EP4736604A1 - Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support - Google Patents

Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support

Info

Publication number
EP4736604A1
EP4736604A1 EP24733990.6A EP24733990A EP4736604A1 EP 4736604 A1 EP4736604 A1 EP 4736604A1 EP 24733990 A EP24733990 A EP 24733990A EP 4736604 A1 EP4736604 A1 EP 4736604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
piezoelectric
adhesive layer
layer
donor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24733990.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Cédric CHARLES-ALFRED
Raphael Caulmilone
Maxime VEILLY
Stéphane THIEFFRY
Rénald GUERIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soitec SA
Original Assignee
Soitec SA
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 Soitec SA filed Critical Soitec SA
Publication of EP4736604A1 publication Critical patent/EP4736604A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
    • H03H2003/0414—Resonance frequency
    • H03H2003/0421—Modification of the thickness of an element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/175—Acoustic mirrors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

La divulgation concerne un procédé de fabrication d'un substrat donneur (1) pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support comprenant les étapes successives suivantes : • (a) la fourniture d'un substrat piézoélectrique (5) et d'un substrat de manipulation (2), • (b) le dépôt d'une couche adhésive photo-polymérisable (6) sur une face principale du substrat de manipulation (2) ou du substrat piézoélectrique (5), • (c) le collage du substrat piézoélectrique (5) avec le substrat de manipulation (2) par l'intermédiaire de la couche adhésive (6) pour former une hétérostructure(7), • (d) l'irradiation de ladite hétérostructure (7) par un flux lumineux pour polymériser la couche adhésive (6), • (e) le traitement thermique de l'hétérostructure (7) irradiée, • (f) l'amincissement du substrat piézoélectrique (5) par sa face opposée au substrat de manipulation (2), de sorte à former ledit substrat donneur (1).

Description

DESCRIPTION
Procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support
DOMAINE TECHNIQUE
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support, un procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un tel substrat support et un procédé de fabrication d’un dispositif à ondes acoustiques de volume comprenant un tel transfert. L’invention concerne enfin un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le transfert d’une couche active, c’est-à-dire destinée à la formation de composants pour des dispositifs électroniques, optiques ou opto-électroniques, sur un substrat support par l’intermédiaire d’une couche électriquement isolante, est largement utilisé dans l’industrie microélectronique.
Un exemple de procédé de transfert de couche active bien connu est le procédé Smart Cut™. Ce procédé comprend la formation d’une zone de fragilisation par implantation d’espèces atomiques dans un substrat donneur, afin d’y délimiter une couche d’intérêt à transférer, le collage du substrat donneur sur le substrat support, puis le détachement du substrat donneur le long de la zone de fragilisation, de sorte à transférer la couche d’intérêt sur le substrat support.
Dans certaines situations, il n’est pas possible de coller directement le substrat donneur sur le substrat support. Plus particulièrement, le collage du substrat donneur sur le substrat support peut être réalisé par l’intermédiaire de couches d’oxyde formées au préalable sur la surface de chacun des deux substrats. Pour renforcer le collage oxyde-oxyde entre le substrat piézoélectrique et le substrat support, il est connu d’effectuer, après le collage, un recuit de consolidation. Ledit recuit de consolidation est typiquement réalisé à une température comprise entre 100 °C et 300 °C.
Le procédé Smart Cut™ peut également nécessiter de procéder à un recuit pour obtenir le détachement de la couche d’intérêt à transférer, dans une plage de température de 100 °C à 600° C.
Lorsque le substrat donneur et le substrat donneur ont des coefficients de dilatation thermiques différents - ce qui est le cas par exemple entre un substrat donneur en un matériau piézoélectrique et un substrat support en silicium - de tels recuits engendrent une déformation significative de l’assemblage des deux substrats, qui est préjudiciable au transfert dans la mesure où cela peut induire une casse des substrats.
Pour minimiser une telle déformation, il est possible de former un substrat intermédiaire dit pseudo-substrat donneur, dans lequel le substrat donneur est assemblé sur un substrat de manipulation temporaire (« handle substrate » en anglais).
Le procédé de fabrication du pseudo-substrat donneur comprend généralement plusieurs étapes. Ainsi, une couche en un matériau piézoélectrique épaisse est collée sur le substrat de manipulation, par exemple un substrat de silicium. Puis, la couche en matériau piézoélectrique est amincie et éventuellement détourée. Enfin, la surface libre de la couche en matériau piézoélectrique amincie est polie, par exemple dans un procédé de polissage mécano-chimique (CMP), et éventuellement recouverte d’une fine couche d’oxyde de sorte à réaliser le collage oxyde-oxyde précédemment décrit avec le substrat support.
Le collage du substrat piézoélectrique et du substrat de manipulation pour former le pseudo-substrat donneur pourrait être réalisé par l’intermédiaire de couches d’oxyde préalablement formées à la surface de chacun des deux substrats. Cependant, le dépôt d’une couche d’oxyde sur le substrat piézoélectrique provoque une courbure (« bow » selon la terminologie anglo-saxonne) importante dudit substrat piézoélectrique peu compatible avec les étapes ultérieures du procédé. Par ailleurs, la formation de couches d’oxyde nécessaires au collage est longue et coûteuse. Enfin, comme mentionné plus haut, l’hétérostructure ne peut être soumise au recuit de consolidation en raison des différences de coefficients de dilatation thermique entre le substrat piézoélectrique et le substrat de manipulation. Or, en l’absence de recuit de consolidation, l’énergie de collage des couches d’oxyde des deux substrats reste très faible, de sorte que la tenue mécanique du pseudo -substrat donneur est insuffisante. Par conséquent, une rupture au niveau de l’interface de collage peut se produire lors de l’étape d’amincissement du substrat piézoélectrique épais.
Une alternative intéressante au collage oxyde-oxyde pour assembler l’hétérostructure constituant le pseudo-substrat donneur est la mise en œuvre d’une couche adhésive photo- polymérisable : la couche adhésive photo-polymérisable est déposée sur une face du substrat de manipulation ou de la couche en matériau piézoélectrique, le substrat de manipulation est collé avec la couche en matériau piézoélectrique par l’intermédiaire de la couche adhésive puis l’hétérostructure ainsi formée est irradiée par un flux lumineux de sorte à faire polymériser la couche adhésive.
La couche adhésive photo-polymérisée assure au pseudo-substrat donneur une bonne tenue mécanique. Elle permet en outre de s’affranchir des étapes de procédé mises en œuvre à haute température susceptibles d’engendrer une courbure importante du substrat. Par ailleurs, la formation d’une telle couche adhésive est très simple à mettre en œuvre et est peu coûteuse.
Après collage dudit pseudo-substrat donneur et du substrat support, le substrat piézoélectrique est maintenu entre le substrat de manipulation et le substrat support. Le choix des matériaux et des épaisseurs du substrat de manipulation et du substrat support permet d’assurer une certaine symétrie des coefficients de dilatation thermique, et ainsi de minimiser la déformation de l’assemblage lors de l’application de traitements thermiques.
Toutefois, lors de la mise en œuvre d’un tel procédé de fabrication d’une structure de type piézoélectrique sur isolant, les demandeurs observent des imperfections de collage entre le pseudo-substrat donneur et le substrat support, sous la forme de trous, dénommés « edge bonding voids » en anglais, dans lesquels le collage ne se produit pas à la périphérie des substrats.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION
Un but de l’invention est de concevoir un pseudo-substrat donneur pour le transfert d’une portion d’une couche piézoélectrique amincie sur un substrat support, le pseudosubstrat donneur étant formé par l’assemblage de la couche piézoélectrique amincie et d’un substrat de manipulation par l’intermédiaire d’une couche adhésive polymère, qui permette d’améliorer la qualité du collage entre la couche piézoélectrique amincie du pseudo-substrat donneur et le substrat support.
A cet effet, l’invention propose un procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support comprenant les étapes successives suivantes :
(a) la fourniture d’un substrat piézoélectrique et d’un substrat de manipulation,
(b) le dépôt d’une couche adhésive photo -polyméri sable sur une face principale du substrat de manipulation ou du substrat piézoélectrique,
(c) le collage du substrat piézoélectrique avec le substrat de manipulation par l’intermédiaire de la couche adhésive pour former une hétérostructure,
(d) l’irradiation de ladite hétérostructure par un flux lumineux pour polymériser la couche adhésive,
(e) le traitement thermique de l’hétérostructure irradiée,
(f) l’amincissement du substrat piézoélectrique par sa face opposée au substrat de manipulation, de sorte à former ledit substrat donneur. Le traitement thermique de l’hétérostructure comprenant la couche piézoélectrique épaisse, la couche adhésive photo-polymérisée et le substrat de manipulation permet d’augmenter la rigidité de ladite couche adhésive photo-polymérisée. Le pseudo-substrat donneur qui en résulte présente une meilleure tenue mécanique moins sensible aux vibrations générées lors de l’étape d’amincissement, ce qui permet d’obtenir une surface libre de la couche piézoélectrique amincie plus plane, notamment en périphérie du pseudosubstrat donneur, de sorte que la qualité du collage sur le substrat support s’en trouve améliorée.
Selon d’autres caractéristiques optionnelles du procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support prises seules ou en combinaison lorsque cela est techniquement possible :
- le procédé de fabrication d’un substrat donneur comprend en outre une étape (g) de polissage mécano-chimique de la surface libre du substrat piézoélectrique aminci ;
- le traitement thermique (e) est réalisé de sorte à augmenter le degré de réticulation du polymère dans la couche adhésive photo-polymérisée et/ou la rigidité de ladite couche adhésive photo-polymérisée ;
- le traitement thermique (e) est réalisé de sorte que le module d’Young de la couche adhésive après irradiation et traitement thermique est compris entre 0,05 GPa et 10 GPa, ledit module d’Young étant mesuré par nano indentation ;
- le traitement thermique (e) comprend l’application d’une température comprise entre 90 °C et 110 °C pendant une durée comprise entre 1 heure et 12 heures, dans une atmosphère de diazo te ;
- le flux lumineux est appliqué au travers du substrat piézoélectrique ;
- le flux lumineux présente une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 500 nm ;
- l’épaisseur de la couche adhésive photo-polymérisable est comprise entre 1 pm et 50 pm et l’énergie d’irradiation reçue par ladite couche adhésive lors de l’étape d’irradiation est comprise entre 0,7 J/cm2 et 10 J/cm2 ;
- le dépôt de la couche adhésive photo-polymérisable est effectué par enduction centrifuge ;
- la couche adhésive photo-polymérisable comprend une colle isocyanurate, acrylate ou epoxy réticulable par rayonnement ultraviolet avec agent durcisseur ou non ;
- l’étape de collage est mise en œuvre à une température comprise entre 10 °C et 50 °C et/ou dans lequel l’étape d’irradiation est mise en œuvre à une température comprise entre 10°C et 50 °C. L’invention concerne également un procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support comprenant :
- la formation d’un substrat donneur par la mise en œuvre du procédé de fabrication d’un substrat donneur tel que précédemment décrit,
- la formation d’une zone de fragilisation dans le substrat piézoélectrique aminci de sorte à délimiter la couche piézoélectrique à transférer,
- la fourniture du substrat support,
- le collage dudit substrat donneur sur le substrat support, la couche piézoélectrique à transférer étant située à l’interface de collage,
- le détachement du substrat donneur le long de la zone de fragilisation de sorte à transférer la couche piézoélectrique à transférer sur le substrat support.
Selon d’autres caractéristiques optionnelles du procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support prises seules ou en combinaison lorsque cela est techniquement possible :
- le procédé comprend, avant le collage, la formation d’une couche d’oxyde, ou une couche de nitrure, ou une couche comprenant une combinaison de nitrure et d’oxyde, ou une superposition d’au moins une couche d’oxyde et d’une couche de nitrure sur le substrat support ;
- la formation de la zone de fragilisation est effectuée par implantations d’espèces atomiques dans le substrat piézoélectrique ;
- le substrat de manipulation et le substrat support sont fabriqués dans des matériaux tels que la différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau du substrat de manipulation et le substrat support est inférieure ou égale à 5 %, de préférence environ égale à 0 %.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif à ondes acoustiques de volume comprenant le dépôt d’électrodes sur deux faces opposées d’une couche piézoélectrique, caractérisé en ce qu’il comprend la fabrication de ladite couche piézoélectrique par un procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support tel que précédemment décrit.
L’invention concerne enfin un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique, constitué d’une hétérostructure comprenant un substrat piézoélectrique collé sur un substrat de manipulation, ledit substrat étant caractérisé en ce qu’il comprend, à l’interface entre le substrat piézoélectrique et le substrat de manipulation, une couche adhésive polymérisée dont le module d’Young est compris entre 0,05 GPa et 10 Gpa
Selon d’autres caractéristiques optionnelles du substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique prises seules ou en combinaison lorsque cela est techniquement possible :
- l’épaisseur de la couche adhésive polymérisée est comprise entre 1 pm et 50 pm ;
- la couche adhésive polymérisée comprend une colle isocyanurate, acrylate ou epoxy réticulable par rayonnement ultraviolet avec agent durcisseur ou non.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1A représente un profil de topologie réalisé à l’aide d’un profilomètre mécanique et montrant les ondulations présentes sur la surface libre d’un substrat donneur ayant été soumis à un traitement thermique selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 1B représente un profil de topologie réalisé à l’aide d’un profilomètre mécanique et montrant les ondulations présentes sur la surface libre d’un substrat donneur fabriqué n’ayant pas été soumis audit traitement thermique (lesdits profils sont présentés à la même échelle) ;
- la figure 2 représente une vue en coupe d’un substrat donneur fabriqué selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention comprenant de sa face arrière vers sa face avant : un substrat de manipulation, une couche adhésive photo-polymérisée et une couche piézoélectrique amincie ;
- la figure 3 représente une vue en coupe d’un substrat de manipulation et d’un substrat piézoélectrique fournis pour la mise en œuvre du procédé de l’invention ;
- la figure 4 représente une vue en coupe d’une étape de dépôt d’une couche adhésive photopolymérisable sur le substrat de manipulation selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention ;
- la figure 5 représente une vue en coupe de la structure multicouche obtenue après une étape de collage du substrat piézoélectrique et du substrat de manipulation par l’intermédiaire d’une couche adhésive photopolymérisable selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention ;
- la figure 6 représente une vue en coupe d’une étape d’irradiation de la structure multicouche de la figure 5 ; - la figure 7 représente une vue en coupe de la structure multicouche obtenue après irradiation puis traitement thermique de la structure représentée sur la figure 5 selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention ;
- la figure 8 représente une vue en coupe d’une étape d’amincissement du substrat piézoélectrique dans la structure multicouche de la figure 7 selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention ;
- la figure 9 représente une vue en coupe d’un substrat support pour le transfert d’une couche piézoélectrique à transférer ;
- la figure 10 représente une vue en coupe d’une étape de formation d’une zone de fragilisation au sein de la couche piézoélectrique amincie par implantation d’espèces atomiques de sorte à délimiter une couche piézoélectrique à transférer selon un mode de réalisation du procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support selon l’invention ;
- la figure 11 représente une vue en coupe d’une étape de collage du substrat support implanté de la figure 10 avec le substrat support de la figure 9, la couche piézoélectrique à transférer étant à l’interface ;
- la figure 12 représente une vue en coupe de la structure multicouche obtenu après le transfert de la couche piézoélectrique à transférer sur le substrat support par détachement le long de la zone de fragilisation.
- la figure 13 représente une vue en coupe d’un dispositif à ondes acoustiques de volume.
Pour des raisons de lisibilité, les dessins ne sont pas nécessairement réalisés à l’échelle.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un pseudo-substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support, ledit pseudo-substrat donneur étant formé par assemblage d’une couche piézoélectrique épaisse et d’un substrat de manipulation par l’intermédiaire d’une couche adhésive photopolymérisée puis amincissement de ladite couche piézoélectrique épaisse, par exemple par meulage.
Les structures multicouches issues du transfert de la couche piézoélectrique depuis un tel pseudo-substrat donneur vers un substrat support présentent de nombreux trous à leur périphérie, au niveau de leur interface de collage, qui diminuent la qualité du collage entre la couche active transférée et le substrat receveur. Suite à l’étape d’amincissement de la couche piézoélectrique épaisse, les inventeurs ont observé que la surface libre de la couche piézoélectrique amincie du pseudo-substrat donneur présente en périphérie, sur environ 5 mm de large, un relief sous la forme de creux et de bosses (« wavyness » selon la dénomination anglo-saxonne visible sur la Figure 1A).
Les inventeurs formulent l’hypothèse que ce soit ce relief périphérique qui génère les trous dans la structure finale multicouche.
En outre, les inventeurs supposent que ce relief sous la forme de creux et de bosses se forme du fait d’une entrée en résonance de ladite couche piézoélectrique épaisse sous l’effet des vibrations générées par le procédé d’amincissement, et remarquent que ce relief est d’autant plus marqué que la tenue mécanique de l’assemblage couche piézoélectrique - substrat de manipulation est faible.
A cet effet, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support. Un exemple de substrat donneur 1 selon l’invention est représenté sur la Figure 2. Le substrat donneur 1 présente une structure multicouche comprenant, de sa face arrière vers sa face avant :
- un substrat de manipulation 2,
- une couche adhésive photopolymérisée 3,
- un substrat piézoélectrique aminci 4.
A titre d’exemple, le substrat piézoélectrique aminci 4 est fabriqué dans un matériau tel que le tantalate de lithium (LiTaOs), le niobate de lithium (LiNbOs), le titanate de baryum (BaTiOs) et/ou le titano-zirconate de plomb (PZT). La couche piézoélectrique 4 présente une épaisseur comprise entre 50 nm et 20 pm, préférentiellement une épaisseur comprise entre 100 nm et 10 pm.
Le matériau piézoélectrique du substrat piézoélectrique 4 et le matériau du substrat support présentent des coefficients de dilatation thermique très différents. Le dépôt d’une couche en matériau piézoélectrique sans substrat de manipulation sur le substrat support exposerait la structure multicouche résultante à des déformations importantes lors de la mise en œuvre de recuits thermiques, par exemple pour renforcer l’interface de collage entre couche en matériau piézoélectrique et substrat support. Le substrat de manipulation 2 est donc préférentiellement fabriqué dans un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est proche de celui du matériau du substrat support sur lequel le substrat piézoélectrique aminci 4 est destiné à être collé. Par proche, on entend une différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau du substrat de manipulation 2 et le matériau du substrat support inférieure ou égale à 5 %, et de préférence égale ou voisine de 0 %. Des matériaux adaptés sont par exemple le silicium, le saphir, le nitrure d’aluminium polycristallin, ou encore l’arséniure de gallium. Préférentiellement, le substrat de manipulation 2 est fabriqué dans le même matériau que le substrat support. Dans la présente invention, on s’intéresse au coefficient de dilatation thermique dans un plan parallèle à la surface principale des substrats. Le substrat de manipulation 2 présente une épaisseur comprise entre 100 pm et 2 mm, préférentiellement une épaisseur comprise entre 200 pm et 1 mm. Préférentiellement, le substrat de manipulation 2 présente une épaisseur proche de celle du substrat support, afin que la structure obtenue après collage du substrat donneur sur le substrat support soit la plus symétrique et la plus équilibrée possible en termes de comportements mécanique et thermique. Un coefficient de dilatation thermique et une épaisseur du substrat de manipulation 2 proches respectivement du coefficient de dilatation thermique et de l’épaisseur du substrat support permettent de minimiser les contraintes sur la structure multicouche et sa déformation sous l’effet des variations de température.
En référence à la Figure 3, le procédé de fabrication du substrat donneur comprend la fourniture d’un substrat piézoélectrique 5 et du substrat de manipulation 2.
Le substrat piézoélectrique 5 présente une épaisseur comprise entre 100 pm et 2 mm, préférentiellement une épaisseur comprise entre 200 pm et 1 mm. Le substrat piézoélectrique 5 est formé du matériau piézoélectrique qui constitue la couche piézoélectrique amincie 4 dans le substrat support final 10. Le substrat piézoélectrique 5 peut donc comprendre du LiTaCh, LiNbOs, BaTiCh et/ou PZT.
Le procédé de fabrication du substrat donneur selon l’invention comprend en outre le dépôt d’une couche adhésive photo-polymérisable 6 sur une face principale du substrat de manipulation 2 ou du substrat piézoélectrique 5. A titre d’exemple, la Figure 4 représente un mode de réalisation particulier dans lequel la couche adhésive photo-polymérisable 6 est déposée sur le substrat de manipulation 2. Le dépôt de la couche adhésive photo-polymérisable est avantageusement effectué par enduction centrifuge, ou « spin coating » selon la terminologie anglo-saxonne.
Cette technique consiste à faire tourner le substrat sur lequel est prévu le dépôt de la couche photo-polymérisable sur lui-même à une vitesse sensiblement constante et relativement élevée, afin d’étaler ladite couche photo-polymérisable de façon uniforme sur l’ensemble de la surface du substrat par force centrifuge. A cet effet, le substrat est typiquement posé et maintenu par tirage du vide sur un plateau tournant. L’homme du métier est en mesure de déterminer les conditions opératoires, telles que le volume d’adhésif déposé sur la surface du substrat, la vitesse de rotation du substrat, et la durée minimale du dépôt en fonction de l’épaisseur souhaitée pour la couche adhésive. Le dépôt par enduction centrifuge permet avantageusement de bien contrôler l’uniformité de l’épaisseur de la couche adhésive photo-polymérisable déposés. L’épaisseur de la couche adhésive photo-polymérisable déposée est typiquement comprise entre 1 et 50 pm. Une épaisseur inférieure à 1 pm n’est pas atteignable avec une couche adhésive photopolymérisable trop visqueuse. En outre, en-dessous d’une épaisseur inférieure à 1 pm, il y a des risques que dans certaines zones, l’épaisseur de la couche adhésive photopolymérisable soit presque nulle. Une épaisseur supérieure à 50 pm n’est pas atteignable avec une couche adhésive photopolymérisable trop liquide. En outre, le polymère photopolymérisée étant plus mou que les autres couches, une épaisseur supérieure à 50 pm risque d’affecter la bonne tenue mécanique du substrat donneur.
La couche adhésive photo-polymérisable 6 comprend préférentiellement une colle isocyanurate, acrylate ou epoxy réticulable par ultraviolet avec un agent durcisseur ou non. Par exemple, la couche adhésive photo-polymérisable 6 comprend deux monomères de type isocyanurate et un dérivé de thiol. Une telle colle présente l’avantage d’être polymérisable à des longueurs d’onde auxquelles le matériau piézoélectrique est au moins partiellement transparent. En outre, elle présente une bonne tenue en température jusqu’à 250 °C.
Le collage par une couche adhésive photo-polymérisable présente l’avantage de comprendre moins d’étapes de fabrication que le collage moléculaire. Elle est donc simple à mettre en œuvre et peu coûteuse. En outre, la couche adhésive photo-polymérisée assure au pseudo-substrat donneur une bonne tenue mécanique sans nécessiter de recuit thermique à haute température qui serait susceptible d’engendrer une courbure importante du substrat, ce qui n'est pas le cas du collage moléculaire. Enfin, le polymère, initialement liquide, va combler les défauts de planéité et compenser en partie la tombée de bord due au chanfreinage des substrats. Le collage par une couche adhésive photo-polymérisable permet donc de coller les substrats plus proches de leur bord.
En référence à la Figure 5, après le dépôt de la couche adhésive photo-polymérisable sur une face principale du substrat de manipulation 2 ou du substrat piézoélectrique 5, on colle le substrat piézoélectrique 5 avec le substrat de manipulation 2 par l’intermédiaire de la couche adhésive photo-polymérisable 6 pour former une hétérostructure 7. Le collage est de préférence réalisé à température ambiante, soit environ 20° C. Il est cependant possible de réaliser le collage à une température comprise entre 10°C et 50° C, de manière davantage préférée entre 20° C et 30° C, préférentiellement encore à une température proche de la température ambiante. En effet, plus la température de collage est éloignée de la température ambiante, plus l’hétérostructure 7 se déformera lorsqu’elle reviendra à sa température d’équilibre. De plus, l’étape de collage est avantageusement effectuée sous vide, ce qui permet de désorber l’eau des surfaces formant l’interface de collage, c’est-à- dire la surface de la couche adhésive et la surface du substrat de manipulation ou du substrat piézoélectrique.
Puis, en référence à la Figure 6, on irradie ladite hétérostructure 7 par un flux lumineux pour polymériser la couche adhésive.
Par exemple, le flux lumineux peut être appliqué au travers du substrat piézoélectrique 5 si ledit substrat piézoélectrique 5 est au moins partiellement transparent dans la gamme de longueurs d’onde permettant d’initier la polymérisation de la couche adhésive photo-polymérisable 6. Par exemple encore, le flux lumineux est appliqué au travers du substrat de manipulation 2 si ledit substrat de manipulation 2 est au moins partiellement transparent dans la gamme de longueurs d’onde permettant d’initier la polymérisation de la couche adhésive photo-polymérisable 6.
L’irradiation est préférentiellement mise en œuvre à une température comprise entre 10 °C et 50 °C, préférentiellement encore à une température proche de la température ambiante. En effet, plus la température est éloignée de la température ambiante, plus l’hétérostructure 7 se déformera lorsqu’elle reviendra à sa température d’équilibre.
L’énergie d’irradiation reçue par la couche adhésive photopolymérisable 6 est avantageusement comprise entre 0,7 J/cm2 et 10 J/cm2. Dans le cas où l’irradiation de la couche adhésive photo-polymérisable 6 est effectuée à travers le substrat de manipulation 2 ou à travers le substrat piézoélectrique 5, il convient de tenir compte du coefficient d’absorption à la longueur d’onde d’irradiation et de l’épaisseur du matériau traversé pour déterminer la puissance d’irradiation reçue réellement par la couche adhésive photo- polymérisable 6.
La longueur d’onde du flux lumineux incident est choisi en fonction de la nature de la couche adhésive photo-polymérisable 6 et du matériau traversé par ledit flux lumineux incident (substrat de manipulation 2 ou substrat piézoélectrique 5). En effet, la couche adhésive photo-polymérisable 6 doit absorber à la longueur d’onde et ladite absorption doit initier la polymérisation. En outre, le matériau traversé par le flux lumineux incident ne doit être complètement absorbé par le matériau traversé, de sorte qu’il ne serait pas possible d’irradier avec la puissance nécessaire la couche adhésive photo-polymérisable 6. Préférentiellement, le flux lumineux présente une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 500 nm. En effet, c’est dans cette gamme de longueurs d’onde que le substrat piézoélectrique est avantageusement le plus transparent.
L’irradiation de l’hétérostructure 7 comprenant la couche piézoélectrique épaisse 5, la couche adhésive photo-polymérisable 6 et le substrat de manipulation 2 permet d’initier la réaction de polymérisation en chaîne du monomère. Les inventeurs supposent que les chaînes de polymère grandissent jusqu’à ce que l’encombrement stérique soit supérieur à l’agitation thermique, et empêche le rapprochement des sites actifs, bloquant ainsi la réaction de polymérisation. L’encombrement stérique limite ainsi le degré de réticulation des chaînes de polymère, et donc la rigidité de la couche adhésive photo-polymérisée, atteignables suite à la simple irradiation de l’hétérostructure.
Après l’irradiation de l’hétérostructure par un flux lumineux, le procédé selon l’invention comprend une étape supplémentaire de traitement thermique de l’hétérostructure irradiée, de sorte à obtenir la couche adhésive photopolymérisée 3 telle que représentée sur la Figure 7.
Le traitement thermique selon l’invention de l’hétérostructure irradiée préalablement à l’amincissement de la couche piézoélectrique épaisse permet d’augmenter l’agitation thermique au sein de la couche adhésive et de remettre en correspondance des sites actifs sur les chaînes de polymère de sorte à poursuivre la réticulation du polymère initiée par l’irradiation. Le traitement thermique permet donc d’atteindre un degré de réticulation du polymère supérieur à celui atteignable par simple irradiation, quelle que soit la dose d’irradiation employée, et donc une rigidité supérieure de la couche adhésive photo- polymérisée. Le pseudo-substrat donneur présente ainsi une meilleure tenue mécanique et une sensibilité moindre aux vibrations du procédé d’amincissement : la surface libre du substrat pseudo-donneur est plus plane à l’issue de l’étape d’amincissement.
Le traitement thermique de l’hétérostructure préalablement irradiée est préférentiellement réalisé de sorte que le module d’Young de la couche adhésive après irradiation et traitement thermique est compris entre 0,05 GPa et 10 GPa, préférentiellement entre 3,5 GPa et 10 GPa.
Ledit module d’Young est mesuré par nano-indentation : une pointe de forme et de taille calibrées en un matériau dur, par exemple une pointe en diamant, est appliquée avec une force d’une intensité donnée sur la surface du matériau dont on souhaite évaluer le module d’Young. Le module d’Young est ensuite évaluée en fonction de la taille de l’empreinte laissée dans le matériau.
La nano-indentation pour mesurer le module d’Young de la couche adhésive photopolymérisée 3 est effectuée sur une structure multicouche comprenant une couche adhésive photopolymérisée test déposée sur un substrat de manipulation sans couche piézoélectrique épaisse (ou inversement sur un substrat piézoélectrique épais sans substrat de manipulation), ladite couche adhésive photopolymérisée test ayant été préparée dans les mêmes conditions que la couche adhésive photopolymérisée 6. Plus précisément, la préparation de la couche adhésive photopolymérisée test comprend le dépôt d’une couche adhésive photopolymérisable test et l’irradiation puis le traitement thermique de la couche adhésive photopolymérisable test déposée, les conditions de dépôt, d’irradiation et de traitement thermique appliquées à la couche adhésive photopolymérisable test étant identiques à celles appliquées à la couche adhésive photo-polymérisable 6. Par conditions d’irradiation identiques, on entend que la puissance d’irradiation reçue par la couche adhésive photo-polymérisable test est identique à la puissance d’irradiation reçue par la couche adhésive photo-polymérisable 6. Comme l’irradiation de la couche adhésive photopolymérisable 6 est effectuée à travers le substrat de manipulation 2 ou à travers le substrat piézoélectrique 5, il convient de tenir compte du coefficient d’absorption à la longueur d’onde d’irradiation et de l’épaisseur du matériau traversé pour déterminer la puissance d’irradiation à appliquer à la couche adhésive photo-polymérisable test. Un module d’Young de la couche adhésive photopolymérisée compris entre 0,05 Ga et 10 GPa permet avantageusement de réduire le nombre de trous ou « edge bonding void » à l’interface de collage entre le substrat donneur comprenant une telle couche adhésive photopolymérisée 3 et un substrat support. A titre d’exemple, un module d’Young de la couche adhésive photopolymérisée 3 supérieur à 3,5 GPa permet de diviser par cinq le nombre de trous ou « edge bonding voids » par rapport à une interface de collage entre un substrat support et un substrat donneur comprenant une couche adhésive photopolymérisée n’ayant pas été soumise au traitement thermique selon l’invention.
Une simple irradiation de l’hétérostructure 7 ne permet pas d’atteindre un module d’Young supérieur à 3,5 GPa., même en augmentant la puissance d’irradiation reçue jusqu’à 400 mW. En outre, une augmentation trop importante de la puissance d’irradiation, du fait que le substrat piézoélectrique 5 absorbe une partie de l’insolation, engendre un risque important de déformation dudit susbtrat piézoélectrique 5.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du traitement thermique de l’hétérostructure irradiée, ledit traitement thermique comprend l’application à ladite hétérostructure d’une température comprise entre 90 °C et 110 °C pendant une durée comprise entre 1 heure et 12 heures, préférentiellement entre 1 heures et 5 heures, préférentiellement encore entre 1 heure et 3 heures dans une atmosphère de diazote. Une telle gamme de température permet avantageusement d’obtenir un module d’Young de la couche adhésive photopolymérisée supérieure à 3 GPa au bout de 3 heures, et un module d’Young maximal de l’ordre de 10 GPa au bout de 5 heures. De telles durées permettent avantageusement de garder un temps de procédé raisonnable pour la production de plaques en volume.
Une température inférieure à 110 °C permet avantageusement d’éviter le risque de déformation de la structure du fait des coefficients de dilatation thermique très différents entre le substrat piézoélectrique 5 et le substrat de manipulation 2.
Après le traitement thermique de l’hétérostructure 7, on amincit le substrat piézoélectrique 5 par sa face opposée au substrat de manipulation, comme représenté sur la figure 8, de sorte que le substrat piézoélectrique aminci 4 présente une épaisseur comprise entre 1 pm et 100 pm, préférentiellement une épaisseur comprise entre 5 pm et 50 pm. L’amincissement du substrat de manipulation 5 est par exemple réalisé par un meulage (« grinding » selon la terminologie anglo-saxonne) grossier, qui permet de réduire rapidement l’épaisseur de l’hétérostructure. Puis, un meulage plus fin peut être mis en œuvre pour continuer à réduire l’épaisseur de l’hétérostructure, mais en diminuant la rugosité de la surface du substrat donneur final 1 .
Enfin, un polissage mécano-chimique (CMP, acronyme du terme anglo-saxon « Chemical Mechanical Polishing ») peut être réalisé pour lisser la surface libre du substrat piézoélectrique aminci 4 opposée au substrat de manipulation 2, de sorte à atteindre la rugosité souhaitée pour le collage du substrat donneur 1 sur le substrat support 12 et ainsi améliorer la qualité de collage.
Compléter l’irradiation de la couche adhésive photo-polymérisable 6 d’un traitement thermique selon le procédé de l’invention permet avantageusement d’augmenter la tenue mécanique du substrat donneur. La meilleure tenue mécanique du substrat donneur apporte audit substrat donneur une meilleure résistance aux vibrations générés par les étapes de meulage et polissage, de sorte que le relief observé en périphérie de la couche piézoélectrique amincie fait de creux et de bosses est beaucoup moins marqué. Ainsi la surface libre de la couche piézoélectrique amincie est plus plane en bordure de plaque, ce qui permet un collage de meilleure qualité du substrat donneur sur le substrat support. La figure 1B représente le profil de topologie réalisé à l’aide d’un profilomètre mécanique, sur la surface libre d’un substrat donneur ayant subi le traitement thermique selon un mode de réalisation de l’invention. L’amplitude des ondulations est donc réduite en comparaison avec le profil de la Figure 1A représentant le profil de topologie sur la surface libre d’un substrat donneur n’ayant pas subi ledit traitement thermique.
L’invention concerne également un procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support.
On fournit initialement un substrat donneur comprenant la couche piézoélectrique à transférer. Le substrat donneur est de préférence obtenu par le procédé de fabrication précédemment décrit selon le premier objet de l’invention.
En référence à la Figure 9, on fournit également un substrat support 8 apte à recevoir la couche piézoélectrique à transférer. Préférentiellement, le substrat de manipulation 2 et le substrat support 8 sont fabriqués dans des matériaux tels que la différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau du substrat de manipulation 2 et le substrat support 8 est inférieure ou égale à 5 %, de préférence environ égale à 0 %.
On forme une zone de fragilisation dans le substrat piézoélectrique aminci 4 de sorte à délimiter une couche piézoélectrique à transférer 9. La profondeur de la zone de fragilisation par rapport à la surface exposée du substrat piézoélectrique aminci 4 détermine l’épaisseur de la couche piézoélectrique à transférer 9.
Selon un mode de réalisation préféré représenté sur la Figure 10, la zone de fragilisation est formée par implantation d’espèces atomiques dans le substrat piézoélectrique aminci, l’implantation étant représentée sur la figure 10 par les flèches noires. Les espèces atomiques sont implantées à une profondeur déterminée du substrat piézoélectrique aminci 4 qui détermine l’épaisseur de la couche piézoélectrique à transférer 9.
Lorsque la zone de fragilisation est formée par implantation d’espèces atomiques, les espèces atomiques implantées sont de préférence des ions hydrogène et/ou des ions hélium.
Selon un mode de réalisation, on forme ensuite une couche d’oxyde, ou une couche de nitrure, ou une couche comprenant une combinaison de nitrure et d’oxyde, ou une superposition d’au moins une couche d’oxyde et d’une couche de nitrure sur le substrat support (non représenté). Une telle couche d’oxyde ou de nitrure ou comprenant une combinaison de nitrure et d’oxyde permet avantageusement d’améliorer l’énergie de collage entre les deux substrats.
En référence à la Figure 11 , on procède ensuite au collage du substrat donneur sur le substrat support 8, la couche piézoélectrique à transférer 9 et l’éventuelle couche diélectrique étant située à l’interface de collage.
La structure multicouche formée comprend alors successivement, d’une face arrière à une face avant, le substrat support 8, l’éventuelle couche diélectrique, le substrat piézoélectrique aminci 4, la couche photopolymérisée 3 et le substrat de manipulation 2.
La structure multicouche formée présente peu de trous en périphérie de la structure à l’interface de collage entre le substrat donneur et le substrat support, (« edge bonding voids » en anglais), la détection desdits trous étant effectués par détection laser Un tel effet est avantageusement obtenu parce que le substrat donneur selon l’invention présente un très faible relief sur la surface libre de la couche piézoélectrique amincie préalablement au collage dudit substrat donneur avec le substrat support.
En référence à la Figure 12, on détache ensuite le substrat donneur le long de la zone de fragilisation de sorte à transférer la couche piézoélectrique à transférer 9 sur le substrat support 8.
Le détachement le long de la zone de fragilisation peut être déclenché par une action mécanique et/ou un apport d’énergie thermique. L’apport d’énergie thermique peut comprendre un recuit dans un four à un température comprise entre 150° C et 300° C, préférentiellement entre 150 °C et 220° C pour éviter la dégradation du polymère.
Finalement, du fait d’un faible nombre de trous à l’interface de collage entre le substrat donneur et la couche piézoélectrique, on obtient un meilleur transfert de la couche piézoélectrique sur le substrat support en bordure de plaque.
L’invention s’étend à un procédé de fabrication d’un dispositif à ondes acoustiques de volume comprenant le dépôt d’électrodes sur deux faces opposées d’une couche piézoélectrique caractérisé en ce qu’il comprend la fabrication de ladite couche piézoélectrique par un procédé de transfert de la couche piézoélectrique sur un substrat support selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrit.
Plus précisément, avant de coller la couche piézoélectrique à transférer 9 du substrat donneur sur le substrat support 8, on dépose une première électrode sur la surface libre de ladite couche 9, cette première électrode (référencée 10 sur la figure 13) se trouvant enterrée dans l’empilement final. Après l’étape de transfert de la couche piézoélectrique 9 du substrat donneur sur le substrat support 8, on dépose une seconde électrode (référencée 11 sur la figure 13) sur la surface libre de la couche 9, opposée à la première électrode. Pour éviter la propagation des ondes acoustiques dans le substrat support 8, on peut intégrer à celui-ci un moyen d’isolation pouvant être, par exemple, un miroir de Bragg 12 (comme illustré sur la figure 13) ou une cavité préalablement gravée dans le substrat support 8.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de fabrication d’un substrat donneur (1) pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support comprenant les étapes successives suivantes :
(a) la fourniture d’un substrat piézoélectrique (5) et d’un substrat de manipulation (2),
(b) le dépôt d’une couche adhésive photo-polymérisable (6) sur une face principale du substrat de manipulation (2) ou du substrat piézoélectrique (5),
(c) le collage du substrat piézoélectrique (5) avec le substrat de manipulation (2) par l’intermédiaire de la couche adhésive (6) pour former une hétérostructure(7),
(d) l’irradiation de ladite hétérostructure (7) par un flux lumineux pour polymériser la couche adhésive (6),
(e) le traitement thermique de l’ hétérostructure (7) irradiée,
(f) l’amincissement du substrat piézoélectrique (5) par sa face opposée au substrat de manipulation (2), de sorte à former ledit substrat donneur (1 ).
2. Procédé selon la revendication précédente, comprenant en outre une étape (g) de polissage mécano-chimique de la surface libre du substrat piézoélectrique aminci (4).
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique (e) est réalisé de sorte à augmenter le degré de réticulation du polymère dans la couche adhésive photo-polymérisée (3) et/ou la rigidité de ladite couche adhésive photo- polymérisée (3).
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique (e) est réalisé de sorte que le module d’Young de la couche adhésive (3) après irradiation et traitement thermique est compris entre 3,5 GPa et 10 GPa, ledit module d’Young étant mesuré par nano indentation.
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique (e) comprend l’application d’une température comprise entre 90 °C et 110 °C pendant une durée comprise entre 1 heure et 12 heures, dans une atmosphère de diazote.
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le flux lumineux est appliqué au travers du substrat piézoélectrique (5).
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le flux lumineux présente une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 500 nm.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’épaisseur de la couche adhésive photo-polymérisable (6) est comprise entre 1 pm et 50 pm et l’énergie d’irradiation reçue par ladite couche adhésive (6) lors de l’étape d’irradiation est comprise entre 0,7 J/cm2 et 10 J/cm2.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dépôt de la couche adhésive photo-polymérisable (6) est effectué par enduction centrifuge.
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche adhésive photo-polymérisable (6) comprend une colle isocyanurate, acrylate ou epoxy réticulable par rayonnement ultraviolet avec agent durcisseur ou non.
11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de collage est mise en œuvre à une température comprise entre 10 °C et 50 °C et/ou dans lequel l’étape d’irradiation est mise en œuvre à une température comprise entre 10°C et 50 °C.
12. Procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support comprenant :
- la formation d’un substrat donneur (1) par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
- la formation d’une zone de fragilisation dans le substrat piézoélectrique aminci (4) de sorte à délimiter la couche piézoélectrique à transférer (9),
- la fourniture du substrat support (8),
- le collage dudit substrat donneur (1 ) sur le substrat support (8), la couche piézoélectrique à transférer (9) étant située à l’interface de collage,
- le détachement du substrat donneur (1 ) le long de la zone de fragilisation de sorte à transférer la couche piézoélectrique à transférer (9) sur le substrat support (8).
13. Procédé selon la revendication précédente, comprenant, avant le collage, la formation d’une couche d’oxyde, ou une couche de nitrure, ou une couche comprenant une combinaison de nitrure et d’oxyde, ou une superposition d’au moins une couche d’oxyde et d’une couche de nitrure sur le substrat support (8).
14. Procédé selon l’une des revendications 12 ou 13, dans lequel la formation de la zone de fragilisation est effectuée par implantations d’espèces atomiques dans le substrat piézoélectrique aminci (4).
15. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel le substrat de manipulation (2) et le substrat support (8) sont fabriqués dans des matériaux tels que la différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau du substrat de manipulation (2) et le substrat support (8) est inférieure ou égale à 5 %, de préférence environ égale à 0 %.
16. Procédé de fabrication d’un dispositif à ondes acoustiques de volume comprenant le dépôt d’électrodes sur deux faces opposées d’une couche piézoélectrique, caractérisé en ce qu’il comprend la fabrication de ladite couche piézoélectrique par un procédé selon l’une des revendications 12 à 15.
17. Substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique, constitué d’une hétérostructure comprenant un substrat piézoélectrique collé sur un substrat de manipulation (2), ledit substrat étant caractérisé en ce qu’il comprend, à l’interface entre le substrat piézoélectrique et le substrat de manipulation, une couche adhésive polymérisée (3) dont le module d’Young est compris entre 3,5 GPa et 10 Gpa.
18. Substrat selon la revendication précédente, dans lequel l’épaisseur de la couche adhésive polymérisée (3) est comprise entre 1 pm et 50 pm.
19. Substrat selon l’une des revendications 17 ou 18, dans lequel la couche adhésive polymérisée (3) comprend une colle isocyanurate, acrylate ou epoxy réticulable par rayonnement ultraviolet avec agent durcisseur ou non.
EP24733990.6A 2023-06-30 2024-06-25 Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support Pending EP4736604A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2307030A FR3150687A1 (fr) 2023-06-30 2023-06-30 Procédé de fabrication d’un substrat donneur pour le transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat support
PCT/EP2024/067730 WO2025003091A1 (fr) 2023-06-30 2024-06-25 Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4736604A1 true EP4736604A1 (fr) 2026-05-06

Family

ID=88206865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24733990.6A Pending EP4736604A1 (fr) 2023-06-30 2024-06-25 Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4736604A1 (fr)
KR (1) KR20260030074A (fr)
CN (1) CN121359623A (fr)
FR (1) FR3150687A1 (fr)
TW (1) TW202519102A (fr)
WO (1) WO2025003091A1 (fr)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3079345B1 (fr) * 2018-03-26 2020-02-21 Soitec Procede de fabrication d'un substrat pour dispositif radiofrequence
FR3120985B1 (fr) * 2021-03-19 2023-03-31 Soitec Silicon On Insulator Procédé de fabrication d’une hétérostructure

Also Published As

Publication number Publication date
TW202519102A (zh) 2025-05-01
FR3150687A1 (fr) 2025-01-03
CN121359623A (zh) 2026-01-16
WO2025003091A1 (fr) 2025-01-02
KR20260030074A (ko) 2026-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3776641B1 (fr) Procede de transfert d'une couche piezoelectrique sur un substrat support
EP4309216B1 (fr) Procédé de transfert d'une couche d'une hétérostructure
EP3776632B1 (fr) Procede de fabrication d'un substrat pour dispositif radiofrequence
FR2714524A1 (fr) Procédé de réalisation d'une structure en relief sur un support en matériau semiconducteur.
EP4430933B1 (fr) Procede de preparation d'une couche mince en materiau ferroelectrique
EP4128330B1 (fr) Procede de fabrication d'une structure empilee
WO2025003091A1 (fr) Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support
EP4552443A1 (fr) Procédé de fabrication d'une structure semi-conductrice ou piézoélectrique
EP1692716B1 (fr) Collage moleculaire de composants microelectroniques sur un film polymere
EP4466729A1 (fr) Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique et procédé de transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support
EP3365929A1 (fr) Procédé de fabrication d'une structure hybride
WO2021191303A1 (fr) Procede de fabrication d'une structure piezoelectrique pour dispositif radiofrequence et servant pour le transfert d'une couche piezoelectrique, et procede de transfert d'une telle couche piezoelectrique
EP4466966B1 (fr) Procédé de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piézoélectrique et procédé de transfert d'une couche piézoélectrique sur un substrat support
WO2025185960A1 (fr) Procédé de fabrication d'un substrat, et substrat
EP4720376A1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif à base de carbure de silicium (sic) cristallin
EP2777070A1 (fr) Procédé d'obtention d'un substrat hétérogène pour la fabrication de semi-conducteur et substrat correspondant.
FR3108788A1 (fr) Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence et pouvant servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique
EP3939076A1 (fr) Procede de transfert d'une couche utile sur un substrat support
EP1226098A1 (fr) Procede d'assemblage d'elements a renfort par colle et dispositif obtenu par le procede

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251112

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR