant alors positionné sur le substrat par collage ou pressage. Ce procédé peut être, par exemple, réalisé pour former des films monocristallins, de 10pm à lOOpm d'épaisseur, sur un substrat de verre, en face avant d'une cellule photovoltaïque. Comme le verre a une faible conductivité thermique, la chaleur apportée par le laser reste confinée, préservant la structure sous-jacente au substrat. Cependant, ce procédé ne peut pas être appliqué à des substrats de type CMOS ou des substrats souples, en polymère par exemple, car ceux-ci ne résistent pas aux températures élevées (typiquement aux températures supérieures à 400°C, voire supérieures à 200°C).
Il est donc nécessaire de réaliser la cristallisation sur un premier substrat support, résistant aux températures élevées, puis de transférer la couche monocristalline sur le substrat receveur.
Dans le document US-A-5397713, la couche en matériau semi-conducteur est cristallisée sur un substrat support contenant un film de graphite. Le graphite est un matériau résistant aux hautes températures et présentant des plans de clivage de faibles énergies. Après cristallisation, un substrat receveur est fixé sur la couche monocristalline, puis en appliquant une contrainte mécanique, le film de graphite est cassé, suivant les plans de clivage, libérant le substrat receveur et la couche monocristalline du substrat support. Cependant, il peut être difficile de réaliser un film de graphite sur une grande surface tout en maîtrisant son orientation cristallographique et sa rugosité, et donc de réaliser des couches monocristallines de faible épaisseur et de bonne qualité.
Il est également possible, comme décrit dans le document US-A-2012074526, de réaliser une couche fortement dopée en impuretés volatiles (arsenic ou antimoine par exemple) sous la couche en matériau semi-conducteur à cristalliser. Lorsque la couche en matériau semi-conducteur est cristallisée par balayage laser, la couche dopée est liquéfiée et les impuretés s'échappent de la couche liquide. Lors du refroidissement, les impuretés précipitent créant localement des zones de défauts cristallins, ce qui fragilise la structure. Un substrat receveur est ensuite collé sur la couche cristallisée, et l'application de contraintes mécaniques permet de séparer la couche cristallisée du reste du substrat support au niveau de la zone fragilisée. Cependant, dans ce procédé, deux phases liquides (la couche en matériau semi-conducteur et la couche dopée) sont produites simultanément sous irradiation laser, ce qui rend la structure instable et plus difficilement maîtrisable, pouvant conduire à la formation de défauts au sein de la couche en matériau semi-conducteur cristallin.
EXPOSÉ DE L'INVENTION C'est, par conséquent, un but de la présente invention de proposer un procédé de réalisation d'une structure, ayant une couche matériau semi-conducteur monocristallin transférable, facile à mettre en œuvre et conduisant à une structure cristalline de bonne qualité.
Le but énoncé ci-dessus est atteint par un procédé de réalisation d'une structure ayant une couche de matériau semi-conducteur monocristallin transférable, comprenant les étapes successives suivantes : a) Fourniture d'un substrat support recouvert par une couche barrière de diffusion, b) Formation, sur la couche barrière de diffusion, d'un empilement comprenant successivement, depuis la couche barrière de diffusion : - une couche de détachement en oxyde de tungstène, l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, une couche en un matériau amorphe thermiquement isolant, une couche en un matériau semi-conducteur, amorphe ou polycristallin, c) Chauffage de l'empilement, de préférence par balayage laser et, de préférence, en présence d'un germe monocristallin, de manière à liquéfier la couche en matériau semi-conducteur, et, simultanément, de manière à chauffer la couche de détachement à une température supérieure à 400°C pour diminuer partiellement la cohésion et/ou l'adhésion de ladite couche de détachement, d) Refroidissement de l'empilement de manière à cristalliser la couche en matériau semi-conducteur, amorphe ou polycristallin, sous forme monocristalline.
Par cristallisation, on entend indifféremment, ici et par la suite, la recristallisation d'une couche déposée polycristalline ou la cristallisation d'une couche déposée amorphe conduisant à une couche en matériau semi-conducteur monocristallin.
Par couche en matériau monocristallin, on entend qu'au moins 80% de la couche est sous forme monocristalline, de préférence au moins 90% et encore plus préférentiellement au moins 95%.
Par couche transférable, on entend que la couche peut être détachée d'un premier substrat (substrat support) et reportée sur un second substrat dit d'intérêt (substrat receveur).
Par oxyde de tungstène, on entend un oxyde de formule générale WOX (avec x l'indice de stcechiométrie de l'oxyde, entier ou non entier), tel que, par exemple, WO3 et WO3,5. On choisira x tel que x > 7/3.
Le chauffage est réalisé de manière à atteindre, au niveau de la couche en matériau semi-conducteur, une température supérieure à la température de fusion du matériau semi-cristallin, c'est-à-dire, par exemple, à une température supérieure à 1414°C pour le silicium et à une température supérieure à 938°C pour le germanium.
Le procédé se différencie de l'art antérieur fondamentalement en ce qu'il met en œuvre une couche en oxyde de tungstène ayant une stcechiométrie particulière. L'apport d'énergie nécessaire au procédé de cristallisation conduit à une augmentation de la température, au niveau de la couche de détachement. Lors de l'étape c), la température de la couche de détachement est localement supérieure à 400°C, et de préférence supérieur ou égal à 500°C, par exemple de 500°C à 700°C. Il a été mis en évidence de manière surprenante que, lorsqu'une couche en oxyde de tungstène ayant au moins 70% atomique d'oxygène est chauffée à de telles températures, des défauts apparaissent dans la couche, et celle-ci perd en partie ses propriétés d'adhésion et de cohésion.
Après le traitement thermique de l'étape c) nécessaire à la cristallisation, la couche en oxyde de tungstène perd de 20% à 80%, de préférence de 30% à 60%, encore plus préférentiellement de 30% à 50%, ses propriétés de cohésion et/ou d'adhérence.
La couche de détachement en oxyde tungstène, après le traitement thermique, a par exemple une énergie de collage inférieure à 1000mJ/m2, et de préférence inférieure ou égale à 700mJ/m2 et, encore plus préférentiellement, inférieure ou égale à 500mJ/m2.
La couche de détachement reste néanmoins suffisamment cohésive et/ou adhésive pour maintenir la partie supérieure de la structure (la couche amorphe thermiquement isolante, la couche en matériau semi-conducteur, et éventuellement, le substrat d'intérêt) avec la partie inférieure de la structure (le substrat support, la couche barrière).
La faible tenue mécanique de la couche de tungstène après le traitement thermique facilite le détachement ultérieur de la couche monocristalline du substrat support. En appliquant une contrainte mécanique sur la couche de détachement fragilisée, il est alors facile de séparer la partie supérieure de la partie inférieure de la structure,
Avantageusement, l'oxyde de tungstène comprend de 70% à 90% atomique d'oxygène, de préférence de 75% à 90% et encore plus préférentiellement de 80% à 90%.
Avantageusement, la couche de détachement a une épaisseur allant de 2 à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm, et encore plus préférentiellement de lOnm à 50nm.
Avantageusement, la couche en oxyde de tungstène est déposée par pulvérisation. Cette technique permet d'obtenir des couches de faible rugosité (inférieure à lnm RMS), ce qui permet de moins interférer avec la formation de la couche monocristalline lors de la cristallisation, mais également de mieux maîtriser la stcechiométrie de l'oxyde de tungstène.
La couche en matériau amorphe thermiquement isolante empêche la fusion de la couche en oxyde de tungstène, notamment dans le cas de la cristallisation d'une couche de silicium qui nécessite à un fort apport énergétique, tout en laissant passer suffisamment d'énergie pour obtenir localement une température telle que la couche perd une partie de ses propriétés d'adhésion.
Avantageusement, la couche en matériau amorphe thermiquement isolant est en oxyde, de préférence en oxyde de silicium. Les couches d'oxydes présentent des températures de fusion élevées (par exemple, supérieures à 1600°C pour l'oxyde de silicium) et sont particulièrement adaptées aux températures mises en jeu lors de la cristallisation.
Avantageusement, la couche amorphe thermiquement isolante a une épaisseur allant de 500nm à 15pm, de préférence de lpm à lOpm.
La couche barrière de diffusion permet de séparer physiquement les matériaux du substrat et la couche de détachement, et d'éviter la diffusion des éléments constitutifs du substrat support vers la couche de tungstène.
Avantageusement, la couche barrière de diffusion est en nitrure métallique, de préférence en nitrure de silicium. Par nitrure métallique, on entend un nitrure de métal ou un nitrure de métalloïde tel que le silicium.
Avantageusement, la couche barrière de diffusion a une épaisseur allant de 5nm à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm. Une couche fine sera moins rugueuse et interférera moins lors de la cristallisation. De telles épaisseurs sont propices à la rétention des impuretés susceptibles de diffuser.
Avantageusement, le substrat support est en verre, ce qui permet de réaliser le procédé à une échelle industrielle tout en réduisant les coûts d'élaboration.
Avantageusement, le matériau semi-conducteur est du silicium ou du germanium.
Le procédé selon l'invention est réalisable sur de grandes surfaces. Actuellement, la taille des films monocristallins est limitée par le diamètre des lingots (typiquement 200mm ou 300mm de diamètre, pour une croissance de type Czochralski). Il est ici possible de travailler avec des plaques du plusieurs mètres carrés (vitres) et de former une couche monocristalline de grande surface. L'empilement, et les éléments sous-jacents sont capables de supporter le budget thermique d'un procédé de cristallisation de type ZMR ou ZMC. L'invention concerne également une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable comprenant successivement, et de préférence constituée par : - un substrat support, - une couche barrière de diffusion, - une couche de détachement en oxyde de tungstène, l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en matériau amorphe thermiquement isolant, - une couche en matériau semi-conducteur monocristallin.
Le substrat et les différentes couches préférées ont été décrits ci-dessus.
Avantageusement, la structure comprend successivement, et de préférence est constituée par : - un substrat support en verre, - une couche barrière de diffusion en oxyde, de préférence en SiO2, - une couche de détachement en oxyde de tungstène, l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en nitrure métallique, de préférence en nitrure de silicium, - une couche en silicium monocristallin ou en germanium monocristallin.
La structure de l'invention se différencie fondamentalement de l'art antérieur par la présence de la couche de détachement en oxyde de tungstène qui permet le transfert d'une partie de la structure, et plus particulièrement le transfert de la couche en matériau semi-conducteur cristallin, sur un substrat d'intérêt. L'invention concerne également un procédé de transfert d'une couche en matériau semi-conducteur cristallin à partir de la structure telle que définie précédemment, comprenant les étapes suivantes : - fixation d'un ou plusieurs substrats receveurs, sur la couche en matériau semi-conducteur monocristallin de la structure, - application d'une contrainte mécanique de manière à détacher la couche de détachement en oxyde de tungstène de la couche de la couche barrière de diffusion et à transférer la couche en matériau semi-conducteur monocristallin sur le substrat receveur.
Avantageusement, le ou les substrats receveurs sont choisis parmi un substrat de type CMOS ou une couche en polymère, par exemple adhésive.
La couche en matériau semi-conducteur est cristallisée sur le substrat support, résistant aux températures, puis elle est reportée sur le substrat d'intérêt (substrat receveur). Le substrat d'intérêt peut être de tout type, par exemple souple, en polymère, et/ou contenir des composants électroniques sensibles à la température. Si le substrat receveur (pour l'application visée) est de taille inférieure à la celle de la couche cristallisée, alors il est possible d'obtenir plusieurs reports de film à partir d'un seul balayage de cristallisation.
Avantageusement, après le transfert de la couche en matériau semi-conducteur cristallin sur le substrat receveur, le substrat support recouvert de la couche barrière de diffusion est réutilisé dans un procédé de préparation d'une structure ayant une couche de en matériau semi-conducteur cristallin telle que définie précédemment. Comme le film cristallin est détaché du substrat support, il est possible de recycler et réutiliser ce substrat, ce qui réduit les coûts de préparation.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe et de profil, d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique, d'une étape du procédé de préparation d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique, en coupe et de profil, d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable sur laquelle a été fixé un substrat d'intérêt selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue schématique, en coupe et de profil, d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable sur laquelle ont fixés plusieurs substrats d'intérêt selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente schématiquement une étape du procédé de transfert d'une couche en matériau semi-conducteur cristallin, selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 6 représente schématiquement une étape du procédé de transfert d'une couche en matériau semi-conducteur cristallin, selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 7 représente schématiquement, en coupe et de profil, une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférée sur un substrat receveur, selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - la figure 8 représente schématiquement, en coupe et de profil, une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférée sur un substrat receveur, selon un mode particulier de réalisation.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et pouvant se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La structure 100 :
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente une structure 100 ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable 101. La structure 100 comprend successivement : - un substrat support 102, - une couche barrière de diffusion 103, - une couche de détachement 104 en oxyde de tungstène, l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en matériau amorphe thermiquement isolant 105, - une couche en matériau semi-conducteur monocristallin 101.
Le substrat support 102 :
Le substrat support 102 est un support mécanique pour réaliser la couche en matériau semi-conducteur cristallin 101.
Le substrat support 102 a, avantageusement, un coefficient de conductivité thermique inférieur à 200W/m.K pour limiter la perte de chaleur dans le substrat. On utilisera, par exemple, un substrat support 102 ayant un coefficient de conductivité thermique de l'ordre de 150W/m.K, comme du silicium ou une céramique. Ce mode de réalisation sera particulièrement avantageux dans le cas de la cristallisation d'une couche de germanium.
Selon une variante, on utilisera un très bon isolant thermique, par exemple, un matériau ayant coefficient de conductivité thermique de l'ordre de 1-2 W/m.K, comme par exemple du verre. Ce mode de réalisation sera particulièrement avantageux dans le cas de la cristallisation d'une couche de silicium.
On utilisera, de préférence, un substrat support 102 en verre car ce matériau résiste bien en température, et permet de diminuer les coûts d'élaboration du procédé. Des substrats en verre de grande surface peuvent être utilisés.
Le substrat support 102 a une épaisseur de plusieurs dizaines de micromètres à quelques millimètres. On utilisera, par exemple, un substrat ayant une épaisseur allant de 80pm à 2mm, et de préférence de 500pm à lOOOpm.
La couche en matériau semi-conducteur monocristallin 101 :
Le matériau semi-conducteur est du silicium ou du germanium.
La couche en matériau semi-conducteur 101 a une épaisseur allant de lOnm à lOpm. Elle pourrait également avoir des épaisseurs supérieures, telle que 50pm. Des épaisseurs inférieures ou égales à 10pm seront préférées, notamment pour la réalisation de MEMS.
La couche de détachement en oxyde de tungstène 104 :
La couche 101 en matériau semi-conducteur cristallin est transférable grâce à la présence de la couche de détachement 104. La couche de détachement 104 est en oxyde de tungstène WOX, avec de préférence 3 < x < 4. L'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène. De préférence, l'oxyde de tungstène comprend de 70% à 90% atomique d'oxygène, encore plus préférentiellement de 75% à 90% et encore plus préférentiellement de 80% à 90%.
De préférence, l'oxyde de tungstène est WO3. Par exemple, il s'agit de la forme monoclinique ou quadratique de WO3. La couche de détachement 104 a une épaisseur allant de 2nm à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm, et encore plus préférentiellement de lOnm à 50nm.
Avantageusement, la rugosité d'une telle couche en oxyde de tungstène est faible (typiquement inférieure à lnm RMS, de préférence inférieure à 0,5nm).
La couche 104 en oxyde de tungstène est entourée, de part et d'autre, par une couche barrière de diffusion 103 et par une couche amorphe thermiquement isolante 105.
La couche barrière de diffusion 103 :
La couche barrière de diffusion 103 empêche la contamination de la couche en oxyde de tungstène par les éléments chimiques contenus dans le substrat support. Par exemple, dans le cas d'un substrat support en verre, la couche barrière de diffusion empêche la contamination par des chlorures.
La couche barrière de diffusion 103 est, de préférence, en nitrure métallique. Elle peut être en un nitrure de métalloïde, comme un nitrure de silicium, ou en nitrure métallique, comme du nitrure de tungstène.
Elle a une épaisseur allant de 5nm à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm.
La couche en matériau amorphe thermiquement isolant 105 :
La couche en matériau amorphe thermiquement isolant 105 empêche toute interférence entre la couche en matériau semi-conducteur 101 et la couche de détachement 104 lors de la cristallisation. Il s'agit, par exemple, d'une couche d'oxyde métallique. Il s'agit par exemple d'alumine ou d'oxyde de silicium SiO2.
La couche en matériau amorphe thermiquement isolante 105 a, par exemple, une conductivité inférieure à 30W/m.K, de préférence inférieure à 10 et encore plus préférentiellement inférieure à 2.
La couche amorphe thermiquement isolante 105 a une épaisseur allant de 500nm à 15pm, de préférence de lpm à 10pm, par exemple de l'ordre de 5pm. On choisira une épaisseur suffisante pour contrôler le budget thermique appliqué à la couche de détachement 104. Ceci permet de confiner l'apport de chaleur et ainsi de contrôler le changement de phase de l'oxyde de tungstène. Lors du balayage laser, la partie de l'oxyde de tungstène, devançant le faisceau laser (en amont du faisceau laser), ne peut pas changer de phase car l'apport de chaleur n'est pas suffisant. Ainsi lorsque le faisceau atteint un point de la couche en matériau semi-conducteur à cristallier, la partie de la couche en oxyde de tungstène sous-jacente n'a pas encore changé de phase. Le changement de phase de l'oxyde tungstène a lieu uniquement lorsqu'il est sous le faisceau laser.
Cette couche thermiquement isolante 105 joue, également, avantageusement, le rôle de couche barrière. Elle empêche la contamination de la couche à cristalliser par le tungstène, notamment lors de la cristallisation.
Par exemple, la structure 100 comprend successivement, et de préférence est constituée par : - un substrat support 102 en verre, - une couche barrière de diffusion 103 en oxyde, de préférence en SiO2, - une couche de détachement en oxyde de tungstène 104, l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en matériau amorphe thermiquement isolant 105 en nitrure métallique, de préférence en nitrure de silicium, - une couche 101 en silicium cristallin ou en germanium cristallin.
Le procédé de réalisation de la structure 100 :
Le procédé de réalisation d'une structure 100 ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin 101, telle que définie précédemment, va maintenant être décrit. Le procédé comprend les étapes successives suivantes : - fourniture d'un substrat support 101 recouvert par une couche barrière de diffusion 103, - formation d'un empilement sur la couche de diffusion par un empilement comprenant, successivement, depuis la couche barrière de diffusion 103 : o une couche de détachement 104 en oxyde de tungstène, o une couche en matériau amorphe thermiquement isolante 105, o une couche en matériau semi-conducteur 101, amorphe ou polycristallin, - apport local d'énergie sur l'empilement de manière à le chauffer; le chauffage conduit à la fusion de la couche en matériau semi-conducteur 101 et en même temps à la fragilisation (diminution de l'énergie de collage notamment) de la couche de détachement 104, - refroidissement de l'empilement de manière à cristalliser la couche en matériau semi-conducteur 101, qui était initialement sous forme amorphe ou polycristalline, sous forme monocristalline.
Les différentes couches de la structure, et en particulier la couche barrière de diffusion 103, la couche amorphe thermiquement isolante 105, ainsi que la couche en matériau semi-conducteur 101 seront réalisées par toute technique classique de microélectronique adaptée et choisie par l'homme du métier. Il peut s'agir, par exemple, de dépôt chimique en phase (ou CVD pour « Chemical Vapor Déposition »), dépôt physique en phase vapeur (ou PVD pour « Physical Vapor Déposition »), par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou PECVD pour « Plasma-Enhanced Chemical Vapor Déposition »), etc.
La cristallisation est, de préférence, réalisée sous irradiation laser. Elle peut être réalisée pendant une durée d'environ une minute pour une température locale sur la couche en matériau semi-conducteur de 1400°C ou pendant 15minutes pour une température de 700°C.
De préférence, comme représenté sur la figure 2, pour réaliser la cristallisation, un germe monocristallin peut être disposé en contact avec la couche en matériau semi-conducteur 101. Lors de l'étape b), le balayage laser est réalisé depuis l'interface entre le germe et la couche en matériau semi-conducteur vers la couche en matériau semi-conducteur de manière à donner l'orientation cristalline du germe à ladite couche lors de sa cristallisation. Le procédé de cristallisation décrit dans le document US-A-2015191847 est ici incorporé par référence.
La couche en oxyde de tungstène 104 est, de préférence, déposée par pulvérisation d'une cible de tungstène à l'aide d'un plasma composé d'un mélange d'Ar et de O2 (« reactive-PVD »), de préférence à température ambiante. Le dioxygène va réagir avec le tungstène pulvérisé et conduire au dépôt d'une phase oxydée dont la stcechiométrie dépend de la pression partielle en dioxygène. Une couche obtenue avec une telle technique de dépôt présente, avantageusement, une faible rugosité.
La couche en oxyde tungstène 104 est cohésive et adhésive après dépôt et à température ambiante.
Lorsque la couche en oxyde de tungstène, ayant plus de 70% atomique d'oxyde, est chauffée au-delà d'une certaine température (par exemple au-delà de 400°C, et de préférence à au moins 500°C), des défauts apparaissent dans la couche, ce qui la rend plus fragile tout en conservant une cohésion et une adhérence suffisante pour maintenir en place les couches supérieures de la structure. Le budget thermique de la cristallisation est suffisant pour faire apparaître ces défauts. De préférence, la couche en oxyde de tungstène est chauffée à une température inférieure à 700°C.
Cette baisse d'adhérence et de cohésion est suffisante pour permettre le détachement ultérieur de cette couche en appliquant une contrainte mécanique (« peel-off »). La couche de détachement 104 reste, toutefois, assez cohérente et solide pour tenir la couche cristallisée 101, et empêcher sa rupture ou son plissement (du fait de contraintes internes ou thermiques).
Par exemple, pour une couche en oxyde de tungstène 104 contenant 75% atomique d'oxygène, un traitement thermique à 500°C conduit à une énergie de collage d'environ 600mJ/m2 alors que l'énergie de collage est de 1100mJ/m2 pour un traitement thermique à 400°C. Les mesures d'énergie de collage ont été réalisées par la technique DCB « (Double Cantilever Beam » ou Technique du double-levier).
Transfert de la couche en matériau semi-conducteur monocristallin 101 sur un substrat d'intérêt 200 :
Un ou plusieurs substrats receveurs 200 peuvent être fixés sur la couche en matériau semi-conducteur cristallin 101 pour pouvoir la transférer (figures 3, 4 et 5). Le substrat receveur 200 est le substrat d'intérêt, c'est-à-dire celui sur lequel on veut reporter, transférer la couche en matériau semi-conducteur cristallin. Le substrat receveur 200 peut être de tout type. Il peut s'agir d'un substrat de type CMOS ou une couche en polymère. La couche en polymère peut être, par exemple, en polyimide ou en polyméthacrylate de méthyle. Le substrat receveur 200 peut être adhésif.
Le substrat receveur 200 peut être d'une surface similaire à celle de la couche en matériau semi-cristallin ou de taille inférieure. Avantageusement, comme représenté sur les figures 4 et 5, plusieurs substrats receveurs peuvent être positionnés, fixés, collés sur une même couche cristallisée 101. Ce procédé est particulièrement avantageux car plusieurs substrats receveurs peuvent être fixés sur un même substrat support 102, ce qui réduit considérablement les coûts d'élaboration et rend le procédé industrialisable à grande échelle.
Une fois le substrat receveur 200 fixé, on applique une contrainte mécanique de manière à détacher la couche de détachement en oxyde de tungstène 104 de la couche barrière de diffusion 103, et à transférer la couche en matériau semi-conducteur cristallin 101 sur le substrat receveur 200 (figure 6).
Le procédé de transfert de la couche cristallisée 101 est idéalement réalisé, après la cristallisation, à froid et mécaniquement, par la fixation (par exemple par collage) du substrat receveur 200 sur la couche cristallisée 101. Des traitements de finition peuvent être réalisés sur la couche cristallisée 101 avant la fixation du substrat receveur 200. A titre illustratif, la figure 7 représente une couche monocristalline 101 reportée sur un substrat receveur 200 formé d'un support massif 201, recouvert de plusieurs transistors 202 et d'interconnexion métalliques 203. Une interface de collage 204 est présente en contact avec la couche monocristalline 101. Après report, la couche monocristalline 101 est recouverte de la couche thermiquement isolante 105 et d'une partie de la couche en oxyde de tungstène 104.
La surface de la couche monocristalline 101 peut être nettoyée par exemple avec une gravure humide sélective pour retirer les résidus d'oxyde de tungstène et, éventuellement, la couche amorphe 105 (figure 8).
Les résidus d'oxyde de tungstène peuvent retirés avec toute solution adaptée, et classiquement utilisée dans le domaine de la microélectronique, comme par exemple un mélange NH4OH :H2O2.
Le substrat support 102 recouvert par la couche barrière de diffusion 103 peut être recyclé, et utilisé pour réaliser une nouvelle structure. Une gravure humide sélective peut, éventuellement, être réalisée pour retirer les résidus d'oxyde de tungstène présents avant une nouvelle utilisation.
Exemples illustratifs et non limitatifs d'un procédé de réalisation d'une structure ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin transférable et transfert de ladite couche :
Différentes structures 100 ont été réalisées. Dans la première structure, le substrat support 102 est un substrat en verre de 700pm d'épaisseur commercialisé par la société Eagle XG. Sur ce substrat support 102 sont successivement déposées : une couche 103 de SiN de 50nm d'épaisseur par PECVD, une couche 104 de WOX de 4nm d'épaisseur par « reactive PVD », l'oxyde comprend environ 78% atomique d'oxygène. La couche a été réalisée un rapport R de 25% avec R défini par le rapport du débit d'oxygène sur la somme du débit d'oxygène et du débit d'argon, une couche 105 de SiO2 de 5pm d'épaisseur par PECVD, une couche de silicium amorphe de lpm d'épaisseur par PECVD.
Un germe monocristallin est ensuite introduit au niveau de la couche de silicium amorphe. Un balayage laser est ensuite réalisé de manière à cristalliser la couche de silicium 101 et à dégrader en introduisant des défauts dans la couche en oxyde de tungstène 104.
Lors du balayage laser, la température au niveau de la couche en silicium amorphe est de 1400°C. La couche en oxyde de tungstène 104 protégée par la couche thermiquement isolante 105 est à une température 1200°C sous le faisceau laser. La chaleur diffuse de manière raisonnable dans la couche en oxyde de tungstène 104. La couche en oxyde de tungstène 104 est par exemple à 700°C avant le front de cristallisation. Autrement dit, le front de cristallisation devance le front de changement de phase du tungstène, ce qui évite la formation de défauts, l'apparition de décollement locaux de la couche de tungstène au niveau de la partie de la couche non cristallisée. La cristallisation est ainsi de meilleure qualité.
Dans la deuxième structure, le substrat support 102 est en silicium et a une épaisseur de 500pm. Sur ce substrat support 102 sont successivement déposées :
- une couche 103 de SiN de 50nm d'épaisseur par PECVD, - une couche 104 de WOX de 4nm d'épaisseur par « reactive PVD », l'oxyde comprend environ 78% atomique d'oxygène. La couche a été réalisée un rapport R de 25% avec R défini par le rapport du débit d'oxygène sur la somme du débit d'oxygène et du débit d'argon, - une couche 105 de SiO2 de plus de 5pm d'épaisseur par PECVD, - une couche de germanium amorphe de lpm d'épaisseur par PECVD
Un germe monocristallin de germanium est ensuite introduit au niveau de la couche de germanium amorphe. Un balayage laser est ensuite réalisé de manière à cristalliser la couche de germanium 101 et à introduire des défauts dans la couche en oxyde de tungstène 104.
Un film adhésif souple 200 est ensuite positionné sur chaque structure 100 des deux exemples. Un pelage mécanique est réalisé pour séparer la couche cristalline en silicium ou en germanium 101 du substrat support 102. La couche cristalline 101 a été reportée sur le film adhésif 200 sans être cassée.
Claims (5)
- REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'une structure (100) ayant une couche de matériau semi-conducteur monocristallin (101) transférable, comprenant les étapes successives suivantes : a) Fourniture d'un substrat support (102) recouvert par une couche barrière de diffusion (103), b) Formation, sur la couche barrière de diffusion (103), d'un empilement comprenant successivement, depuis la couche barrière de diffusion (103) : - une couche de détachement en oxyde de tungstène (104), l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en un matériau amorphe thermiquement isolant (105), - une couche en un matériau semi-conducteur (101), amorphe ou polycristallin, c) Chauffage de l'empilement, de préférence par balayage laser et, de préférence, en présence d'un germe monocristallin, de manière à liquéfier la couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) et, simultanément, de manière à chauffer la couche de détachement (104) à une température supérieure à 400°C pour diminuer partiellement la cohésion et/ou l'adhésion de ladite couche de détachement (104), d) Refroidissement de l'empilement de manière à cristalliser la couche en matériau semi-conducteur, amorphe ou polycristallin, sous forme monocristalline.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxyde de tungstène comprend de 70% à 90% atomique d'oxygène, de préférence de 75% à 90% et encore plus préférentiellement de 80% à 90%. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche de détachement (104) a une épaisseur allant de 2 à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm, et encore plus préférentiellement de lOnm à 50nm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche en oxyde de tungstène (104) est déposée par pulvérisation. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche en matériau amorphe thermiquement isolant (105) est en oxyde, de préférence en oxyde de silicium. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche amorphe thermiquement isolante (105) a une épaisseur allant de 500nm à 15pm, de préférence de lpm à lOpm. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche barrière de diffusion (103) est en nitrure métallique, de préférence en nitrure de silicium. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche barrière de diffusion (103) a une épaisseur allant de de 5nm à lOOnm, de préférence de 5nm à 50nm. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat support (102) est en verre. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau semi-conducteur est du silicium ou du germanium. 11. Structure (100) ayant une couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) transférable, obtenue selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant successivement, et de préférence constituée par : - un substrat support (102), - une couche barrière de diffusion (103), - une couche de détachement en oxyde de tungstène (104), l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche en matériau amorphe thermiquement isolant (105), - une couche en matériau semi-conducteur monocristallin (101).
- 12. Structure selon la revendication 11, caractérisé en ce que la structure (100) comprend successivement, et de préférence est constituée par : - un substrat support (102) en verre, - une couche barrière de diffusion (103) en oxyde, de préférence en S1O2, - une couche de détachement en oxyde de tungstène (104), l'oxyde de tungstène comprenant au moins 70% atomique d'oxygène, - une couche (105) en nitrure métallique, de préférence en nitrure de silicium, - une couche (101) en silicium monocristallin ou en germanium monocristallin.
- 13. Procédé de transfert d'une couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) à partir de la structure (100) telle que définie dans l'une quelconque des revendications 11 et 12, comprenant les étapes suivantes : - fixation d'un ou plusieurs substrats receveurs (200), sur la couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) de la structure (100), - application d'une contrainte mécanique de manière à détacher la couche de détachement en oxyde de tungstène (104) de la couche de la couche barrière de diffusion (103) et à transférer la couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) sur le substrat receveur (200).
- 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ou les substrats receveurs (200) sont choisis parmi un substrat de type CMOS ou une couche en polymère, par exemple adhésive. 15. Procédé de transfert selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que, après le transfert de la couche en matériau semi-conducteur cristallin (101) sur le substrat receveur (200), le substrat support (102) recouvert de la couche barrière de diffusion (103) est réutilisé dans un procédé de préparation d'une structure (100) ayant une couche de en matériau semi-conducteur cristallin (101) transférable tel que défini dans l'une des revendications 1 à 10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1758849A FR3071662B1 (fr) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1758849A FR3071662B1 (fr) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede |
| FR1758849 | 2017-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3071662A1 FR3071662A1 (fr) | 2019-03-29 |
| FR3071662B1 true FR3071662B1 (fr) | 2019-11-01 |
Family
ID=60955172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1758849A Active FR3071662B1 (fr) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3071662B1 (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115156545B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-05-16 | 赣州有色冶金研究所有限公司 | 一种超粗钨粉和超粗碳化钨粉及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5498670B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2014-05-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体基板の作製方法 |
| FR2993702B1 (fr) * | 2012-07-17 | 2015-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d’une couche monocristalline |
| FR3022562B1 (fr) * | 2014-06-24 | 2016-07-22 | Commissariat Energie Atomique | Procede de passivation et procede de collage direct de couches de tungstene |
-
2017
- 2017-09-25 FR FR1758849A patent/FR3071662B1/fr active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3071662A1 (fr) | 2019-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2840731A1 (fr) | Procede de fabrication d'un substrat comportant une couche utile en materiau semi-conducteur monocristallin de proprietes ameliorees | |
| FR2857983A1 (fr) | Procede de fabrication d'une couche epitaxiee | |
| FR2837980A1 (fr) | Dispositif a semi-conducteur et son procede de fabrication, substrat de type soi pour ce dispositif et son procede de fabrication, et dispositif d'affichage utilisant un tel substrat | |
| EP1952441A1 (fr) | Procede de fabrication d un dispositif electronique flexible du type ecran comportant une pluralite de composants en couches minces | |
| EP4128328B1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic | |
| FR3103961A1 (fr) | Procede de fabrication d’une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic | |
| FR3104318A1 (fr) | Procédé de formation d'un support de manipulation à haute résistivité pour substrat composite | |
| FR2907966A1 (fr) | Procede de fabrication d'un substrat. | |
| FR3108775A1 (fr) | Procede de fabrication d’une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic | |
| FR3071662B1 (fr) | Procede de preparation d'une structure ayant une couche en materiau semi-conducteur monocristallin transferable et structure obtenue selon un tel procede | |
| FR2787919A1 (fr) | Procede de realisation d'un substrat destine a faire croitre un compose nitrure | |
| EP4008020B1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic polycristallin | |
| WO2018142061A1 (fr) | Procede de fabrication d'un film bidimensionnel de structure cristalline hexagonale | |
| WO2023186498A1 (fr) | Structure composite comprenant une couche mince monocristalline sur un substrat support en carbure de silicium poly-cristallin et procede de fabrication associe | |
| EP4066275B1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic | |
| WO2023047035A1 (fr) | Procede de fabrication d'un substrat support en carbure de silicium poly-cristallin | |
| EP1861873A1 (fr) | Procede de fabrication d'une hetero-structure comportant au moins une couche epaisse de materiau semi-conducteur | |
| FR2933235A1 (fr) | Substrat bon marche et procede de fabrication associe | |
| EP2319072A1 (fr) | Procede de preparation d'une couche mince auto-supportee de silicium cristallise | |
| US6794274B2 (en) | Method for fabricating a polycrystalline silicon film | |
| WO2023057700A1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic poly-cristallin | |
| EP4409621A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic polycristallin | |
| FR3128057A1 (fr) | Procede de fabrication d’une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic poly-cristallin | |
| FR3128056A1 (fr) | Procede de fabrication d’une structure composite comprenant une couche mince en sic monocristallin sur un substrat support en sic poly-cristallin | |
| WO2024200627A1 (fr) | Procede de fabrication d'un substrat en carbure de silicium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190329 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |