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WO2024132489A1 - Method for bonding two layers with reduction of stresses - Google Patents

Method for bonding two layers with reduction of stresses Download PDF

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Publication number
WO2024132489A1
WO2024132489A1 PCT/EP2023/084232 EP2023084232W WO2024132489A1 WO 2024132489 A1 WO2024132489 A1 WO 2024132489A1 EP 2023084232 W EP2023084232 W EP 2023084232W WO 2024132489 A1 WO2024132489 A1 WO 2024132489A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
bonding
trenches
stack
active layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/084232
Other languages
French (fr)
Inventor
Séverine CHERAMY
Frédéric Mayer
Original Assignee
Aledia
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aledia filed Critical Aledia
Publication of WO2024132489A1 publication Critical patent/WO2024132489A1/en

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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
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    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays

Definitions

  • the present invention relates to the bonding of two layers, preferably one based on silicon, involving consolidation annealing. It is particularly involved in the manufacturing of optoelectronic and microelectronic devices. For example, it finds a particularly advantageous application in the field of display technologies.
  • Direct bonding is a technique commonly used in the field of optoelectronic systems, micro-electromechanical systems or even integrated circuits.
  • Direct bonding consists of bonding two elements, typically two plates (or wafers in English), without an intermediate layer.
  • direct hydrophilic bonding typically takes place in three steps: pretreatment of the wafers, prior bonding at room temperature and finally consolidation annealing at high temperature, typically at a temperature above 100°C.
  • This consolidation annealing makes it possible to strengthen the molecular bonds between the two plates (Van der Waals forces, hydrogen bonds, covalent bonds, etc.), these bonds being very weak after simple bonding at room temperature. It is therefore necessary for satisfactory adhesion of the two plates to each other.
  • This step has a major drawback. Indeed, it is common for the two plates to be made of materials with very different coefficients of thermal expansion (CTE). Consequently, during consolidation annealing, the stress level at the interface between the two plates, and more generally in the stack formed by the two plates, is very high, which leads to delamination phenomena of the stacking, or even its breakage. This This disadvantage is all the more annoying as the materials involved have different thermal expansion coefficients and their bonding requires a high consolidation annealing temperature.
  • CTE coefficients of thermal expansion
  • a solution sometimes used consists of thinning at least one of the two layers so as to allow a certain relaxation of the stresses generated by the consolidation annealing, but this technique does not make it possible to overcome the problems of degradation in a satisfactory manner.
  • the present invention therefore aims to propose a solution making it possible to limit the degradation of the stack during consolidation annealing.
  • a method of bonding a layer based on a first material and a layer based on a second material comprising the following steps: a. Providing a stack comprising a layer based on a first material, preferably based on silicon, called the first layer, and a layer based on a second material, called the second layer, the first material preferably being different from the second material , the first layer having an initial thickness e100,ini, the first layer having a first lower face facing a face of the second layer, called the second upper face, and a first upper face opposite the first lower face, b. Form in the first layer, from the upper face of the first layer and over its entire thickness, a network of trenches, and c. Subject the stack to consolidation annealing of the bonding of the first layer and the second layer.
  • the step of forming trenches in the first layer allows stress relaxation in the stack, these stresses being due to the difference between the coefficients of thermal expansion (CTE) of the first material and the second material.
  • the stack annealing step which can for example be carried out at a temperature above 100°C, or even above 200°C, then allows consolidation of the stack. The process thus makes it possible to obtain a solid stack while minimizing the phenomena of delamination and breakage.
  • Figures 1A to 1 F illustrate the steps of the process according to one embodiment of the invention.
  • Figure 1A represents the provision of a stack comprising at least a first and a second layer.
  • Figure 1 B illustrates a step of thinning the first layer.
  • Figure 1 C illustrates a step of forming trenches in the first layer as well as in a first active layer forming part of the stack.
  • Figure 1 D illustrates a step of annealing the stack.
  • Figure 1 E illustrates a step of thinning the first layer.
  • Figure 1 F illustrates a step of filling the trenches with a filling material.
  • Figure 2A represents an alternative embodiment of the method according to the invention and more precisely a step of forming trenches in the first layer without these trenches extending into the first active layer.
  • Figures 2B and 2C illustrate an embodiment of the method according to the invention in which the first active layer comprises buried electrical contact recovery zones.
  • Figure 3 illustrates a top view of the trench network.
  • Figure 4 illustrates a sectional view of the first and second layers and first and second active layers, in the case where the first active layer comprises a plurality of photoelements and the second layer activates electronics for controlling the photoelements.
  • the first material has a thermal expansion coefficient a1 and the second material has a thermal expansion coefficient a2, a1 and a2 being distinct, preferably with
  • the method further comprises, after the step of forming the network of trenches, a step of filling the trenches with a filling layer. This allows the planarization of the stack so as to continue other usual steps of microelectronics.
  • the step of filling the trenches is carried out after the annealing step.
  • the filling layer is based on a dielectric material.
  • the dielectric material can be organic or mineral.
  • polymers for example polyimide. It is also possible to opt for SiO2, a mineral dielectric material.
  • the consolidation annealing is carried out at a Trecuit annealing temperature greater than 100°C.
  • the Trecuit annealing temperature is greater than 200°C.
  • the method further comprises, before the step of supplying the stack, the following step:
  • the annealing temperature Trecuit is greater than the bonding temperature Tcollage.
  • the bonding step comprises the implementation of at least one technique among direct fusion bonding, direct hydrophilic bonding and eutectic bonding.
  • the method further comprises, after the step of providing the stack and before the step of forming the trench network, the following step:
  • the method further comprises, after the annealing step, a step of thinning the first layer until it has a final thickness e100, final. This makes it possible to achieve levels of stack thickness that cannot be achieved when thinning a full plate.
  • the second material is based on at least one of sapphire and GaN.
  • the network of trenches comprises a set of mutually parallel trenches extending in a second direction and having in a first direction normal to the second direction a dimension called trench width I12O,X, and in which the trenches extending in the second direction are separated two by two by islands each having, in the first direction, a dimension called the first island dimension 1110,X, the ratio 1110.X/I120, X being called the first aspect ratio.
  • the first aspect ratio is less than 10, preferably less than 4.
  • the first aspect ratio is greater than 0.1, preferably greater than 0.25.
  • the stack further comprises a first active layer and a second active layer in contact respectively with the lower face of the first layer and the upper face of the second layer.
  • the first active layer comprises a plurality of photoelements, each photoelement being configured to be able to emit a light beam.
  • the second active layer comprises electronics for controlling the photoelements of the first active layer.
  • control electronics comprise CMOS transistors.
  • the method further comprises, before the step of supplying the stack, the following step:
  • the first active layer comprises metallic zones for resuming electrical contact and the step of forming the network of islands and trenches is configured to update at least part of at least some of the zones of contact. resumption of electrical contact.
  • the second active layer comprises metallic zones for resuming electrical contact and the step of forming the network of islands and trenches is configured to update at least part of at least some of the zones of contact. resumption of electrical contact.
  • a film based on a material A we mean a film comprising this material A and possibly other materials.
  • photo-element an element capable of emitting or receiving a light beam.
  • a photoelement can for example be an active 3D structure, for example an active wire or nanowire.
  • a 3D structure is said to be active when it includes an active region and is electrically connected, thus allowing it to emit light radiation.
  • wire or nanowire we mean a 3D structure with an elongated shape in the longitudinal direction.
  • the longitudinal dimension of the 3D structure, along Z in the figures, is greater, and preferably much greater, than the transverse dimensions of the 3D structure, in the XY plane in the figures.
  • the longitudinal dimension is for example at least five times, and preferably at least ten times, greater than the transverse dimensions.
  • LED light-emitting diode
  • LED simply “diode”
  • An “LED” can also be understood as a “micro-LED”.
  • a “micro-LED” is an LED whose dimensions do not exceed 100 pm.
  • a direction substantially normal to a plane means a direction having an angle of 90 ⁇ 20° or even 90 ⁇ 10° relative to the plane.
  • a reference frame preferably orthonormal, comprising the axes X, Y, Z is shown in the attached figures.
  • a first step consists of providing a stack 1 comprising at least a first layer 100 and a second layer 200.
  • the first layer 100 is based on a first material, and preferably based on silicon.
  • the first layer 100 can for example be based on one of the following materials: Si, SiC, SiGe.
  • the first layer 100 has a first upper face 101 and a first lower face 102 both extending mainly in planes parallel to the XY plane of the orthogonal reference frame. It has, in the Z direction, an initial thickness e100,ini. The initial thickness is typically greater than 500 pm, for example substantially equal to 750 pm, a conventional value in the microelectronics industry.
  • the second layer 200 also has an upper face 201 and a lower face 202 both extending mainly in planes parallel to the XY plane of the orthogonal reference frame.
  • the upper face 201 of the second layer 200 and the lower face 102 of the first layer 100 lie opposite each other.
  • the second layer 200 can for example be based on one of the following materials: Sa, GaN, glass, etc.
  • the proposed method essentially shows its interest when the first and second materials have thermal expansion coefficients different from each other, and therefore when the first and second materials are different from each other, it can nevertheless be carried out with first and second layers based on the same material.
  • the stack may also comprise, as illustrated in Figure 1A, a first active layer 150 and/or a second active layer 250. These two active layers 150, 250 are typically structured layers.
  • the first active layer 150 comprises a plurality of LEDs.
  • Each of these LEDs can be formed by a plurality of photoelements 155 which can be three-dimensional (3D) structures such as nanowires.
  • photo-element we mean an active element, that is to say capable of emitting radiation, but it is understood that each of these elements can be electrically powered or not and thus be “on” or “off” .
  • An active photoelement or active nanowire includes an active region and is typically electrically connected. This active region is the site of radiative recombination of electron-hole pairs making it possible to obtain light radiation having a main wavelength.
  • the active region typically comprises a plurality of quantum wells, for example formed by emissive layers based on GaN, InN, InGaN, AIGaN, AIN, AllnGaN, GaP, AIGaP, AHnGap, AIGaAs, GaAs, InGaAs, AIIIAs, or a combination of several of these materials.
  • the second active layer 250 comprises control electronics 255 or control electronics 255 of the LEDs included in the first active layer 150.
  • This control electronics 255 is typically electronics based on CMOS transistors (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor transistors). ) 256. Alternatively, it may be electronics based on TFT thin film transistors.
  • the presence of connection pads facing the photoelements 155 of the first active layer 150 is provided.
  • An optional step (not illustrated in the figures) consists, prior to the step of supplying the stack, of carrying out a bonding of the first layer 100 on the second layer 200.
  • This may in particular be a bonding carried out full plate: the first layer 100 and the second layer 200 can have the dimensions of microelectronic wafers (for example a diameter of 200 or 300 mm) and be glued to each other over the entirety of one of its two faces.
  • This bonding step is typically carried out at a bonding temperature Tcollage below 100°C. For example, we will speak of gluing at room temperature for a gluing temperature Tcollage lower than 40°C. If stack 1 comprises the first active layer 150 and the second active layer 250 previously described, we instead provide a bonding step between these two active layers 150 and 250.
  • the bonding of these two layers - the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250 - can be a direct bonding (or, in English, "direct bonding") or an indirect bonding (or, in English, "indirect bonding”).
  • direct bonding it is for example possible to implement a direct fusion bonding process or “fusion bonding”.
  • this technique is conventionally based on the presence of water molecules on the surface of the two layers to be bonded. When the two layers come into contact, hydrophilic bonds are formed between the two surfaces brought into contact. We then speak of direct hydrophilic bonding.
  • Fusion bonding can also be applied to so-called hybrid bonding between two layers each having at least two distinct materials on the surface (for example copper and SiO2). It is understood that any other bonding technique taking place at low temperature, that is to say typically at a temperature below 100°C, is also possible.
  • An optional step shown in Figure 1 B consists of pre-thinning the first layer 100 from its upper face 101. This step makes it possible to reduce the thickness of the first layer 100 from an initial thickness e100.ini to an intermediate thickness e100, inter.
  • This pre-thinning can be carried out by grinding or mechanical-chemical polishing of the first layer 100 from its upper face 101.
  • This optional pre-thinning step is carried out before the trench formation step described below. It allows a first relaxation of the constraints due to the difference in CTE between the first layer 100 and the second layer 200. It provides a certain flexibility to the first layer 100. It also facilitates the formation of trenches in the first layer 100 and improves it. the precision.
  • the intermediate thickness e100, inter of the first layer 100 after pre-thinning is advantageously greater than 300 pm. This makes it possible to limit the weakening of the interface between the first layer 100 and the second layer 200 (or the first active layer 150 and the second active layer 250). Indeed, at this stage of the process, these layers only adhere to each other thanks to weak bonds (Van der Waals, hydrogen bonds, etc.) which are not yet consolidated. Too much thinning of the first layer 100 could lead to a delamination phenomenon. Maintaining a thickness of first layer 100 greater than 300 pm before consolidation annealing of the bonds (which will be described further below) makes it possible to maintain good structural quality of the different layers, and in particular of the first layer 100.
  • Figure 1 C illustrates a second step, consisting of the formation of a network of trenches 120 in the first layer 100.
  • the trenches 120 are formed from the first upper face 101 of the first layer 100 and extend over the entire its thickness.
  • the depth of the trenches, taken in the Z direction can be substantially equal to e100,ini, or to e100,inter if the optional step of pre-thinning the first layer 100 prior to the formation of the trenches is implemented. artwork.
  • the network of trenches 120 may comprise trenches 120 substantially parallel to each other and extending mainly in the direction Y, as shown in Figure 1 C. It may also comprise a set of trenches 120 substantially parallel to each other and extending mainly in a direction distinct from the Y direction, typically the X direction, normal to the Y direction. This example is illustrated in Figure 3.
  • the trenches 120 extending mainly in the direction Y each have a trench width denoted I120.X, taken along the dimension X.
  • the trenches 120 extending mainly in the direction X each have a secondary trench width denoted 1120, Y, taken along dimension Y.
  • the trench width 1120, X and the secondary trench width 1120, Y are typically equal to each other. They are for example between 5 pm and 100 pm, preferably between 10 pm and 30 pm.
  • the trenches 120 are separated by islands 110 formed by the remaining parts of the first layer 100 after formation of the trenches 120.
  • the islands 110 therefore have, at this stage of the process and in the Z direction, a dimension equal to that of the trenches 120 : e100.ini or e100, inter, depending on whether or not the step of pre-thinning the first layer 100 is implemented.
  • the islands 110 In the direction X, the islands 110 have a dimension called the first island dimension 1110, x. By construction, this first dimension is equal to the spacing between two consecutive trenches 120 extending in the direction Y.
  • the islands 110 are , in the XY plane, of rectangular shape and preferably square and present in the Y direction a dimension called the second island dimension 1110, Y.
  • This second dimension is by construction equal to the spacing between two consecutive trenches 120 extending in the direction Y.
  • the first island dimension I110.X and the second island dimension 1110, Y are advantageously equal to each other. Such symmetry in fact allows uniformity in the mechanical relaxation of the first layer 100 brought about by the formation of trenches 120.
  • the islands 110 have, in the XY plane, a square shape.
  • first aspect ratio defined by the ratio between the first island dimension I110.X and the trench width I12O,X. This first aspect ratio is advantageously greater than 1 and/or less than 100.
  • second aspect ratio equal to the ratio between the second island dimension 1110, Y and the secondary trench width 1120, Y, also advantageously greater than 1 and/or less than 100. These aspect ratios are preferably substantially equal to each other.
  • the trenches 120 - and, by construction, the islands 110 - can be formed in different ways. It is for example possible to form the trenches 120 mechanically using a blade dicing. It is also possible to carry out laser cutting (“laser dicing” in English) or plasma cutting (“plasma dicing” in English) to form these trenches 120.
  • the formation of the trenches 120 can be followed by a step of removing potential residues due to this formation.
  • a third step, illustrated in Figure 1 D, consists of subjecting stack 1 to consolidation annealing.
  • This consolidation annealing is typically carried out at a temperature above 100°C, preferably above 200°C and advantageously above 400°C. It makes it possible to consolidate the bonding of the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250.
  • a simple bonding of the two layers - the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250 - without consolidation annealing does not in fact allow not always to obtain a sufficiently high level of adhesion between them for the targeted applications or the technological steps to follow.
  • the adhesion energy between the two layers involved typically goes from a value less than 1 J/m 2 before consolidation annealing to a value substantially equal to or greater than 5 J/m 2 after this annealing.
  • Figure 1 E represents an optional post-thinning step of the first layer 100.
  • This step makes it possible to reduce its thickness by the initial thickness e100.ini (or by the intermediate thickness e100, inter if a pre-thinning of the first layer 100 was carried out prior to the formation of the trenches 120) at a final thickness e100, final.
  • the final thickness e100, final constitutes a target thickness being preferentially chosen according to the targeted applications. It is preferably less than 200 pm, typically substantially equal to 150 pm. For applications in particularly thin electronic chips, the final thickness can be set at a value less than 20 pm, advantageously less than 15 pm.
  • This post-thinning step makes it possible to achieve thickness levels that cannot be achieved by conventional full-plate thinning. Without consolidation annealing, the final thickness e100 could not be reached without delamination and rupture phenomena.
  • Figure 1 F illustrates an optional step of filling the trenches 120 with a filling layer 300.
  • the filling layer 300 is preferably based on one or more polymers, such as for example a polyimide.
  • Such filling makes it possible to flatten the stack 1 so as to be able to carry out, following the implementation of the process, other conventional microelectronics steps.
  • the trench filling step can be carried out after, preferably before, the post-thinning step described previously. In the case where the filling is carried out before thinning, it is then possible to simultaneously thin the islands of the first layer 100 and the filling layer 300.
  • the filling step is implemented after the consolidation annealing.
  • the step of filling the trenches 120 can also be carried out before the consolidation annealing.
  • the step of forming trenches 120 in the first layer 100 is immediately followed by or carried out simultaneously with a step of forming additional trenches 120' in the first active layer 150 and in the second active layer 250. It is possible that all the trenches 120 are extended by an additional underlying trench 120', as illustrated in Figure 1 C. It is also possible to select the trenches 120 from which are formed the additional trenches 120'. In all cases, we can thus proceed to “dicing” of the first active layer 150 and the second active layer 250 so as to form “smart pixels” or “intelligent pixels”, each composed of a portion of the first active layer 150 and a portion of the second active layer 250, next.
  • the control element(s) included in the portion of first active layer 150 then makes it possible to control the photoelements 155 included in the portion of second active layer 250 located opposite.
  • the first active layer 150 comprises buried electrical contacts and electrically connected to metallic electrical contact recovery zones 160, as illustrated in Figure 2B.
  • the step of forming the trenches 120 makes it possible to update these recovery zones 160.
  • the presence of these recovery zones 160 is particularly advantageous during the formation of the trenches 120 in the first layer 100.
  • the presence of metal causes the etching to stop ( Figure 2C).
  • the engraving is therefore limited physically by the recovery zones 160 and not by theoretical calculations of engraving times, calculations depending on numerous parameters and which may be imprecise. This improves the precision of the formation of the trenches 120.
  • the buried electrical contacts and the recovery zones 160 can allow electrical tests to be carried out in stack 1. These recovery zones 160 can then be removed. Several methods are possible for this (laser, cutting blade, etc.).
  • the recovery zones 160 can for example be redistribution layers of an integrated circuit, commonly designated by the English acronym “RDL” (for “Redistribution Layers”).
  • RDL redistribution Layers

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Abstract

The invention relates to a method for bonding a layer based on a first material and a layer based on a second material. The method comprises a step of providing a stack (1) that comprises a first layer (100) based on the first material, preferably based on silicon, and a second layer (200) based on the second material. The first material and the second material are preferably distinct. The first layer has an upper first face (101). The method then provides a step of forming, in the first layer, from the upper first face thereof and through the entire thickness thereof, an array of trenches (120). The stack is then subjected to consolidation annealing.

Description

« Procédé de collage de deux couches réduisant les contraintes » “Two-layer bonding process reducing stress”
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne le collage de deux couches, dont de préférence une à base de silicium, impliquant un recuit de consolidation. Elle s’inscrit notamment dans la fabrication de dispositifs optoélectroniques et microélectroniques. Elle trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse le domaine des technologies d’affichage. The present invention relates to the bonding of two layers, preferably one based on silicon, involving consolidation annealing. It is particularly involved in the manufacturing of optoelectronic and microelectronic devices. For example, it finds a particularly advantageous application in the field of display technologies.
ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
Le collage, notamment le collage direct, est une technique couramment utilisée dans le domaine des systèmes optoélectroniques, des systèmes micro-électromécaniques ou encore des circuits intégrés. Le collage direct consiste à coller deux éléments, classiquement deux plaques (ou wafers en anglais), sans couche intermédiaire. Par exemple, le collage direct hydrophile se déroule typiquement en trois étapes : un prétraitement des wafers, un collage préalable à température ambiante et enfin un recuit de consolidation à haute température, typiquement à une température supérieure à 100°C. Ce recuit de consolidation permet de renforcer les liaisons moléculaires entre les deux plaques (forces de Van der Waals, liaisons hydrogène, liaisons covalentes...), ces liaisons étant très faibles après le simple collage à température ambiante. Il est donc nécessaire à une adhésion satisfaisante des deux plaques entre elles. Cette étape présente cependant un inconvénient majeur. En effet, il est fréquent que les deux plaques soient composées de matériaux présentant des coefficients d’expansion thermique (CTE) très différents. En conséquence, lors du recuit de consolidation, le niveau de stress à l’interface entre les deux plaques, et plus généralement dans l’empilement formé par les deux plaques, est très élevé, ce qui mène à des phénomènes de délamination de l’empilement, voire à sa rupture. Cet inconvénient est d’autant plus gênant que les matériaux impliqués présentent des coefficients d’expansion thermique différents et que leur collage nécessite une température de recuit de consolidation élevée. Bonding, particularly direct bonding, is a technique commonly used in the field of optoelectronic systems, micro-electromechanical systems or even integrated circuits. Direct bonding consists of bonding two elements, typically two plates (or wafers in English), without an intermediate layer. For example, direct hydrophilic bonding typically takes place in three steps: pretreatment of the wafers, prior bonding at room temperature and finally consolidation annealing at high temperature, typically at a temperature above 100°C. This consolidation annealing makes it possible to strengthen the molecular bonds between the two plates (Van der Waals forces, hydrogen bonds, covalent bonds, etc.), these bonds being very weak after simple bonding at room temperature. It is therefore necessary for satisfactory adhesion of the two plates to each other. This step, however, has a major drawback. Indeed, it is common for the two plates to be made of materials with very different coefficients of thermal expansion (CTE). Consequently, during consolidation annealing, the stress level at the interface between the two plates, and more generally in the stack formed by the two plates, is very high, which leads to delamination phenomena of the stacking, or even its breakage. This This disadvantage is all the more annoying as the materials involved have different thermal expansion coefficients and their bonding requires a high consolidation annealing temperature.
Une solution parfois utilisée consiste à amincir au moins une des deux couches de façon à permettre une certaine relaxation des contraintes engendrées par le recuit de consolidation, mais cette technique ne permet pas de s’affranchir des problèmes de dégradation de façon satisfaisante. A solution sometimes used consists of thinning at least one of the two layers so as to allow a certain relaxation of the stresses generated by the consolidation annealing, but this technique does not make it possible to overcome the problems of degradation in a satisfactory manner.
La présente invention vise donc à proposer une solution permettant de limiter la dégradation de l’empilement lors du recuit de consolidation. The present invention therefore aims to propose a solution making it possible to limit the degradation of the stack during consolidation annealing.
RESUME SUMMARY
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un procédé de collage d’une couche à base d’un premier matériau et d’une couche à base d’un deuxième matériau comprenant les étapes suivantes : a. Fournir un empilement comprenant une couche à base d’un premier matériau, de préférence à base de silicium, dite première couche, et une couche à base d’un deuxième matériau, dite deuxième couche, le premier matériau étant de préférence différent du deuxième matériau, la première couche présentant une épaisseur initiale e100,ini , la première couche présentant une première face inférieure en regard d’une face de la deuxième couche, dite deuxième face supérieure, et une première face supérieure opposée à la première face inférieure, b. Former dans la première couche, à partir de la face supérieure de la première couche et sur toute son épaisseur, un réseau de tranchées, et c. Soumettre l’empilement à un recuit de consolidation du collage de la première couche et de la deuxième couche. To achieve this objective, according to one embodiment, a method of bonding a layer based on a first material and a layer based on a second material is provided, comprising the following steps: a. Providing a stack comprising a layer based on a first material, preferably based on silicon, called the first layer, and a layer based on a second material, called the second layer, the first material preferably being different from the second material , the first layer having an initial thickness e100,ini, the first layer having a first lower face facing a face of the second layer, called the second upper face, and a first upper face opposite the first lower face, b. Form in the first layer, from the upper face of the first layer and over its entire thickness, a network of trenches, and c. Subject the stack to consolidation annealing of the bonding of the first layer and the second layer.
L’étape de formation de tranchées dans la première couche permet une relaxation des contraintes dans l’empilement, ces contraintes étant dues à la différence entre les coefficients de dilatation thermique (CTE) du premier matériau et du deuxième matériau. L’étape de recuit de l’empilement, pouvant par exemple être effectué à une température supérieure à 100°C, voire supérieure à 200°C, permet ensuite une consolidation de l’empilement. Le procédé permet ainsi d’obtenir un empilement solide tout en minimisant les phénomènes de délamination et de rupture. The step of forming trenches in the first layer allows stress relaxation in the stack, these stresses being due to the difference between the coefficients of thermal expansion (CTE) of the first material and the second material. The stack annealing step, which can for example be carried out at a temperature above 100°C, or even above 200°C, then allows consolidation of the stack. The process thus makes it possible to obtain a solid stack while minimizing the phenomena of delamination and breakage.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : The aims, objects, as well as the characteristics and advantages of the invention will emerge better from the detailed description of an embodiment of the latter which is illustrated by the following accompanying drawings in which:
Les figures 1A à 1 F illustrent les étapes du procédé selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 1A représente la fourniture d’un empilement comprenant au moins une première et une deuxième couche. Figures 1A to 1 F illustrate the steps of the process according to one embodiment of the invention. Figure 1A represents the provision of a stack comprising at least a first and a second layer.
La figure 1 B illustre une étape d’amincissement de la première couche. Figure 1 B illustrates a step of thinning the first layer.
La figure 1 C illustre une étape de formation de tranchées dans la première couche ainsi que dans une première couche active faisant partie de l’empilement. La figure 1 D illustre une étape de recuit de l’empilement. Figure 1 C illustrates a step of forming trenches in the first layer as well as in a first active layer forming part of the stack. Figure 1 D illustrates a step of annealing the stack.
La figure 1 E illustre une étape d’amincissement de la première couche. Figure 1 E illustrates a step of thinning the first layer.
La figure 1 F illustre une étape de remplissage des tranchées par un matériau de remplissage.Figure 1 F illustrates a step of filling the trenches with a filling material.
La figure 2A représente un mode de réalisation alternatif du procédé selon l’invention et plus précisément une étape de formation de tranchées dans la première couche sans que ces tranchées ne s’étendent dans la première couche active. Figure 2A represents an alternative embodiment of the method according to the invention and more precisely a step of forming trenches in the first layer without these trenches extending into the first active layer.
Les figures 2B et 2C illustrent un mode de réalisation du procédé selon l’invention dans lequel la première couche active comprend des zones de reprises de contact électrique enterrées. Figures 2B and 2C illustrate an embodiment of the method according to the invention in which the first active layer comprises buried electrical contact recovery zones.
La figure 3 illustre une vue de dessus du réseau de tranchées. Figure 3 illustrates a top view of the trench network.
La figure 4 illustre une vue en coupe des première et deuxième couches et première et deuxième couches actives, dans le cas où la première couche active comprend une pluralité de photoéléments et la deuxième couche active une électronique de commande des photo-éléments.Figure 4 illustrates a sectional view of the first and second layers and first and second active layers, in the case where the first active layer comprises a plurality of photoelements and the second layer activates electronics for controlling the photoelements.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions ne sont pas représentatives de la réalité. The drawings are given as examples and are not limiting to the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily on the scale of practical applications. In particular, the dimensions are not representative of reality.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DETAILED DESCRIPTION
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci- après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : Before beginning a detailed review of embodiments of the invention, the following are set out as optional characteristics which may possibly be used in combination or alternatively:
Selon un mode de réalisation, le premier matériau présente un coefficient de dilatation thermique a1 et le deuxième matériau présente un coefficient de dilatation thermique a2, a1 et a2 étant distincts, de préférence avec | (a1-a2)/a1 1 >k*a1 , avec k>1 ,7. According to one embodiment, the first material has a thermal expansion coefficient a1 and the second material has a thermal expansion coefficient a2, a1 and a2 being distinct, preferably with | (a1-a2)/a1 1 >k*a1, with k>1,7.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, après l’étape de formation du réseau de tranchées, une étape de remplissage des tranchées avec une couche de remplissage. Cela permet la planarisation de l’empilement de sorte à poursuivre d’autres étapes habituelles de la microélectronique. According to one embodiment, the method further comprises, after the step of forming the network of trenches, a step of filling the trenches with a filling layer. This allows the planarization of the stack so as to continue other usual steps of microelectronics.
Selon un mode de réalisation, l’étape de remplissage des tranchées est réalisée après l’étape de recuit. According to one embodiment, the step of filling the trenches is carried out after the annealing step.
Selon un mode de réalisation, la couche de remplissage est à base d’un matériau diélectrique. Le matériau diélectrique peut être organique ou minéral. Parmi les matériaux diélectriques envisageables, on trouve notamment les polymères, par exemple le polyimide. Il est également possible d’opter pour le SiO2, matériau diélectrique minéral. According to one embodiment, the filling layer is based on a dielectric material. The dielectric material can be organic or mineral. Among the possible dielectric materials, we find in particular polymers, for example polyimide. It is also possible to opt for SiO2, a mineral dielectric material.
Selon un exemple avantageux, le recuit de consolidation est réalisé à une température de recuit Trecuit supérieure à 100°C. According to an advantageous example, the consolidation annealing is carried out at a Trecuit annealing temperature greater than 100°C.
Selon un exemple avantageux, la température de recuit Trecuit est supérieure à 200°C. According to an advantageous example, the Trecuit annealing temperature is greater than 200°C.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, avant l’étape de fourniture de l’empilement, l’étape suivante : According to one embodiment, the method further comprises, before the step of supplying the stack, the following step:
Réaliser un collage de la première couche sur la deuxième couche à une température de collage Tcollage inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 40°C. Selon un exemple avantageux, la température de recuit Trecuit est supérieure à la température de collage Tcollage. Carry out bonding of the first layer to the second layer at a bonding temperature Tcollage lower than 100°C, preferably lower than 40°C. According to an advantageous example, the annealing temperature Trecuit is greater than the bonding temperature Tcollage.
Selon un mode de réalisation, l’étape de collage comprend la mise en œuvre d’au moins une technique parmi le collage par fusion direct, le collage hydrophile direct et le collage eutectique.According to one embodiment, the bonding step comprises the implementation of at least one technique among direct fusion bonding, direct hydrophilic bonding and eutectic bonding.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, après l’étape de fourniture de l’empilement et avant l’étape de formation du réseau de tranchées, l’étape suivante : According to one embodiment, the method further comprises, after the step of providing the stack and before the step of forming the trench network, the following step:
Amincir la première couche à partir de la première face supérieure jusqu’à ce qu’elle présente une épaisseur intermédiaire e100, inter. Thin the first layer from the first upper face until it has an intermediate thickness e100, inter.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, après l’étape de recuit, une étape d’amincissement de la première couche jusqu’à ce qu’elle présente une épaisseur finale e100, finale. Cela permet d’atteindre des niveaux d’épaisseurs de l’empilement ne pouvant pas être atteints lorsque l’on l’amincit pleine plaque. According to one embodiment, the method further comprises, after the annealing step, a step of thinning the first layer until it has a final thickness e100, final. This makes it possible to achieve levels of stack thickness that cannot be achieved when thinning a full plate.
Selon un mode de réalisation, le deuxième matériau est à base de l’un au moins parmi le saphir et le GaN. According to one embodiment, the second material is based on at least one of sapphire and GaN.
Selon un mode de réalisation, le réseau de tranchées comprend un ensemble de tranchées parallèles entre elles s’étendant selon une deuxième direction et présentant selon une première direction normale à la deuxième direction une dimension dite largeur de tranchée I12O,X, et dans lequel les tranchées s’étendant selon la deuxième direction sont séparées deux à deux par des îlots présentant chacun selon la première direction une dimension dite première dimension d’îlot 1110,X, le rapport 1110.X/I120, X étant dit premier rapport de forme. According to one embodiment, the network of trenches comprises a set of mutually parallel trenches extending in a second direction and having in a first direction normal to the second direction a dimension called trench width I12O,X, and in which the trenches extending in the second direction are separated two by two by islands each having, in the first direction, a dimension called the first island dimension 1110,X, the ratio 1110.X/I120, X being called the first aspect ratio.
Selon un mode de réalisation, le premier rapport de forme est inférieur à 10, de préférence inférieur à 4. According to one embodiment, the first aspect ratio is less than 10, preferably less than 4.
Selon un mode de réalisation, le premier rapport de forme est supérieur à 0,1 , de préférence supérieur à 0,25. According to one embodiment, the first aspect ratio is greater than 0.1, preferably greater than 0.25.
Selon un mode de réalisation, l’empilement comprend en outre une première couche active et une deuxième couche active au contact respectivement de la face inférieure de la première couche et de la face supérieure de la deuxième couche. According to one embodiment, the stack further comprises a first active layer and a second active layer in contact respectively with the lower face of the first layer and the upper face of the second layer.
Selon un mode de réalisation, la première couche active comprend une pluralité de photoéléments, chaque photo-élément étant configuré pour pouvoir émettre un faisceau lumineux.According to one embodiment, the first active layer comprises a plurality of photoelements, each photoelement being configured to be able to emit a light beam.
Selon un mode de réalisation, la deuxième couche active comprend une électronique de commande des photo-éléments de la première couche active. According to one embodiment, the second active layer comprises electronics for controlling the photoelements of the first active layer.
Selon un mode de réalisation, l’électronique de commande comprend des transistors CMOS.According to one embodiment, the control electronics comprise CMOS transistors.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, avant l’étape de fourniture de l’empilement, l’étape suivante : According to one embodiment, the method further comprises, before the step of supplying the stack, the following step:
Réaliser un collage de la première couche active sur la deuxième couche active à une température de collage Tcollage inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 40°C. Carry out bonding of the first active layer on the second active layer at a bonding temperature Tcollage lower than 100°C, preferably lower than 40°C.
Selon un mode de réalisation, la première couche active comprend des zones métalliques de reprise de contact électrique et l’étape de formation du réseau d’îlots et de tranchées est configurée pour mettre à jour une partie au moins de certains au moins des zones de reprise de contact électrique. Selon un mode de réalisation, la deuxième couche active comprend des zones métalliques de reprise de contact électrique et l’étape de formation du réseau d’îlots et de tranchées est configurée pour mettre à jour une partie au moins de certains au moins des zones de reprise de contact électrique. According to one embodiment, the first active layer comprises metallic zones for resuming electrical contact and the step of forming the network of islands and trenches is configured to update at least part of at least some of the zones of contact. resumption of electrical contact. According to one embodiment, the second active layer comprises metallic zones for resuming electrical contact and the step of forming the network of islands and trenches is configured to update at least part of at least some of the zones of contact. resumption of electrical contact.
On entend par un film à base d’un matériau A, un film comprenant ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux. By a film based on a material A, we mean a film comprising this material A and possibly other materials.
On entend par photo-élément un élément apte à émettre ou à recevoir un faisceau lumineux. Un photo-élément peut par exemple être une structure 3D active, par exemple un fil ou nanofil actif. Une structure 3D est dite active lorsqu’elle comprend une région active et qu’elle est connectée électriquement, lui permettant ainsi d’émettre un rayonnement lumineux. By photo-element is meant an element capable of emitting or receiving a light beam. A photoelement can for example be an active 3D structure, for example an active wire or nanowire. A 3D structure is said to be active when it includes an active region and is electrically connected, thus allowing it to emit light radiation.
On entend par fil ou par nanofil une structure 3D de forme allongée selon la direction longitudinale. La dimension longitudinale de la structure 3D, selon Z sur les figures, est supérieure, et de préférence très supérieure, aux dimensions transverses de la structure 3D, dans le plan XY sur les figures. La dimension longitudinale est par exemple au moins cinq fois, et de préférence au moins dix fois, supérieure aux dimensions transverses. Un nanofil est un fil présentant des dimensions transverses inférieures à 1 pm (1 pm = 10-6 m). By wire or nanowire we mean a 3D structure with an elongated shape in the longitudinal direction. The longitudinal dimension of the 3D structure, along Z in the figures, is greater, and preferably much greater, than the transverse dimensions of the 3D structure, in the XY plane in the figures. The longitudinal dimension is for example at least five times, and preferably at least ten times, greater than the transverse dimensions. A nanowire is a wire with transverse dimensions less than 1 pm (1 pm = 10-6 m).
Dans la présente demande de brevet, les termes « diode électroluminescente », « LED » ou simplement « diode » sont employés en synonymes. Une « LED » peut également s’entendre d’une « micro-LED ». Une « micro-LED » est une LED dont les dimensions n’excèdent pas 100 pm. In this patent application, the terms “light-emitting diode”, “LED” or simply “diode” are used synonymously. An “LED” can also be understood as a “micro-LED”. A “micro-LED” is an LED whose dimensions do not exceed 100 pm.
Les termes « sensiblement », « environ », « de l'ordre de » signifient, lorsqu’ils se rapportent à une valeur, « à 20% près » voire « à 10% près » de cette valeur ou, lorsqu'ils se rapportent à une orientation angulaire, « à 20° près » voire « à 10° près » de cette orientation. Ainsi, une direction sensiblement normale à un plan signifie une direction présentant un angle de 90±20° voire de 90±10° par rapport au plan. The terms "significantly", "approximately", "of the order of" mean, when they relate to a value, "within 20%" or even "within 10%" of this value or, when they are relate to an angular orientation, “within 20°” or even “within 10°” of this orientation. Thus, a direction substantially normal to a plane means a direction having an angle of 90±20° or even 90±10° relative to the plane.
Un repère, de préférence orthonormé, comprenant les axes X, Y, Z est représenté sur les figures annexées. A reference frame, preferably orthonormal, comprising the axes X, Y, Z is shown in the attached figures.
Le procédé selon un mode de réalisation de l’invention va maintenant être décrit en référence aux figures 1A à 1 F. The method according to one embodiment of the invention will now be described with reference to Figures 1A to 1 F.
Comme illustré en figure 1 A, une première étape consiste à fournir un empilement 1 comprenant au moins une première couche 100 et une deuxième couche 200. La première couche 100 est à base d’un premier matériau, et de préférence à base de silicium. La première couche 100 peut par exemple être à base de l’un parmi les matériaux suivants : Si, SiC, SiGe. As illustrated in Figure 1 A, a first step consists of providing a stack 1 comprising at least a first layer 100 and a second layer 200. The first layer 100 is based on a first material, and preferably based on silicon. The first layer 100 can for example be based on one of the following materials: Si, SiC, SiGe.
La première couche 100 présente une première face supérieure 101 et une première face inférieure 102 s’étendant toutes les deux principalement dans des plans parallèles au plan XY du repère orthogonal. Elle présente, selon la direction Z, une épaisseur initiale e100,ini. L’épaisseur initiale est typiquement supérieure à 500 pm, par exemple sensiblement égale à 750 pm, valeur classique dans l’industrie microélectronique. La deuxième couche 200 présente elle aussi une face supérieure 201 et une face inférieure 202 s’étendant toutes les deux principalement dans des plans parallèles au plan XY du repère orthogonal. La face supérieure 201 de la deuxième couche 200 et la face inférieure 102 de la première couche 100 se trouvent en regard l’une de l’autre. La deuxième couche 200 peut par exemple être à base de l’un parmi les matériaux suivants : Sa, GaN, du verre... The first layer 100 has a first upper face 101 and a first lower face 102 both extending mainly in planes parallel to the XY plane of the orthogonal reference frame. It has, in the Z direction, an initial thickness e100,ini. The initial thickness is typically greater than 500 pm, for example substantially equal to 750 pm, a conventional value in the microelectronics industry. The second layer 200 also has an upper face 201 and a lower face 202 both extending mainly in planes parallel to the XY plane of the orthogonal reference frame. The upper face 201 of the second layer 200 and the lower face 102 of the first layer 100 lie opposite each other. The second layer 200 can for example be based on one of the following materials: Sa, GaN, glass, etc.
Notons que, si la méthode proposée montre essentiellement son intérêt lorsque les premier et deuxième matériaux ont des coefficients d’expansion thermique différents entre eux, et donc lorsque les premier et deuxième matériaux sont différents entre eux, elle peut néanmoins tout à fait être réalisée avec des première et deuxième couches à base d’un même matériau. Note that, if the proposed method essentially shows its interest when the first and second materials have thermal expansion coefficients different from each other, and therefore when the first and second materials are different from each other, it can nevertheless be carried out with first and second layers based on the same material.
L’empilement peut également comprendre, comme illustré à la figure 1A, une première couche active 150 et/ou une deuxième couche active 250. Ces deux couches actives 150, 250 sont typiquement des couches structurées. The stack may also comprise, as illustrated in Figure 1A, a first active layer 150 and/or a second active layer 250. These two active layers 150, 250 are typically structured layers.
Avantageusement, la première couche active 150 comprend une pluralité de LED. Chacune de ces LED peut être formée par une pluralité de photo-éléments 155 pouvant être des structures à trois dimensions (3D) tels que des nanofils. On entend par « photo-élément » un élément actif, c’est-à-dire apte à émettre un rayonnement, mais il est entendu que chacun de ces éléments peut être électriquement alimenté ou non et ainsi être « allumé » ou « éteint ». Un photo-élément actif ou nanofil actif comprend une région active et est typiquement connecté électriquement. Cette région active est le lieu de recombinaisons radiatives de paires électron-trou permettant d’obtenir un rayonnement lumineux présentant une longueur d’onde principale. La région active comprend typiquement une pluralité de puits quantiques, par exemple formés par des couches émissives à base de GaN, InN, InGaN, AIGaN, AIN, AllnGaN, GaP, AIGaP, AHnGap, AIGaAs, GaAs, InGaAs, AIIIAs, ou d’une combinaison de plusieurs de ces matériaux. Advantageously, the first active layer 150 comprises a plurality of LEDs. Each of these LEDs can be formed by a plurality of photoelements 155 which can be three-dimensional (3D) structures such as nanowires. By “photo-element” we mean an active element, that is to say capable of emitting radiation, but it is understood that each of these elements can be electrically powered or not and thus be “on” or “off” . An active photoelement or active nanowire includes an active region and is typically electrically connected. This active region is the site of radiative recombination of electron-hole pairs making it possible to obtain light radiation having a main wavelength. The active region typically comprises a plurality of quantum wells, for example formed by emissive layers based on GaN, InN, InGaN, AIGaN, AIN, AllnGaN, GaP, AIGaP, AHnGap, AIGaAs, GaAs, InGaAs, AIIIAs, or a combination of several of these materials.
Avantageusement, la deuxième couche active 250 comprend une électronique de pilotage 255 ou électronique de commande 255 des LED comprises dans la première couche active 150. Cette électronique de pilotage 255 est typiquement une électronique à base de transistors CMOS (transistors Complémentaires Métal-Oxyde-Semiconducteur) 256. Alternativement, il peut s’agir d’une électronique à base de transistors en couches minces TFT. On prévoit avantageusement, au sein de l’électronique de commande 255, la présence de plots de connexion en regard des photo-éléments 155 de la première couche active 150. Advantageously, the second active layer 250 comprises control electronics 255 or control electronics 255 of the LEDs included in the first active layer 150. This control electronics 255 is typically electronics based on CMOS transistors (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor transistors). ) 256. Alternatively, it may be electronics based on TFT thin film transistors. Advantageously, within the control electronics 255, the presence of connection pads facing the photoelements 155 of the first active layer 150 is provided.
Une étape facultative (non illustrée sur les figures) consiste, préalablement à l’étape de fourniture de l’empilement, à réaliser un collage de la première couche 100 sur la deuxième couche 200. Il peut notamment s’agir d’un collage réalisé pleine plaque : la première couche 100 et la deuxième couche 200 peuvent présenter des dimensions de plaquettes microélectroniques (par exemple un diamètre de 200 ou 300 mm) et être collées l’une à l’autre chacune sur l’intégralité de l’une de ses deux faces. An optional step (not illustrated in the figures) consists, prior to the step of supplying the stack, of carrying out a bonding of the first layer 100 on the second layer 200. This may in particular be a bonding carried out full plate: the first layer 100 and the second layer 200 can have the dimensions of microelectronic wafers (for example a diameter of 200 or 300 mm) and be glued to each other over the entirety of one of its two faces.
Cette étape de collage est typiquement réalisée à une température de collage Tcollage inférieure à 100°C. On parlera par exemple de collage à température ambiante pour une température de collage Tcollage inférieure à 40°C. Si l’empilement 1 comprend la première couche active 150 et la deuxième couche active 250 préalablement décrites, on prévoit plutôt une étape de collage entre ces deux couches actives 150 et 250. This bonding step is typically carried out at a bonding temperature Tcollage below 100°C. For example, we will speak of gluing at room temperature for a gluing temperature Tcollage lower than 40°C. If stack 1 comprises the first active layer 150 and the second active layer 250 previously described, we instead provide a bonding step between these two active layers 150 and 250.
Le collage de ces deux couches - la première couche 100 et la deuxième couche 200 ou bien la première couche active 150 et la deuxième couche active 250 - peut être un collage direct (ou, en anglais, « direct bonding ») ou bien un collage indirect (ou, en anglais, « indirect bonding »). Dans le cas d’un collage direct, il est par exemple possible de mettre en œuvre un procédé de collage direct par fusion ou « fusion bonding ». Dans le cas particulier de deux couches présentant une surface à base de silicium, cette technique se base classiquement sur la présence de molécules d’eau à la surface des deux couches à coller. Lors de la mise en contact des deux couches, des liaisons hydrophiles se forment entre les deux surfaces mises en contact. On parle alors de collage direct hydrophile. Le collage par fusion peut également s’appliquer à un collage dit hybride entre deux couches présentant chacune en surface au moins deux matériaux distincts (par exemple du cuivre et du SiO2). Il est entendu que toute autre technique de collage se déroulant à basse température, c’est-à-dire typiquement à une température inférieure à 100°C, est également envisageable. The bonding of these two layers - the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250 - can be a direct bonding (or, in English, "direct bonding") or an indirect bonding (or, in English, "indirect bonding"). In the case of direct bonding, it is for example possible to implement a direct fusion bonding process or “fusion bonding”. In the particular case of two layers having a silicon-based surface, this technique is conventionally based on the presence of water molecules on the surface of the two layers to be bonded. When the two layers come into contact, hydrophilic bonds are formed between the two surfaces brought into contact. We then speak of direct hydrophilic bonding. Fusion bonding can also be applied to so-called hybrid bonding between two layers each having at least two distinct materials on the surface (for example copper and SiO2). It is understood that any other bonding technique taking place at low temperature, that is to say typically at a temperature below 100°C, is also possible.
Une étape facultative représentée à la figure 1 B consiste à pré-amincir la première couche 100 à partir de sa face supérieure 101 . Cette étape permet de réduire l’épaisseur de la première couche 100 d’une épaisseur initiale e100.ini à une épaisseur intermédiaire e100, inter. Ce préamincissement peut être réalisé par meulage ou polissage mécano-chimique de la première couche 100 à partir de sa face supérieure 101. Cette étape facultative de pré-amincissement est effectuée avant l’étape de formation de tranchées décrite ci-dessous. Elle permet une première relaxation des contraintes dues à la différence de CTE entre la première couche 100 et la deuxième couche 200. Elle apporte une certaine souplesse à la première couche 100. Elle facilite également la formation de tranchées dans la première couche 100 et en améliore la précision. L’épaisseur intermédiaire e100, inter de la première couche 100 après pré-amincissement est avantageusement supérieure à 300 pm. Cela permet de limiter l’affaiblissement de l’interface entre la première couche 100 et la deuxième couche 200 (ou la première couche active 150 et la deuxième couche active 250). En effet, à ce stade du procédé, ces couches n’adhèrent entre elles que grâce à des liaisons faibles (Van der Waals, liaisons hydrogènes...) encore non consolidées. Un amincissement trop important de la première couche 100 pourrait conduire à un phénomène de délamination. Maintenir une épaisseur de première couche 100 supérieure à 300 pm avant le recuit de consolidation des liaisons (qui sera décrit plus avant ci-dessous) permet de conserver une bonne qualité structurelle des différentes couches, et notamment de la première couche 100. An optional step shown in Figure 1 B consists of pre-thinning the first layer 100 from its upper face 101. This step makes it possible to reduce the thickness of the first layer 100 from an initial thickness e100.ini to an intermediate thickness e100, inter. This pre-thinning can be carried out by grinding or mechanical-chemical polishing of the first layer 100 from its upper face 101. This optional pre-thinning step is carried out before the trench formation step described below. It allows a first relaxation of the constraints due to the difference in CTE between the first layer 100 and the second layer 200. It provides a certain flexibility to the first layer 100. It also facilitates the formation of trenches in the first layer 100 and improves it. the precision. The intermediate thickness e100, inter of the first layer 100 after pre-thinning is advantageously greater than 300 pm. This makes it possible to limit the weakening of the interface between the first layer 100 and the second layer 200 (or the first active layer 150 and the second active layer 250). Indeed, at this stage of the process, these layers only adhere to each other thanks to weak bonds (Van der Waals, hydrogen bonds, etc.) which are not yet consolidated. Too much thinning of the first layer 100 could lead to a delamination phenomenon. Maintaining a thickness of first layer 100 greater than 300 pm before consolidation annealing of the bonds (which will be described further below) makes it possible to maintain good structural quality of the different layers, and in particular of the first layer 100.
La figure 1 C illustre une deuxième étape, consistant en la formation d’un réseau de tranchées 120 dans la première couche 100. Les tranchées 120 sont formées à partir de la première face supérieure 101 de la première couche 100 et s’étendent sur toute son épaisseur. Ainsi, la profondeur des tranchées, prise selon la direction Z, peut être sensiblement égale à e100,ini, ou à e100, inter si l’étape facultative de pré-amincissement de la première couche 100 préalablement à la formation des tranchées est mise en œuvre. Figure 1 C illustrates a second step, consisting of the formation of a network of trenches 120 in the first layer 100. The trenches 120 are formed from the first upper face 101 of the first layer 100 and extend over the entire its thickness. Thus, the depth of the trenches, taken in the Z direction, can be substantially equal to e100,ini, or to e100,inter if the optional step of pre-thinning the first layer 100 prior to the formation of the trenches is implemented. artwork.
Le réseau de tranchées 120 peut comprendre des tranchées 120 sensiblement parallèles entre elles et s’étendant principalement selon la direction Y, comme représenté sur la figure 1 C. Il peut également comprendre un ensemble de tranchées 120 sensiblement parallèles entre elles et s’étendant principalement selon une direction distincte de la direction Y, typiquement la direction X, normale à la direction Y. Cet exemple est illustré à la figure 3. The network of trenches 120 may comprise trenches 120 substantially parallel to each other and extending mainly in the direction Y, as shown in Figure 1 C. It may also comprise a set of trenches 120 substantially parallel to each other and extending mainly in a direction distinct from the Y direction, typically the X direction, normal to the Y direction. This example is illustrated in Figure 3.
Les tranchées 120 s’étendant principalement selon la direction Y présentent chacune une largeur de tranchée notée I120.X, prise selon la dimension X. Les tranchées 120 s’étendant principalement selon la direction X présentent elles chacune une largeur de tranchée secondaire notée 1120, Y, prise selon la dimension Y. La largeur de tranchée 1120, X et la largeur de tranchée secondaire 1120, Y sont typiquement égales entre elles. Elles sont par exemple comprises entre 5 pm et 100 pm, de préférence entre 10 pm et 30 pm. The trenches 120 extending mainly in the direction Y each have a trench width denoted I120.X, taken along the dimension X. The trenches 120 extending mainly in the direction X each have a secondary trench width denoted 1120, Y, taken along dimension Y. The trench width 1120, X and the secondary trench width 1120, Y are typically equal to each other. They are for example between 5 pm and 100 pm, preferably between 10 pm and 30 pm.
Les tranchées 120 sont séparées par des îlots 110 formés par les parties restantes de la première couche 100 après formation des tranchées 120. Les îlots 110 présentent donc, à ce stade du procédé et selon la direction Z, une dimension égale à celle des tranchées 120 : e100.ini ou e100, inter, dépendant de la mise en œuvre ou non de l’étape de pré-amincissement de la première couche 100. Selon la direction X, les îlots 110 présentent une dimension dite première dimension d’îlot 1110,X. Par construction, cette première dimension est égale à l’écartement entre deux tranchées 120 consécutives s’étendant selon la direction Y. Si le réseau de tranchées 120 comprend également un ensemble de tranchées 120 s’étendant selon la direction X, les îlots 110 sont, dans le plan XY, de forme rectangulaire et de préférence carrée et présentent selon la direction Y une dimension dite deuxième dimension d’îlot 1110, Y. Cette deuxième dimension est par construction égale à l’écartement entre deux tranchées 120 consécutives s’étendant selon la direction Y. La première dimension d’îlot I110.X et la deuxième dimension d’îlot 1110, Y sont avantageusement égales entre elles. Une telle symétrie permet en effet une uniformité dans la relaxation mécanique de la première couche 100 qu’apporte la formation de tranchées 120. Dans ce cas, les îlots 110 présentent, dans le plan XY, une forme carrée. The trenches 120 are separated by islands 110 formed by the remaining parts of the first layer 100 after formation of the trenches 120. The islands 110 therefore have, at this stage of the process and in the Z direction, a dimension equal to that of the trenches 120 : e100.ini or e100, inter, depending on whether or not the step of pre-thinning the first layer 100 is implemented. In the direction X, the islands 110 have a dimension called the first island dimension 1110, x. By construction, this first dimension is equal to the spacing between two consecutive trenches 120 extending in the direction Y. If the network of trenches 120 also includes a set of trenches 120 extending in the direction X, the islands 110 are , in the XY plane, of rectangular shape and preferably square and present in the Y direction a dimension called the second island dimension 1110, Y. This second dimension is by construction equal to the spacing between two consecutive trenches 120 extending in the direction Y. The first island dimension I110.X and the second island dimension 1110, Y are advantageously equal to each other. Such symmetry in fact allows uniformity in the mechanical relaxation of the first layer 100 brought about by the formation of trenches 120. In this case, the islands 110 have, in the XY plane, a square shape.
On définit par ailleurs un premier rapport de forme défini par le rapport entre la première dimension d’îlot I110.X et la largeur de tranchée I12O,X. Ce premier rapport de forme est avantageusement supérieur à 1 et/ou inférieur à 100. On définit également un deuxième rapport de forme égal au rapport entre la deuxième dimension d’îlot 1110, Y et la largeur de tranchée secondaire 1120, Y, lui aussi avantageusement supérieur à 1 et/ou inférieur à 100. Ces rapports de forme sont de préférence sensiblement égaux entre eux. We also define a first aspect ratio defined by the ratio between the first island dimension I110.X and the trench width I12O,X. This first aspect ratio is advantageously greater than 1 and/or less than 100. We also define a second aspect ratio equal to the ratio between the second island dimension 1110, Y and the secondary trench width 1120, Y, also advantageously greater than 1 and/or less than 100. These aspect ratios are preferably substantially equal to each other.
Les tranchées 120 - et, par construction, les îlots 110 - peuvent être formés de différentes manières. Il est par exemple possible de former les tranchées 120 de façon mécanique en utilisant une lame de découpe (« blade dicing » en anglais). Il est également envisageable de procéder à une découpe laser (« laser dicing » en anglais) ou une découpe plasma (« plasma dicing » en anglais) pour former ces tranchées 120. The trenches 120 - and, by construction, the islands 110 - can be formed in different ways. It is for example possible to form the trenches 120 mechanically using a blade dicing. It is also possible to carry out laser cutting (“laser dicing” in English) or plasma cutting (“plasma dicing” in English) to form these trenches 120.
Dans tous les cas, la formation des tranchées 120 peut être suivie d’une étape de retrait de potentiels résidus dus à cette formation. In all cases, the formation of the trenches 120 can be followed by a step of removing potential residues due to this formation.
Une troisième étape, illustrée à la figure 1 D, consiste à soumettre l’empilement 1 à un recuit de consolidation. Ce recuit de consolidation est typiquement effectué à une température supérieure à 100°C, de préférence supérieure à 200°C et avantageusement supérieure à 400°C. Il permet de consolider le collage de la première couche 100 et de la deuxième couche 200 ou de la première couche active 150 et de la deuxième couche active 250. Un simple collage des deux couches - la première couche 100 et la deuxième couche 200 ou bien la première couche active 150 et la deuxième couche active 250 - sans recuit de consolidation ne permet en effet pas toujours d’obtenir un niveau d’adhésion entre elles suffisamment élevé pour les applications visées ou les étapes technologiques à suivre. L’énergie d’adhésion entre les deux couches impliquées passe typiquement d’une valeur inférieure à 1 J/m2 avant le recuit de consolidation à une valeur sensiblement égale ou supérieure à 5 J/m2 après ce recuit. A third step, illustrated in Figure 1 D, consists of subjecting stack 1 to consolidation annealing. This consolidation annealing is typically carried out at a temperature above 100°C, preferably above 200°C and advantageously above 400°C. It makes it possible to consolidate the bonding of the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250. A simple bonding of the two layers - the first layer 100 and the second layer 200 or the first active layer 150 and the second active layer 250 - without consolidation annealing does not in fact allow not always to obtain a sufficiently high level of adhesion between them for the targeted applications or the technological steps to follow. The adhesion energy between the two layers involved typically goes from a value less than 1 J/m 2 before consolidation annealing to a value substantially equal to or greater than 5 J/m 2 after this annealing.
La figure 1 E représente une étape facultative de post-amincissement de la première couche 100. Cette étape permet de réduire son épaisseur de l’épaisseur initiale e100.ini (ou de l’épaisseur intermédiaire e100, inter si un pré-amincissement de la première couche 100 a été effectué préalablement à la formation des tranchées 120) à une épaisseur finale e100, finale. L’épaisseur finale e100, finale constitue une épaisseur cible étant préférentiellement choisie en fonction des applications visées. Elle est de préférence inférieure à 200 pm, typiquement sensiblement égale à 150 pm. Pour des applications dans des puces électroniques particulièrement fines, l’épaisseur finale peut être fixée à une valeur inférieure à 20 pm, avantageusement inférieure à 15 pm. Cette étape de post-amincissement permet d’atteindre des niveaux d’épaisseurs ne pouvant pas être atteints par un amincissement classique réalisé pleine plaque. Sans le recuit de consolidation, l’épaisseur finale e100, finale ne pourrait être atteinte sans phénomènes de délamination et de rupture. Figure 1 E represents an optional post-thinning step of the first layer 100. This step makes it possible to reduce its thickness by the initial thickness e100.ini (or by the intermediate thickness e100, inter if a pre-thinning of the first layer 100 was carried out prior to the formation of the trenches 120) at a final thickness e100, final. The final thickness e100, final constitutes a target thickness being preferentially chosen according to the targeted applications. It is preferably less than 200 pm, typically substantially equal to 150 pm. For applications in particularly thin electronic chips, the final thickness can be set at a value less than 20 pm, advantageously less than 15 pm. This post-thinning step makes it possible to achieve thickness levels that cannot be achieved by conventional full-plate thinning. Without consolidation annealing, the final thickness e100 could not be reached without delamination and rupture phenomena.
La figure 1 F illustre une étape facultative de remplissage des tranchées 120 avec une couche de remplissage 300. Figure 1 F illustrates an optional step of filling the trenches 120 with a filling layer 300.
La couche de remplissage 300 est préférentiellement à base d’un ou plusieurs polymères, comme par exemple un polyimide. The filling layer 300 is preferably based on one or more polymers, such as for example a polyimide.
Un tel remplissage permet d’aplanir l’empilement 1 de sorte à pouvoir réaliser, suite à la mise en œuvre du procédé, d’autres étapes classiques de microélectronique. Such filling makes it possible to flatten the stack 1 so as to be able to carry out, following the implementation of the process, other conventional microelectronics steps.
Il est à noter que l’étape de remplissage des tranchées peut être réalisé après, de préférence avant, l’étape de post-amincissement décrite précédemment. Dans le cas où le remplissage est effectué avant l’amincissement, on peut ensuite amincir simultanément les îlots de la première couche 100 et la couche de remplissage 300. It should be noted that the trench filling step can be carried out after, preferably before, the post-thinning step described previously. In the case where the filling is carried out before thinning, it is then possible to simultaneously thin the islands of the first layer 100 and the filling layer 300.
Avantageusement, l’étape de remplissage est mise en œuvre après le recuit de consolidation. Cependant, dans le cas où la couche de remplissage 300 est constituée de matériaux dont la température de fusion est supérieure à la température de recuit Trecuit, l’étape de remplissage des tranchées 120 peut également être effectuée avant le recuit de consolidation. Advantageously, the filling step is implemented after the consolidation annealing. However, in the case where the filling layer 300 is made up of materials whose melting temperature is higher than the Trecuit annealing temperature, the step of filling the trenches 120 can also be carried out before the consolidation annealing.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’étape de formation des tranchées 120 dans la première couche 100 est immédiatement suivie par ou réalisée de façon simultanée avec une étape de formation de tranchées additionnelles 120’ dans la première couche active 150 et dans la deuxième couche active 250. Il est possible que toutes les tranchées 120 soient prolongées par une tranchée additionnelle 120’ sous-jacente, comme cela est illustré à la figure 1 C. Il est également envisageable de sélectionner les tranchées 120 à partir desquelles sont formées les tranchées additionnelles 120’. Dans tous les cas, on peut ainsi procéder au « dicing » de la première couche active 150 et de la deuxième couche active 250 de façon à former des « smart pixels » ou « pixels intelligents », chacun composé d’une portion de la première couche active 150 et d’une portion de la deuxième couche active 250, en regard. Le ou les éléments de commande compris dans la portion de première couche active 150 permet alors de contrôler les photo-éléments 155 compris dans la portion de deuxième couche active 250 se situant en regard. Selon un mode de réalisation de l’invention, la première couche active 150 comprend des contacts électriques enterrés et connectés électriquement à des zones métalliques de reprise de contact électrique 160, telles qu’illustrées en figure 2B. De manière avantageuse, on prévoit que l’étape de formation des tranchées 120 permette de mettre à jour ces zones de reprise 160. Il est à noter que la présence de ces zones de reprise 160 est particulièrement avantageuse lors de la formation des tranchées 120 dans la première couche 100. En effet, la présence de métal provoque un arrêt de la gravure (figure 2C). La gravure est donc limitée de façon physique par les zones de reprise 160 et non par des calculs théoriques de temps de gravure, calculs dépendant de nombreux paramètres et pouvant être imprécis. On améliore ainsi la précision de la formation des tranchées 120. According to a particular embodiment of the invention, the step of forming trenches 120 in the first layer 100 is immediately followed by or carried out simultaneously with a step of forming additional trenches 120' in the first active layer 150 and in the second active layer 250. It is possible that all the trenches 120 are extended by an additional underlying trench 120', as illustrated in Figure 1 C. It is also possible to select the trenches 120 from which are formed the additional trenches 120'. In all cases, we can thus proceed to “dicing” of the first active layer 150 and the second active layer 250 so as to form “smart pixels” or “intelligent pixels”, each composed of a portion of the first active layer 150 and a portion of the second active layer 250, next. The control element(s) included in the portion of first active layer 150 then makes it possible to control the photoelements 155 included in the portion of second active layer 250 located opposite. According to one embodiment of the invention, the first active layer 150 comprises buried electrical contacts and electrically connected to metallic electrical contact recovery zones 160, as illustrated in Figure 2B. Advantageously, it is anticipated that the step of forming the trenches 120 makes it possible to update these recovery zones 160. It should be noted that the presence of these recovery zones 160 is particularly advantageous during the formation of the trenches 120 in the first layer 100. In fact, the presence of metal causes the etching to stop (Figure 2C). The engraving is therefore limited physically by the recovery zones 160 and not by theoretical calculations of engraving times, calculations depending on numerous parameters and which may be imprecise. This improves the precision of the formation of the trenches 120.
Les contacts électriques enterrés et les zones de reprise 160 peuvent permettre la réalisation de tests électriques dans l’empilement 1. Ces zones de reprise 160 pourront ensuite être retirées. Plusieurs méthodes sont pour cela envisageables (laser, lame de découpe...). The buried electrical contacts and the recovery zones 160 can allow electrical tests to be carried out in stack 1. These recovery zones 160 can then be removed. Several methods are possible for this (laser, cutting blade, etc.).
Les zones de reprise 160 peuvent par exemple être des couches de redistribution d’un circuit intégré, couramment désignées par l’acronyme anglais « RDL » (pour « Redistribution Layers »). L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par l’invention. The recovery zones 160 can for example be redistribution layers of an integrated circuit, commonly designated by the English acronym “RDL” (for “Redistribution Layers”). The invention is not limited to the embodiments previously described and extends to all the embodiments covered by the invention.

Claims

Revendications Claims
1 . Procédé de collage d’une couche à base d’un premier matériau et d’une couche à base d’un deuxième matériau comprenant les étapes suivantes : 1. Process for bonding a layer based on a first material and a layer based on a second material comprising the following steps:
• Fournir un empilement (1) comprenant une couche à base d’un premier matériau, de préférence à base de silicium, dite première couche (100), et une couche à base d’un deuxième matériau, dite deuxième couche (200), le premier matériau étant de préférence différent du deuxième matériau, la première couche (100) présentant une épaisseur initiale e100,ini , la première couche (100) présentant une première face inférieure (102) en regard d’une face de la deuxième couche (200), dite deuxième face supérieure (201), et une première face supérieure (101) opposée à la première face inférieure (102), • Provide a stack (1) comprising a layer based on a first material, preferably based on silicon, called the first layer (100), and a layer based on a second material, called the second layer (200), the first material being preferably different from the second material, the first layer (100) having an initial thickness e100,ini, the first layer (100) having a first lower face (102) facing one face of the second layer ( 200), called the second upper face (201), and a first upper face (101) opposite the first lower face (102),
• Former dans la première couche (100), à partir de la première face supérieure (101) de la première couche (100) et sur toute son épaisseur, un réseau de tranchées (120), et • Form in the first layer (100), from the first upper face (101) of the first layer (100) and over its entire thickness, a network of trenches (120), and
• Soumettre l’empilement (1) à un recuit de consolidation dudit collage de ladite première couche (100) et de ladite deuxième couche (200). • Subject the stack (1) to consolidation annealing of said bonding of said first layer (100) and said second layer (200).
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le premier matériau présente un coefficient de dilatation thermique a1 et le deuxième matériau présente un coefficient de dilatation thermique a2, a1 et a2 étant distincts, de préférence avec | (a1-a2)/a1 1 >k*a1 , avec k>1 ,7. 2. Method according to the preceding claim, in which the first material has a thermal expansion coefficient a1 and the second material has a thermal expansion coefficient a2, a1 and a2 being distinct, preferably with | (a1-a2)/a1 1 >k*a1, with k>1,7.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre, après l’étape de formation du réseau de tranchées (120), l’étape suivante : 3. Method according to any one of the preceding claims further comprising, after the step of forming the network of trenches (120), the following step:
• Remplir les tranchées (120) avec une couche de remplissage (300). • Fill the trenches (120) with a filling layer (300).
4. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l’étape de remplissage des tranchées (120) est réalisée après l’étape de recuit. 4. Method according to the preceding claim in which the step of filling the trenches (120) is carried out after the annealing step.
5. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la couche de remplissage (300) est à base d’un matériau diélectrique, par exemple un polymère. 5. Method according to any one of the two preceding claims in which the filling layer (300) is based on a dielectric material, for example a polymer.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le recuit de consolidation est réalisé à une température de recuit Trecuit supérieure à 100°C. 6. Method according to any one of the preceding claims in which the consolidation annealing is carried out at an annealing temperature greater than 100°C.
7. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la température de recuit Trecuit est supérieure à 200°C. 7. Method according to the preceding claim in which the Trecuit annealing temperature is greater than 200°C.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre, avant l’étape de fourniture de l’empilement (1), l’étape suivante : 8. Method according to any one of the preceding claims further comprising, before the step of supplying the stack (1), the following step:
• Réaliser un collage de la première couche (100) sur la deuxième couche (200) à une température de collage Tcollage inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 40°C. • Carry out bonding of the first layer (100) to the second layer (200) at a bonding temperature Tcollage lower than 100°C, preferably lower than 40°C.
9. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la température de recuit Trecuit est supérieure à la température de collage Tcollage. 9. Method according to the preceding claim in which the annealing temperature Trecuit is greater than the bonding temperature Tcollage.
10. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel l’étape de collage comprend la mise en œuvre d’au moins une technique parmi le collage par fusion direct, le collage hydrophile direct et le collage eutectique. 10. Method according to any one of the two preceding claims in which the bonding step comprises the implementation of at least one technique among direct fusion bonding, direct hydrophilic bonding and eutectic bonding.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre, après l’étape de fourniture de l’empilement et avant l’étape de formation du réseau de tranchées (120), l’étape suivante : 11. Method according to any one of the preceding claims further comprising, after the step of providing the stack and before the step of forming the network of trenches (120), the following step:
• Amincir la première couche (100) à partir de la première face supérieure (101) jusqu’à ce qu’elle présente une épaisseur intermédiaire e100, inter. • Thin the first layer (100) from the first upper face (101) until it has an intermediate thickness e100, inter.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre, après l’étape de recuit, l’étape suivante : 12. Method according to any one of the preceding claims further comprising, after the annealing step, the following step:
• Amincir la première couche (100) jusqu’à ce qu’elle présente une épaisseur finale e100, finale. • Thin the first layer (100) until it has a final thickness e100, final.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le deuxième matériau est à base de l’un au moins parmi le saphir et le GaN. 13. Method according to any one of the preceding claims in which the second material is based on at least one of sapphire and GaN.
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réseau de tranchées (120) comprend un ensemble de tranchées parallèles entre elles s’étendant selon une deuxième direction (Y) et présentant selon une première direction (X) normale à la deuxième direction (Y) une dimension dite largeur de tranchée I12O,X, et dans lequel les tranchées s’étendant selon la deuxième direction (Y) sont séparées deux à deux par des îlots (110) présentant chacun selon la première direction (X) une dimension dite première dimension d’îlot 1110,X, le rapport 1110,X/l120, X étant dit premier rapport de forme. 14. Method according to any one of the preceding claims, in which the network of trenches (120) comprises a set of mutually parallel trenches extending in a second direction (Y) and having in a first direction (X) normal to the second direction (Y) a dimension called trench width I12O,X, and in which the trenches extending in the second direction (Y) are separated two by two by islands (110) each having in the first direction (X ) a dimension called the first island dimension 1110,X, the ratio 1110,X/l120, X being called the first aspect ratio.
15. Procédé selon la revendication précédente dans lequel le premier rapport de forme est inférieur à 10, de préférence inférieur à 4. 15. Method according to the preceding claim in which the first aspect ratio is less than 10, preferably less than 4.
16. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel le premier rapport de forme est supérieur à 0,1 , de préférence supérieur à 0,25. 16. Method according to any one of the two preceding claims in which the first aspect ratio is greater than 0.1, preferably greater than 0.25.
17. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 et 11 à 16, dans lequel l’empilement (1) comprend en outre une première couche active (150) et une deuxième couche active (250) au contact respectivement de la face inférieure (102) de la première couche (100) et de la face supérieure (201) de la deuxième couche (200). 17. Method according to any one of claims 1 to 7 and 11 to 16, in which the stack (1) further comprises a first active layer (150) and a second active layer (250) in contact respectively with the face lower face (102) of the first layer (100) and the upper face (201) of the second layer (200).
18. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la première couche active (150) comprend une pluralité de photo-éléments (155), chaque photo-élément (155) étant configuré pour pouvoir émettre un faisceau lumineux. 18. Method according to the preceding claim, wherein the first active layer (150) comprises a plurality of photo-elements (155), each photo-element (155) being configured to be able to emit a light beam.
19. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième couche active (250) comprend une électronique de commande (255) des photo-éléments de la première couche active (150). 19. Method according to the preceding claim, in which the second active layer (250) comprises control electronics (255) of the photoelements of the first active layer (150).
20. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l’électronique de commande comprend des transistors CMOS (256). 20. Method according to the preceding claim in which the control electronics comprise CMOS transistors (256).
21. Procédé selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes comprenant en outre, avant l’étape de fourniture de l’empilement (1), l’étape suivante : 21. Method according to any one of the four preceding claims further comprising, before the step of supplying the stack (1), the following step:
• Réaliser un collage de la première couche active (150) sur la deuxième couche active (250) à une température de collage Tcollage inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 40°C. • Carry out a bonding of the first active layer (150) on the second active layer (250) at a bonding temperature Tcollage less than 100°C, preferably less than 40°C.
22. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la première couche active (150) comprend des zones métalliques de reprise de contact électrique (160) et dans lequel l’étape de formation du réseau d’îlots (110) et de tranchées22. Method according to any one of the two preceding claims in which the first active layer (150) comprises metallic zones for resuming electrical contact (160) and in which the step of forming the network of islands (110) and of trenches
(120) est configurée pour mettre à jour une partie au moins de certains au moins des zones de reprise de contact électrique (160). (120) is configured to update at least part of at least some of the electrical contact recovery zones (160).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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