FR2849715A1 - Recyclage d'une plaquette comprenant une structure multicouches apres prelevement d'une couche mince - Google Patents

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Abstract

Procédé de recyclage d'une plaquette donneuse (10) après prélèvement d'une couche utile comprenant un matériau choisi parmi les matériaux semiconducteurs. La plaquette donneuse (10) comprend successivement un substrat (1) et une structure à plusieurs couches (I), la structure à plusieurs couches (I) comprenant avant prélèvement la couche utile prélevée.Le procédé comprend un enlèvement de matière concernant une partie de la plaquette donneuse (10) du côté où a eu lieu le prélèvement, l'enlèvement de matière étant mis en oeuvre de sorte à conserver une partie de la structure à plusieurs couches (I') comprenant au moins une autre couche utile prélevable après recyclage, sans étape supplémentaire de reformation de couche utile.Le présent document concerne également :- un procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) recyclable selon l'invention ;- des procédés de prélèvement de couche mince d'une plaquette donneuse (10) recyclable selon l'invention ;- des plaquettes donneuses (10) recyclables selon l'invention.

Description

I
La présente invention concerne le recyclage d'une plaquette donneuse après y avoir prélevé une couche en matériau semiconducteur, le recyclage comprenant un enlèvement de matière concernant une partie de la plaquette donneuse du côté o a eu lieu le prélèvement.
Avant prélèvement, une telle plaquette donneuse comprend un substrat et la couche à prélever épitaxiée sur le substrat.
Après prélèvement, la couche prélevée est intégrée à une structure dans laquelle on réalisera la plupart du temps des composants notamment dans les domaines de la microélectronique, de l'optique ou de l'optoélectronique.
La couche à prélever doit donc atteindre un niveau élevé de qualité déterminé selon un ou des critère(s) particulier(s).
Or la qualité de la couche à prélever dépend en grande partie du support de croissance, c'est à dire de la qualité du substrat sur lequel elle est épitaxiée.
La formation d'un tel substrat de qualité est souvent complexe et demande une 15 attention particulière, impliquant une difficulté technique et un cot économique élevé.
Ce dernier point est d'autant plus vérifié si on considère une couche à prélever en matériau semiconducteur composé, tel qu'un alliage, le substrat d'épitaxie devant lui aussi présenter une structure souvent difficile et coteuse à réaliser.
Ainsi, un substrat comprenant une couche tampon présente en particulier de 20 telles difficultés de réalisation.
On entend généralement par " couche tampon " une couche de transition entre une première structure cristalline tel un substrat support et une deuxième structure cristalline, ayant comme fonction première une modification de propriétés du matériau, telles que des propriétés structurales, stoechiométriques ou une recombinaison atomique 25 en surface.
Dans un cas particulier de couche tampon, cette dernière peut permettre d'obtenir une deuxième structure cristalline dont le paramètre de maille diffère sensiblement de celui du substrat support.
Une première technique de réalisation d'une couche tampon, consiste à réaliser 30 des croissances de couches successives de sorte à former une structure ayant une composition variant graduellement en épaisseur, la variation graduelle de composants de la couche tampon étant alors directement associée à une variation graduelle de son paramètre de maille.
Réalisée sur la couche tampon, une couche ou une superposition de couches 5 peut être prélevée à partir de la plaquette donneuse pour être transférée sur un substrat récepteur, afin de réaliser une structure déterminée.
Une des applications majeures d'un transfert de couches minces formées sur une couche tampon concerne la formation de couches de silicium contraint élastiquement, et notamment dans le cas o le silicium est contraint en tension car 10 certaines de ses propriétés, comme la mobilité électronique du matériau, sont alors nettement améliorées.
D'autres matériaux, comme par exemple le SiGe, peuvent aussi faire l'objet d'un prélèvement sensiblement analogue.
Un transfert de telles couches sur un substrat récepteur grâce notamment à un 15 procédé appelé Smart-cuto connu de l'homme du métier, permet alors de réaliser des structures telles que des structures SeOI (acronyme anglo-saxon de " Semiconductor On Insulator ").
Par exemple, après un prélèvement d'une couche de SiGe relaxé élastiquement, la structure obtenue et comprenant la couche prélevée peut servir alors de support de 20 croissance à du silicium qui sera mise sous tension par la couche de SiGe relaxé.
Pour illustration, un exemple d'un tel procédé est décrit dans le document IBM de L.J. Huang et coll. (" SiGe-On-Insulator prepared by wafer bonding and layer transfer for high-performance field-effect transistors", Applied Physics Letters, 26/02/2001, vol.78, n09) dans lequel est présenté un procédé de réalisation d'une 25 structure Si/SGOI.
D'autres applications de croissance sur couche tampon sont possibles, notamment avec les semiconducteurs de la famille 111-V.
Des transistors sont ainsi couramment réalisés dans les technologies à base de GaAs ou à base d'InP.
En terme de performance électronique, l'InP a sensiblement l'avantage sur le GaAs. Pour des raisons principales de cot de réalisation et de faisabilité, la technique choisie consiste à reporter sur un substrat récepteur une couche de InP prélevée obtenue par croissance sur une couche tampon sur substrat support en GaAs.
Certains procédés de prélèvements, tel un procédé de type "etch-back ", entraînent alors une destruction de la partie restante du substrat support et de la couche tampon lors du prélèvement.
Dans certains autres procédés de prélèvements, le substrat support est recyclé 10 mais la couche tampon est perdue.
Or, la technique de réalisation d'une couche tampon est complexe.
D'autre part, pour minimiser sa densité de défauts cristallographiques, l'épaisseur d'une couche tampon est habituellement importante, typiquement comprise entre un à plusieurs micromètres.
La réalisation d'une telle couche tampon induit donc une mise en oeuvre souvent longue, difficile et coteuse.
Une deuxième technique de réalisation d'une couche tampon est notamment exposée dans le document WOO/15885, et a pour but principal de relaxer élastiquement une couche de Ge contraint par l'intermédiaire d'une couche tampon en Ge.
Cette technique se base sur des conditions d'épitaxie particulières, associant notamment les paramètres température, temps et composition chimique.
Par rapport à la première technique, elle présente l'avantage principal d'être plus simple, moins longue et moins coteuse à réaliser.
La couche tampon obtenue au final est en outre moins épaisse qu'une couche 25 tampon réalisée selon la première technique.
Une troisième technique de réalisation d'une couche tampon est exposée par B. Hôllander et coll., notamment dans le document intitulé "Strain relaxation of pseudomorphic Si,-,Ge. / Si(100) heterostructures after hydrogen or helium ion implantation for virtual substrate fabrication" (dans Nuclear and Instruments and 30 Methods in Physics Research B 175177 (2001) 357 - 367).
Elle consiste à relâcher des contraintes élastiques présentes dans la couche à prélever au moyen d'une implantation d'hydrogène ou d'hélium en profondeur.
Ainsi, dans cette optique, cette troisième technique peut donner un résultat voisin d'une couche tampon réalisée selon l'une des deux premières techniques avec sensiblement moins d'exigence de mise en oeuvre.
Le procédé décrit en particulier une relaxation d'une couche de SiGe contraint en compression, cette couche étant formée sur un substrat en Si.
La technique employée comprend une implantation d'ions hydrogène ou d'hélium à travers la surface de la couche contrainte dans le substrat en Si à une 10 profondeur déterminée, générant des perturbations dans l'épaisseur de Si au dessus de la zone implantée (cette épaisseur forme alors une couche tampon) et provoquant sous traitement thermique une certaine relaxation de la couche de SiGe.
Cette technique semble moins longue, plus facile à mettre en oeuvre et moins coteuse que la première technique de réalisation d'une couche tampon.
Un intérêt à mettre en oeuvre une telle technique serait d'intégrer ultérieurement cette couche relaxée ou pseudo-relaxée dans une structure pour la fabrication de composants, notamment pour l'électronique ou l'opto-électronique.
Cependant, de façon analogue à la première technique de réalisation d'une couche tampon, une couche tampon réalisée selon l'une de ces deux dernières 20 techniques est supprimée lors des techniques connues de recyclage de la plaquette donneuse après prélèvement.
Or sa réalisation garde des difficultés techniques de mise en oeuvre.
La présente invention vise à améliorer la situation en proposant selon un premier aspect un procédé de recyclage d'une plaquette donneuse après prélèvement 25 d'une couche utile comprenant un matériau choisi parmi les matériaux semiconducteurs, la plaquette donneuse comprenant successivement un substrat et une structure à plusieurs couches, la structure à plusieurs couches comprenant avant prélèvement la couche utile prélevée, le procédé comprenant un enlèvement de matière concernant une partie de la plaquette donneuse du côté o a eu lieu le prélèvement, caractérisé en ce que 30 l'enlèvement de matière est mis en oeuvre de sorte à conserver une partie de la structure à plusieurs couches comprenant au moins une autre couche utile prélevable après recyclage, sans étape supplémentaire de reformation de couche utile.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de réalisation d'une plaquette donneuse destinée à fournir une couche utile par prélèvement et apte à être 5 recyclée après prélèvement par ledit procédé de recyclage, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une structure à plusieurs couches sur un substrat.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de prélèvement d'une couche utile sur une plaquette donneuse pour être transférée sur un substrat récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un collage de la plaquette donneuse avec le substrat récepteur du côté de la couche utile à prélever; (b) un détachement de la couche utile comprise dans la structure à plusieurs couches (1) de la plaquette donneuse; (c) un recyclage de la plaquette donneuse 10 conformément audit procédé de 15 recyclage Selon un quatrième aspect, l'invention propose un procédé de prélèvement cyclique de couche utile à partir d'une plaquette donneuse, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en oeuvre d'une succession d'étapes de prélèvement de couche utile, chacune de ces étapes étant conforme audit procédé de prélèvement.
Selon un cinquième aspect, l'invention propose une application dudit procédé de prélèvement cyclique ou dudit procédé de prélèvement, à la réalisation de structure comprenant le substrat récepteur et la couche utile, la couche utile comprenant au moins un des matériaux suivants: du SiGe, du Si, un alliage appartenant à la famille 111-V dont la composition est 25 respectivement choisie parmi les combinaisons possibles (Al,GaIn)-(N,P,As).
Selon un sixième aspect, l'invention propose une plaquette donneuse ayant fourni une couche utile par prélèvement, et recyclée ou apte à être recyclée par ledit procédé de recyclage, caractérisée en ce qu'elle comprend successivement un substrat, et une structure à plusieurs couches ayant fourni la couche utile et ayant après prélèvement une épaisseur suffisante pour comprendre au moins une autre couche utile à fournir.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de mise en oeuvre de procédés préférés de 5 celle-ci, donnés à titre d'exemple non limitatif et faits en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente les différentes étapes d'un procédé selon l'invention comprenant successivement un prélèvement de couche mince à partir d'une plaquette donneuse et un recyclage de la plaquette donneuse après prélèvement.
La figure 2 représente une première plaquette donneuse avant prélèvement selon l'invention.
La figure 3 représente les différentes étapes d'un procédé selon l'invention comprenant successivement un prélèvement de couche mince à partir d'une plaquette donneuse et un recyclage de la plaquette donneuse après prélèvement.
La figure 4 représente une deuxième plaquette donneuse selon l'invention.
L'objectif principal de la présente invention consiste à recycler une plaquette comprenant une structure à plusieurs couches, après qu'on y ait prélevé au moins une couche utile (c'est à dire la partie de la plaquette donneuse étant prélevée) afin d'intégrer cette dernière dans une structure semiconductrice, le recyclage étant mis en 20 oeuvre de sorte que la partie restante de la structure à plusieurs couches puisse à nouveau fournir une couche utile dans un prélèvement ultérieur après recyclage, sans mettre en oeuvre une étape de reformation de couche utile, telle qu'une étape de croissance cristalline par épitaxie.
Le recyclage doit donc notamment comprendre un traitement adapté pour ne 25 pas détériorer une partie de la structure à plusieurs couches dans laquelle est comprise la couche utile, pour que cette dernière demeure prélevable après recyclage.
Dans une configuration particulière, on pourra avoir plusieurs couches utiles prélevables qui sont comprises dans la structure à plusieurs couches recyclée, et avoir ainsi la possibilité d'avoir une succession de plusieurs prélèvements successifs, entre lesquelles on mettra avantageusement en oeuvre un procédé de recyclage selon la présente invention.
En référence aux figures la, lb, 2, 2a, 2b, 3 et 4, la plaquette donneuse 10 est constituée d'un substrat 1 et d'une structure à plusieurs couches I. Dans une première configuration du substrat 1, ce dernier est constitué d'un seul matériau cristallin ayant le premier paramètre de maille.
Dans une deuxième configuration du substrat 1, ce dernier est un "pseudosusbtrat" constitué d'un substrat support et d'une structure tampon interfacée avec la structure à plusieurs couches I. On désigne par " structure tampon " toute structure se comportant comme une couche tampon.
De façon avantageuse, elle présente en surface une structure cristallographique sensiblement relaxée et/ou sans un nombre notable de défauts structurels.
De façon avantageuse, la couche tampon a au moins une des deux fonctions 15 suivantes: - diminution de la densité de défauts dans la couche supérieure; - adaptation d'un paramètre de maille entre deux structures cristallographiques de paramètres de maille différents. Pour réaliser la deuxième fonction, la couche tampon présente aux alentours 20 d'une de ses faces un premier paramètre de maille sensiblement identique à celui du substrat support et aux alentours de son autre face un deuxième paramètre de maille sensiblement identique à celui de la couche de la structure à plusieurs couches I directement sus-jacente à la structure tampon).
Dans une première configuration de la structure tampon, cette dernière est 25 constituée d'une unique couche tampon.
La couche tampon, située sur le substrat support, permet de présenter à sa surface un paramètre de maille sensiblement différent du paramètre de maille du substrat support, et ainsi de permettre d'avoir dans une même plaquette donneuse 10, une couche ayant un paramètre de maille différent de celui du substrat support.
La couche tampon peut permettre en outre, dans certaines applications, à la couche sus-jacente d'éviter de contenir une grande densité de défauts et/ou de subir des contraintes notables.
La couche tampon peut permettre en outre, dans certaines applications, à la couche sus-jacente d'avoir un bon état de surface.
Selon une première technique de réalisation de structure tampon, une couche tampon est formée de sorte à avoir un paramètre de maille se modifiant de façon globalement progressive sur une épaisseur conséquente pour établir la transition entre les deux paramètres de maille.
Une telle couche est généralement appelée couche métamorphique.
Cette modification du paramètre de maille peut être réalisée de façon continue dans l'épaisseur de la couche tampon.
Ou elle peut être réalisée par " étages ", chaque étage étant.une couche mince avec un paramètre de maille sensiblement constant et différent de celui de l'étage sous15 jacent, de sorte à modifier de façon discrète le paramètre de maille étage par étage.
Elle peut aussi avoir une forme plus complexe telle qu'une variation de composition à taux variable, une inversion de signe du taux ou des sauts discontinus de composition. L'évolution du paramètre de maille dans la couche tampon est avantageusement 20 trouvée en y augmentant, à partir du substrat support, de façon sensiblement progressive la concentration d'au moins un élément atomique qui n'est pas compris dans le substrat support. Ainsi, par exemple, une couche tampon réalisée sur un substrat support en matériau unitaire pourra être en matériau binaire, tertiaire, quaternaire ou plus.
Ainsi, par exemple, une couche tampon réalisée sur un substrat support en matériau binaire pourra être en matériau tertiaire, quaternaire ou plus.
La couche tampon est avantageusement réalisée par croissance sur le substrat support, par exemple par épitaxie en utilisant les techniques connues telles que les techniques CVD et MBE (abréviations respectives de " Chemical Vapor Deposition " et 30 " Molecular Beam Epitaxy ").
De manière générale, la couche tampon peut être réalisée par toute autre méthode connue, afin d'obtenir par exemple une couche tampon constituée d'alliage entre différents éléments atomiques.
Une légère étape de finition de la surface du substrat support sousjacent à la 5 couche tampon, par exemple par polissage CMP, peut éventuellement précéder la réalisation de la couche tampon.
Dans une autre configuration, la couche tampon réalisée selon la première technique est comprise dans une structure tampon qui est constituée d'une couche tampon (sensiblement identique à celle de la première configuration) et d'une couche 10 additionnelle.
La couche additionnelle peut être entre le substrat support et la couche tampon, ou sur la couche tampon.
Dans un premier cas particulier, cette couche additionnelle peut constituer une deuxième couche tampon, telle qu'une couche tampon permettant de confiner des 15 défauts, et ainsi d'améliorer la qualité cristalline de la structure à plusieurs couches I réalisée sur la structure tampon.
Cette couche additionnelle est en matériau semiconducteur ayant de préférence une composition en matériau constante.
La composition et l'épaisseur choisies d'une telle couche additionnelle à 20 réaliser sont alors des critères particulièrement importants pour atteindre cette propriété.
Ainsi, par exemple, les défauts structurels dans une couche épitaxiée diminuent habituellement de façon graduelle dans l'épaisseur de cette couche.
Dans un deuxième cas particulier, la couche additionnelle est située sur la couche tampon et a une composition constante en matériau relaxé. 25 Elle peut ainsi fixer le deuxième paramètre de maille.
La couche additionnelle peut aussi avoir plusieurs fonctions, telles que des fonctions choisies parmi ces deux derniers cas particuliers.
Dans une configuration avantageuse, la couche additionnelle est située sur la couche tampon et a un paramètre de maille sensiblement différent du paramètre de 30 maille du substrat support.
Dans un cas particulier de cette configuration avantageuse, la couche additionnelle est en matériau relaxé par la couche tampon.
La couche additionnelle est avantageusement réalisée par croissance sur la couche tampon, par exemple par épitaxie par CVD ou MBE.
Dans un premier mode de réalisation, la croissance de la couche additionnelle est réalisée in situ, directement en continuation de la formation de la couche tampon sous-jacente, cette dernière étant aussi dans ce cas avantageusement formée par croissance de couche.
Dans un deuxième mode de réalisation, la croissance de la couche additionnelle 10 est réalisée après une légère étape de finition de surface de la couche tampon sousjacente, par exemple par polissage CMP, traitement thermique ou autre technique de lissage. Une deuxième technique de réalisation de structure tampon se base sur une technique de dépôt d'une couche superficiellement à un substrat support, cette couche 15 superficielle ayant un paramètre de maille nominal sensiblement différent du paramètre de maille du matériau voisin de la surface du substrat support.
Ce dépôt de la couche superficielle est réalisé de façon à ce que la couche déposée soit pratiquement exempte de défauts plastiques, telles que des dislocations.
Cette couche superficielle est réalisée de sorte à présenter au final: une première partie en contact avec le substrat support, qui confine des défauts plastiques, telles que des dislocations; et - une deuxième partie, relaxée ou pseudo-relaxée par la première partie, et présentant pas ou peu de défauts plastiques.
La première partie de la couche superficielle déposée joue alors le rôle d'une 25 couche tampon puisque: * elle confine les défauts plastiques afin de préserver la deuxième partie de la couche superficielle; et * elle adapte le paramètre de maille de la couche superficielle avec celui du substrat. il Par " confinement ", on signifie que la grande majorité des défauts plastiques se trouvent dans la première partie. La deuxième partie de la couche superficielle n'est pas absolument exempte de défauts, mais leur concentration est compatible avec les applications microélectroniques.
La technique de dépôt employée pour réaliser une telle couche tampon comprend avantageusement des variations dans le temps de températures et de compositions chimiques de dépôt.
On peut ainsi réussir à réaliser une couche tampon présentant une composition chimique sensiblement constante en épaisseur, contrairement à une couche tampon 10 réalisée selon la première technique.
Une ou plusieurs couches peuvent cependant être intercalée(s) entre la couche tampon et la deuxième partie de la couche superficielle.
La couche tampon peut en outre avoir une épaisseur inférieure aux plus petites épaisseurs des couches tampons réalisées selon la première technique.
Le document WO 00/15885 enseigne d'un exemple de réalisation d'une telle couche tampon selon cette dernière technique, en réalisant un dépôt de SiGe ou de Ge sur un susbtrat support en Si monocristallin.
Un tel procédé de dépôt peut ainsi être par exemple réalisé selon un mode dans lequel on effectue un dépôt de Ge monocristallin sur un substrat support de Si 20 monocristallin, en mettant en oeuvre les étapes suivantes: * stabilisation en température du substrat support en silicium monocristallin à une première température stabilisée prédéterminée de 400'C à 500'C, de préférence 430'C à 460'C; * dépôt chimique en phase vapeur (CVD) de Ge à ladite première température 25 déterminée jusqu'à l'obtention d'une couche de base de Ge sur le substrat support d'une épaisseur prédéterminée inférieure à une épaisseur finale voulue; * accroissement de la température de dépôt chimique en phase vapeur du Ge depuis la première température prédéterminée jusqu'à une seconde température prédéterminée allant de 750'C à 850'C, de préférence de 800'C à 850'C; et poursuite du dépôt chimique en phase vapeur du Ge à ladite seconde température prédétermninée jusqu'à obtention de l'épaisseur finale voulue pour la couche superficielle de Ge monocristallin.
La couche tampon est la partie de la couche déposée qui est en interface avec le 5 substrat support et qui s'étend sur une épaisseur pour laquelle le taux de défauts cristallographiques est supérieur à une valeur limite.
L'épaisseur de cette couche tampon peut en particulier être de l'ordre de 0.5 à 1 micron, ce qui est inférieur à l'épaisseur d'une couche tampon réalisée selon la première technique. L'autre partie de la couche est au moins une partie de la structure à plusieurs couches I. Un tel procédé de dépôt peut également être effectué selon des variantes - par exemple celles divulguées par le document WO 00/15885.
On a de la sorte réalisé le substrat 1 de la plaquette donneuse 10, le substrat 1 15 comprenant ledit substrat support et ladite couche tampon.
Une troisième technique de réalisation d'une structure tampon est employée sur une structure comprenant le substrat 1 et une couche ayant été déposée sur le substrat 1.
Le matériau choisi pour constituer cette couche est en un matériau ayant un 20 paramètre de maille nominal qui est sensiblement différent du paramètre de maille de la surface du substrat 1, de sorte à devoir être contraint élastiquement en compression ou en tension par le substrat 1.
La couche contrainte a une structure générale en matériau contraint, mais peut aussi contenir une ou plusieurs épaisseurs en matériau relaxé ou pseudo relaxé qui ont 25 une épaisseur cumulée très inférieure à celle de la couche contrainte, afin que cette dernière conserve un état globalement contraint.
Dans tous les cas, la couche contrainte est avantageusement formée sur le substrat 1 par croissance cristalline, telle qu'une épitaxie en utilisant les techniques connues comme par exemple les techniques CVD et MBE.
Pour obtenir une telle couche contrainte sans trop de défauts cristallographiques, comme par exemple des défauts ponctuels ou des défauts étendus telles que des dislocations, il est avantageux de choisir les matériaux cristallins constituant le substrat 1 et la couche contrainte (au voisinage de son interface avec le 5 substrat 1) de sorte qu'ils présentent une différence entre leur premier et leur deuxième paramètres de maille nominaux respectifs suffisamment faible.
Par exemple, cette différence de paramètre de maille est typiquement comprise entre environ 0,5 % et environ 1,5 %, mais peut aussi présenter des valeurs plus importantes. Par exemple, dans les matériaux IV - IV, le Ge a un paramètre de maille nominal supérieur d'environ 4,2 % à celui du Si, et donc le SiGe à 30% de Ge a un paramètre de maille nominal supérieur d'environ 1,15 % à celui du Si.
D'autre part, il est préférable que la couche contrainte ait une épaisseur sensiblement constante, afin qu'elle présente des propriétés intrinsèques sensiblement 15 constantes et/ou pour faciliter le futur collage avec le substrat récepteur (tel que représenté sur la figure lb ou 2b).
Pour éviter une relaxation de la couche contrainte ou une apparition de contraintes internes de type plastique, l'épaisseur de cette dernière doit en outre rester inférieure à une épaisseur critique de contrainte élastique.
Cette épaisseur critique de contrainte élastique dépend principalement du matériau principal choisi pour constituer la couche contrainte et de ladite différence de paramètre de maille avec le substrat 1.
L'homme du métier se référera à l'état de la technique pour connaître la valeur de l'épaisseur critique de contrainte élastique du matériau qu'il utilise pour la couche 25 contrainte formée sur le matériau utilisé pour le substrat 1.
Une fois formée, la couche contrainte a donc un paramètre de maille sensiblement voisin de celui de son substrat de croissance 1 et présente alors des contraintes élastiques internes en compression ou en tension.
Une fois la structure formée, la troisième technique de réalisation de structure tampon comprend une première étape de formation dans le substrat 1 d'une zone de perturbation à une profondeur déterminée.
Une zone de perturbation se définit comme une zone présentant des contraintes 5 internes susceptibles de former des perturbations structurelles dans les parties environnantes.
Cette zone de perturbation est avantageusement formée sur sensiblement toute la surface du substrat 1 parallèlement à la surface du substrat 1.
Un procédé de formation d'une telle zone de fragilisation comprend une 10implantation d'espèces atomiques dans le substrat 1 à ladite profondeur déterminée, avec une énergie d'implantation et un dosage des espèces atomiques déterminés.
Dans un mode de mise en oeuvre particulier de l'implantation, les espèces atomiques implantées comprennent de l'hydrogène et/ou de l'hélium.
Une telle zone de perturbation formée par implantation comprend alors des 15 contraintes internes, voire des défauts cristallographiques, exercées par les espèces atomiques implantées sur le réseau cristallin adjacent à la zone de perturbation.
Ces contraintes internes sont alors susceptibles de créer des perturbations cristallographiques dans la zone sus-jacente.
A cet effet, la couche tampon est réalisée selon cette troisième technique au 20 cours de la mise en oeuvre d'une seconde étape par un apport d'énergie adapté et convenablement paramétré pour: * aider à l'apparition des perturbations dans la région sus-jacente à la zone de perturbation; * augmenter l'ampleur de ces perturbations dans cette région sus-jacente; et 25 * provoquer une relaxation élastique au moins relative de la couche contrainte suite à l'apparition des perturbations. L'objectif principal d'un tel apport d'énergie est donc de provoquer une relaxation au moins relative des contraintes élastiques de la couche contrainte afin de former une couche contrainte relaxée.
La région intermédiaire comprise dans le substrat 1 entre la zone de perturbation et la couche contrainte: * confine des défauts de type dislocations; * adapte le paramètre de maille du substrat 1 au paramètre de maille nominal de la couche contrainte; Cette région intermédiaire peut donc être considérée ici comme une couche tampon. Un traitement thermique est avantageusement mis en oeuvre afin de, s'il est convenablement paramétré, générer ledit apport d'énergie suffisant pour provoquer ces 10 modifications structurelles.
Ce dernier traitement thermique est avantageusement réalisé à une ou des températures sensiblement inférieures à une température critique au-delà de laquelle un nombre significatif d'espèces atomiques implantées seraient dégazées.
A partir des contraintes internes dans la zone de perturbation on crée ainsi des 15 perturbations cristallographiques locales.
Notamment pour des raisons de minimisation d'énergie élastique au niveau de la couche contrainte, ces perturbations apparaissent principalement dans la couche tampon et sous l'influence du traitement thermique, augmentent en amplitude.
Quand ces perturbations sont devenues suffisamment importantes, elles agissent 20 sur la couche contrainte en y relaxant au moins relativement des contraintes élastiques, ces contraintes relaxées étant principalement des contraintes de désaccord de maille entre les paramètres de maille nominaux respectifs du matériau de la couche contrainte et de celui du substrat 1.
Cependant, la relaxation de la couche contrainte peut aussi s'accompagner 25 d'apparition de défauts cristallins de type inélastique dans l'épaisseur de celle-ci, telles que des dislocations traversantes.
Des traitements adaptés, tel qu'un traitement thermique, peuvent alors être mis en oeuvre pour diminuer le nombre de ces défauts.
On peut par exemple mettre en oeuvre un traitement adapté qui permette d'augmenter la densité de dislocations jusqu'à ce qu'elle soit comprise entre deux valeurs limites, les deux valeurs limites définissant un intervalle de densité de dislocations dans lequel au moins une partie des dislocations s'annihile.
Dans tous les cas, on obtient au final une couche relaxée ou pseudorelaxée dont le paramètre de maille nominal est sensiblement différent du paramètre de maille nominal du substrat de croissance 1 et qui présente un taux faible de dislocations préjudiciables à la formation de composants microélectroniques dans la couche contrainte relaxée.
Cette couche relaxée ou pseudo relaxée peut constituer au moins une partie de la structure à plusieurs couches I. Pour plus de précisions, on pourra se référer à B. Hôllander et coll., notamment dans le document intitulé "Strain relaxation of pseudomorphic Si,,Ge, / Si(100) heterostructures after hydrogen or helium ion implantation for virtual substrate 15 fabrication " (dans Nuclear and Instruments and Methods in Physics Research B 175177 (2001) 357 - 367).
La couche tampon ainsi réalisée selon cette troisième technique du réalisation de structure tampon est alors comprise dans le substrat 1 tel que défini avant la mise en oeuvre de cette troisième technique de réalisation de couche tampon.
Une quatrième technique de réalisation de structure tampon se base sur un substrat support de la structure tampon à réaliser, dont la surface est en relief; et un dépôt des éléments constitutifs de la structure tampon sur le substrat support.
Etant donné la non planéarité de la surface du substrat support, le dépôt des éléments constitutifs de la structure tampon se fait de façon anisotropique avec des 25 effets de sélectivité de croissance et des coalescences locales qui donnent à la structure tampon réalisée des propriété déterminées.
Ce quatrième mode de réalisation de structure tampon met en oeuvre des techniques déterminées et paramétrées de sorte que les propriétés obtenues de la couche tampon correspondent à des propriétés de confinement de défauts cristallographiques, afin que la structure de prélèvement I que l'on réalisera sur la structure tampon ait une structure intrinsèque de qualité.
Le choix de la topographie du substrat support est une des données essentielles pour obtenir un tel résultat.
On choisira notamment de préférence une topographie à motifs se répétant de façon périodique sur toute la surface du substrat support, afin d'homogénéiser son influence sur toute la surface de la plaquette.
On aura par exemple un substrat support présentant des bandes espacées l'une de l'autre d'une distance déterminée.
Pour une telle topographie en bandes, et sous certaines conditions de dépôt, on peut réussir à concentrer des dislocations des couches épitaxiées au voisinage des bandes, et notamment des coins de bandes.
L'épaisseur de la couche dans laquelle est confinée la majeure partie des dislocations constitue alors la couche tampon.
Pour cette topographie particulière de surface du substrat support en bandes espacées périodiquement sur toute la surface du substrat support, les bandes sont avantageusement constituées d'un matériau isolant formé sur un substrat et constituant ainsi un masque aux matériaux que l'on déposera ultérieurement.
En outre, on pourra intercaler entre un substrat massif et la structure en relief, 20 une couche intermédiaire en matériaux cristallins servant de substrat de croissance à la structure tampon, la structure en relief isolante étant alors suffisamment fine pour ne pas perturber la reprise de croissance de la structure tampon sur le substrat de croissance qui lui est sous jacent.
Cette technique est aussi appelée surcroissance d'épitaxie latérale ou "ELOG" 25 (abréviation anglo-saxonne de epitaxially laterally overgrown) et est principalement appliquée à des dépôts de films de nitrures par épitaxie MOCVD (acronyme anglo saxon de " Metal Organic-Chemical-VaporDeposition ").
On pourra par exemple se baser sur le Bulletin du "Materials Research Community " de mai 1998, volume 23, n05, dans l'Article de Shuji Nakamura intitulé 30 " InGaN/GaN/AlGaN- Based Laser Diodes with an Estimated Lifetime of Longer than 10,000 hours ", dans lequel est décrit notamment une croissance de GaN sur une structure en bandes en SiO2On décrira plus loin dans ce document, dans l'exemple 9, une structure en GaN réalisée selon cette quatrième technique de réalisation de structure tampon par ELOG.
Quelle que soit la configuration structurelle du substrat I (qui comprend ou ne comprend pas de structure tampon), ce dernier est constitué au niveau de l'interface avec la structure à plusieurs couches I d'un matériau cristallin présentant peu ou pas de défauts cristallographiques.
Au moins une partie des différentes couches constituant la structure à plusieurs couches I est avantageusement réalisée par croissance sur le substrat 1, par exemple par épitaxie par CVD ou MBE.
Dans un premier mode de réalisation, des croissances d'au moins une partie de ces couches sont réalisées in situ, directement en continuation de la formation des 15 couches qui leur sont respectivement sous-jacentes, ces dernières étant aussi dans ce cas avantageusement formées par croissance de couche.
Dans un deuxième mode de réalisation, des croissances d'au moins une partie de ces couches sont réalisées après de légères étapes de finition de surface des couches qui leur sont respectivement sous-jacentes, par exemple par polissage CMP, traitement 20 thermique ou autre technique de lissage.
Au final, on obtient une structure à plusieurs couches I comprenant des couches en matériaux cristallins.
La structure à plusieurs couches I comprend avant recyclage une épaisseur équivalente ou supérieure à au moins deux couches utiles.
Cependant, la structure à plusieurs couches I a très avantageusement une épaisseur supérieure à deux couches utiles afin de s'affranchir des épaisseurs de matériau retirées lors du ou des traitement(s) mis en oeuvre lors du recyclage pour rattraper des défauts créés la plupart du temps lors du prélèvement de la couche utile.
Il est en effet habituel de trouver des rugosités, des inhomogénéités d'épaisseur, 30 des défauts structurels et/ou d'autres types de défauts, à la surface d'une plaquette donneuse 10 après prélèvement, comme ceux rencontrés dans la couche postprélèvement 3' en référence à la figure lc ou à la figure 2c.
Par exemple, il peut apparaître après prélèvement, des parties saillantes et/ou rugueuses au niveau de la surface de prélèvement de la plaquette donneuse 10 restante.
Ces parties superficielles en relief apparues en surface de la structure à plusieurs couches I dépendent principalement de la façon de prélever et de la technique mise en oeuvre lors du prélèvement.
* Ainsi, par exemple, une façon de prélever couramment employée en industrie consiste à prélever la couche utile non pas sur toute la surface de la plaquette donneuse 10 10, mais seulement sur une partie de cette dernière (qui est généralement une partie sensiblement centrée) laissant sur la surface de la plaquette donneuse 10 des parties saillantes. Ces parties saillantes sont généralement monoblocs et situées en périphérie de la surface de la plaquette donneuse 10, l'ensemble des parties saillantes étant alors appelé dans le métier " couronne de prélèvement ".
a Ainsi, par exemple, des techniques connues de prélèvement, comme par exemple celles que nous étudierons d'avantage et plus loin dans ce document, telle la technique Smart-cuto déjà évoquée, provoquent quelquefois des rugosités de surface.
La structure à plusieurs couches I avant prélèvement doit donc avoir une épaisseur d'au moins deux couches utiles à prélever et d'une épaisseur égale ou 20 supérieure à une marge d'épaisseur correspondant à la matière minimale à retirer lors du ou des recyclage(s).
Cette marge d'épaisseur est ainsi typiquement de l'ordre de un micron dans le cas d'un recyclage après un prélèvement de type Smart-cute (que nous discuterons plus loin). Cependant, en utilisant des techniques de recyclage performant, telle qu'une gravure chimique sélective, on pourra réduire cette marge d'épaisseur.
Un traitement principal mis en oeuvre lors du recyclage selon l'invention est un traitement d'enlèvement de matière adapté de sorte à conserver une partie de la structure à plusieurs couches I comprenant au moins une autre couche utile prélevable après 30 recyclage.
Cet ou ces enlèvement(s) de matière est (sont) mis en oeuvre sur la plaquette donneuse 10, c'est à dire au niveau de la surface libre de la structure à plusieurs couches I qui reste après prélèvement.
Dans un procédé de recyclage particulier, un traitement de surface est mis en 5 oeuvre pour retirer une partie de la structure à plusieurs couches I sur laquelle on a prélevé la couche utile.
Cet enlèvement de matière en surface permet en particulier de retirer une épaisseur superficielle contenant des défauts de surface apparus lors du prélèvement, telles que des perturbations cristallographiques de type dislocations ou défauts 10 ponctuels.
Plusieurs traitements de surface peuvent ainsi être mis en oeuvre individuellement ou en combinaison, tels que: - une gravure chimique sèche ou humide, mise en oeuvre avantageusement dans un bain, par plasma ou par pulvérisation; la gravure pouvant être 15 uniquement chimique, électrochimique, photo électrochimique, ou toute autre gravure équivalente, telle qu'une gravure mise en oeuvre au cours d'un polissage mécano-chimique; - un recuit, par exemple sous hydrogène; - une gravure chimique, par exemple sous HCl, accompagnée d'un recuit; - une étape d'oxydation superficielle, réalisée par des techniques d'oxydation connues de l'homme du métier, en surface de la structure à plusieurs couches 1, suivie d'une étape d'enlèvement de la couche oxydée par désoxydation par voie avantageusement chimique (telle qu'une attaque d'un bain d'acide fluorhydrique) précédée avantageusement d'une étape de recuit. Un tel 25 procédé dit d'oxydation sacrificielle sera développé plus loin dans ce document. Un traitement de surface peut également, et c'est notamment le cas des quatre derniers traitements de surface, améliorer sensiblement l'état de surface de la structure à plusieurs couches I restante après le prélèvement ainsi que son homogénéité d'épaisseur, ce qui est particulièrement utile si on met en oeuvre un collage lors du prélèvement de la couche utile.
Quel(s) que soi(en)t le ou les traitement(s) de surface choisi(s) pour être mis en oeuvre, ceux-ci permettent d'améliorer la qualité de la surface de la structure à plusieurs couches I en comparaison de l'état de surface avant de mettre en oeuvre ce traitement.
Dans un premier cas, l'amélioration de la qualité structurelle et géométrique de la structure à plusieurs couches I est suffisamment bonne pour qu'une couche utile puisse y être prélevée sans autres traitements d'enlèvement de matière supplémentaires.
Dans ce premier cas et dans une première configuration de la structure à 10 plusieurs couches I avant prélèvement, cette dernière est constituée de plusieurs couches du même matériau ayant sensiblement les mêmes propriétés.
Dans ce premier cas et dans une deuxième configuration de la structure à plusieurs couches I avant prélèvement, cette dernière comprend plusieurs couches, telles que représentées par exemple sur la figure la, 2a, 3 ou 4, présentant au niveau de 15 chacune de leurs interfaces des propriétés de matériau sensiblement différentes l'une envers l'autre.
Quelle que soit la configuration de la structure à plusieurs couches 1, on enlève alors, après prélèvement, de la matière superficiellement sur une certaine épaisseur afin de conserver au final une ou plusieurs couche(s) comprenant une ou plusieurs couche(s) 20 utile(s) prélevable(s) lors d'un prochain prélèvement.
Dans un deuxième cas, l'amélioration de la qualité structurelle et géométrique de la structure à plusieurs couches I obtenue après la mise en oeuvre du traitement de surface est insuffisante pour qu'une couche utile puisse y être prélevée sans autres traitements d'enlèvement de matière supplémentaires.
Les traitements supplémentaires à mettre en oeuvre après de tels traitements de surface comprennent alors avantageusement un enlèvement de matière sélectif d'une couche vis à vis d'une autre couche adjacente, la sélectivité entre les deux couches étant essentiellement due aux différences sensibles dans les propriétés des deux matériaux qui constituent respectivement ces deux couches.
Un enlèvement de matière sélectif peut aussi suivre un autre enlèvement de matière que celui obtenu après un traitement de surface, tel que par exemple un enlèvement de matière plus massif d'une partie de la structure à plusieurs couches 1, tel qu'un enlèvement mécanique par rodage, par polissage, par abrasion et/ou par bombardement. Un traitement d'enlèvement de matière sélectif peut toutefois aussi être mis en oeuvre sans nécessairement mettre en oeuvre auparavant des traitements antérieurs tels que des traitements de surface ou des enlèvements plus massifs de matériaux.
Pour mettre en oeuvre un tel enlèvement de matière sélectif, la structure à 10 plusieurs couches I avant prélèvement comprend une couche d'arrêt à l'enlèvement de matière de la couche sus-jacente, c'est à dire que les deux matériaux constituant respectivement les deux couches au voisinage de leur interface sont choisis de sorte qu'il existe un moyen apte à enlever de la matière sélectivement, c'est à dire ayant un pouvoir d'attaque de la couche à enlever sensiblement plus important que celui de la 15 couche d'arrêt.
Le prélèvement concerne alors une partie de la structure à plusieurs couches I située au-dessus de la couche d'arrêt, c'est à dire du côté opposé au substrat 1 par rapport à la couche d'arrêt.
Plusieurs techniques d'enlèvement de matière sélectif peuvent être mises en 20 oeuvre au niveau de la couche de protection 3.
Une première technique d'enlèvement de matière sélectif consiste à exercer des forces de frottement sur la couche à enlever sélectivement pour en retirer au moins une partie de la matière à enlever.
Ces forces de frottement peuvent par exemple être exercées par un plateau de 25 polissage, combiné éventuellement avec une action abrasive et/ou une action chimique.
Le matériau qui constitue la couche d'arrêt est choisi parmi les semiconducteurs afin qu'il existe une attaque de matière mécanique ayant un pouvoir d'attaque mécanique du matériau constituant la couche d'arrêt sensiblement moins important que celui du matériau de la couche susjacente à enlever, et étant ainsi apte à mettre en 30 oeuvre au moins une attaque mécanique sélective.
Le matériau de la couche d'arrêt a alors des propriétés de résistance à l'attaque mécanique mise en oeuvre sensiblement plus forte que la couche qui lui est sus-jacente.
A cet effet, on pourra par exemple durcir la couche de protection 3 vis à vis de la couche sus-jacente, de façon adaptée à l'attaque mécanique choisie pour enlever la zone sus-jacente.
Ainsi, par exemple, on sait qu'un semiconducteur, tel le Si, carboné avec une concentration de C comprise typiquement entre 5 % et 50 % est plus dur que le même semiconducteur non carboné.
Une deuxième technique d'enlèvement de matière sélectif consiste à graver 10 chimiquement et sélectivement la matière à enlever.
Une gravure par voie humide peut être mise en oeuvre avec des solutions de gravure adaptées aux matériaux à enlever.
Une gravure par voie sèche peut aussi être mise en oeuvre pour enlever de la matière, telle qu'une gravure par plasma ou par pulvérisation.
La gravure peut en outre être uniquement chimique, électrochimique ou photo électrochimique. Le matériau qui constitue la couche d'arrêt est choisi parmi les semiconducteurs afin qu'il existe un fluide (c'est à dire un gaz ou une solution selon que la gravure est respectivement sèche ou humide) de gravure ayant un pouvoir de gravure du matériau 20 constituant la couche d'arrêt sensiblement moins important que le matériau de la couche sus- jacente à enlever, et étant ainsi apte à mettre en oeuvre une gravure sélective.
Il faut cependant noter que le terme "couche d'arrêt" a une fonction première "d'arrêter" la gravure, même si un arrêt total d'une gravure n'existe pas. C'est notamment le cas d'une gravure par pulvérisation, o on parlera plus justement de "vitesse de 25 pulvérisation" ou de "vitesse d'attaque".
De manière générale, la sélectivité de gravure d'une couche A vis à vis d'une couche B se quantifie par un facteur de sélectivité lié au rapport vitesse de gravure de la couche A vitesse de gavure de la couche B La couche d'arrêt joue ainsi le rôle d'une barrière à l'attaque chimique, en se protégeant elle-même et la partie qui lui est sous-jacente (qui comprend le substrat 1).
La sélectivité de la gravure chimique entre le matériau de la couche d'arrêt et le matériau de la couche à enlever concernée par la gravure sélective peut être obtenue par le fait que: - les deux matériaux sont différents; ou - les deux matériaux contiennent des éléments atomiques sensiblement identiques, à l'exception d'au moins un élément atomique; ou - les deux matériaux sont sensiblement identiques, mais au moins un 10 élément atomique dans un matériau a une concentration atomique sensiblement différente de celle du même élément atomique dans l'autre matériau; ou - les deux matériaux ont des densités de porosités différentes.
On sait par exemple que le SiGe se comporte comme une couche d'arrêt vis à 15 vis de la gravure de Si avec une solution contenant des composés tels que du KOH (hydroxyde de potassium, sélectivité d'environ 1:100), du NH40H (hydroxyde d'ammonium, sélectivité d'environ 1: 100) ou du TMAH (hydroxyde de tetraméthyl d'ammonium). On sait par exemple que le SiGe ayant une concentration en germanium 20 supérieure ou égale à 25 % se comporte comme une couche d'arrêt vis à vis de la gravure de SiGe ayant une concentration en germanium inférieure ou égale à 20 %, avec une solution contenant des composés tel que du TMAH.
On sait par exemple que le Si convenablement dopé avec un élément de dopage et une concentration sélectionnés, tel que du bore à plus de 2. 1019 cm3, se comporte 25 comme une couche d'arrêt à une gravure d'un matériau de Si non dopé avec une solution contenant des composés tels que de l'EDP (diamine d'éthylène et pyrocathechol), du KOH ou du N2H2 (hydrazine).
On sait par exemple que le Si poreux est gravé selon une gravure sélective vis à vis du Si cristallin non poreux, avec une solution contenant des composés tels que du KOH ou du HF+H202.
Cet enlèvement de matière par voie chimique peut aussi être accompagné de la mise en oeuvre de moyens mécaniques d'attaque de matière ou autres moyens.
On peut en particulier mettre en oeuvre un polissage CMP avec une solution de gravure chimique sélective.
Une attaque chimique sélective peut aussi être précédée ou suivie par un enlèvement de matière mis en oeuvre par des moyens mécaniques d'attaque de matière 10 tel un polissage, un rodage, une abrasion ou par tout autre moyen.
Une troisième technique d'enlèvement de matière sélectif consiste à mettre en oeuvre une oxydation sacrificielle.
A cet effet, la structure à plusieurs couches I comprend une couche oxydable, ayant un pouvoir d'oxydation plus important que la couche sousjacente, et qui sera la 1 5 couche à enlever sélectivement par rapport à la couche sous-jacente à conserver qui joue ainsi le rôle de la couche d'arrêt.
La couche oxydable est comprise dans la structure à plusieurs couches I avant prélèvement (et donc avant recyclage), et le prélèvement alors mis en oeuvre est celui d'une partie de la structure à plusieurs couches I située au-dessus de la couche 20 oxydable, c'est à dire du côté opposé au substrat l par rapport à la couche d'arrêt.
La couche oxydable est oxydée après prélèvement à la surface de la structure à plusieurs couches I au moment du recyclage, et correspond alors à une technique de traitement d'enlèvement de matière superficiel discutée plus haut.
Quelle que soit la configuration choisie, le procédé d'oxydation sacrificielle 25 comprend une étape de formation d'une couche d'oxyde, éventuellement une étape de recuit, et une étape de désoxydation.
L'oxydation peut concerner l'oxydation d'une ou plusieurs couches.
Elle peut aussi être réalisée au voisinage de la surface de la couche d'arrêt.
Elle est réalisée selon l'une quelconque des techniques d'oxydation connues 30 telle qu'une oxydation thermique.
Dans le cas particulier de la mise en oeuvre d'une oxydation thermique, les paramètres principaux sont la température et la durée d'oxydation.
D'autres paramètres importants sont le caractère oxydant de l'atmosphère, la teneur en oxygène et les conditions de pression du traitement.
Ces paramètres peuvent être bien contrôlés, ce qui confère à cette application du procédé une bonne reproductibilité.
L'étape de recuit a pour objet de guérir les défauts que peut apporter l'étape d'oxydation précédente.
L'étape de désoxydation consiste à enlever sélectivement la couche d'oxyde par 10 rapport à la couche d'arrêt, par exemple par voie chimique au moyen d'un bain d'acide fluorhydrique, et constitue ledit enlèvement de matière sélectif.
Pour illustration, du silicium oxydé plongé dans un bain d'acide fluorhydrique à ou 20 %, pendant quelques minutes peut enlever typiquement cent à quelques centaines de nanomètres d'épaisseur de cet oxyde.
Quelque soit le ou les mode(s) d'enlèvement de matière sélectif employé(s) dans un procédé selon l'invention, il(s) permet(tent) en tout cas de conserver une qualité des couches de la structure à plusieurs couches I qui restent après le recyclage sensiblement identique à la qualité qu'elles avaient avant recyclage, et voisine de la qualité originelle lors de leur formation (avant tout prélèvement), telle qu'une qualité de 20 couche proche d'une qualité de couche épitaxiée.
La ou les couche(s) prélevable(s) restant présentes dans la structure à plusieurs couches I après recyclage selon l'invention gardent ainsi une très bonne qualité notamment structurelle.
Des exemples d'enlèvements de matière sélectifs mis en oeuvre lors du 25 recyclage, de procédés de prélèvements pouvant être mis en oeuvre, et de plaquettes donneuses avant recyclages sont donnés dans la suite de ce document.
En référence à la figure la, la structure à plusieurs couches I est constituée ici avant prélèvement d'une première couche 2 et d'une deuxième couche 3 sur la première couche 2, la première couche 2 formant une couche d'arrêt à un enlèvement de matière 30 sélectif de la deuxième couche 3.
La couche 2 et la couche 3 ont chacune une épaisseur supérieure ou égale à une couche utile.
Un procédé de prélèvement de couche mince est représenté sur les figures lb et i c.
Une première étape de prélèvement préférée de l'invention consiste à créer une zone de fragilisation dans la deuxième couche 3, afin de réaliser un détachement plus tard, et prélever ainsi la ou les couche(s) souhaitée(s).
Plusieurs techniques pouvant être mises en oeuvre pour créer une telle zone de fragilisation sont présentées ici: Une première technique, appelée Smart-cut?, connue de l'homme du métier (et dont on pourra trouver des descriptions dans un certain nombre d'ouvrages traitant de techniques de réduction de plaquettes) consiste, dans sa première étape, à implanter des espèces atomiques (tels que des ions hydrogène) avec une énergie déterminée pour créer ainsi une zone de fragilisation.
Une deuxième technique consiste à former une interface fragile par création d'au moins une couche poreuse, comme décrit par exemple dans le document EP-A0 849 788.
La zone de fragilisation formée avantageusement selon l'une de ces deuxtechniques est, dans cet exemple de procédé selon l'invention, créée entre la première 20 couche 2 et la deuxième couche 3 ou dans la deuxième couche 3.
En référence à la figure lb, une deuxième étape concernant le prélèvement de couche mince consiste à rapporter un substrat récepteur 5 à la surface de la plaquette donneuse 10.
Le substrat récepteur 5 constitue un support mécanique suffisamment rigide 25 pour soutenir la deuxième couche 3 dont une partie sera prélevée de la plaquette donneuse 10, et la protéger d'éventuelles contraintes mécaniques venues de l'extérieur.
Ce substrat récepteur 5 peut être par exemple en silicium ou en quartz ou un autre type de matériau.
On rapporte le substrat récepteur 5 en le mettant en contact intime avec la structure à plusieurs couches I et en opérant un collage, dans lequel on effectue avantageusement une adhésion moléculaire entre le substrat 5 et la structure I. Cette technique de collage, ainsi que des variantes, est notamment décrite dans 5 le document intitulé " Semiconductor Wafer Bonding " (Science and technology, Interscience Technology) par Q. Y. Tong, U. Gôsele et Wiley.
Le collage est accompagné, si nécessaire, d'un traitement approprié des surfaces respectives à coller au préalable et/ou un apport d'énergie thermique et/ou un apport d'un liant supplémentaire.
Ainsi, par exemple, un traitement thermique mis en oeuvre pendant ou juste après le collage permet de rigidifier les liaisons de collage.
Le collage peut aussi être contrôlé par une couche de collage, telle de la silice, intercalée entre la structure à plusieurs couches I et le substrat récepteur 5, présentant des capacités de liaisons moléculaires particulièrement fortes.
De façon avantageuse le matériau constituant la face de collage du substrat récepteur 5 et/ou le matériau de la couche de collage éventuellement formée, est électriquement isolant pour réaliser à partir des couches prélevées une structure SeOI, la couche de semiconducteur de la structure SeOl étant alors ici la partie prélevée de la deuxième couche 3 transférée.
Une fois le substrat récepteur 5 collé, on met en oeuvre un enlèvement de la partie de la plaquette donneuse 10 au niveau de la zone de fragilisation formée précédemment, en y opérant un détachement.
Dans le cas de ladite première technique (Smart-cutf), on soumet, dans une seconde étape, la zone implantée (formant la zone de fragilisation) à un traitement 25 thermique et/ou mécanique, ou autre apport d'énergie, pour réaliser le détachement au niveau de la zone de fragilisation.
Dans le cas de ladite deuxième technique, on soumet la couche fragile à un traitement mécanique, ou autre apport d'énergie, pour réaliser le détachement au niveau de la couche fragilisée.
Le détachement au niveau d'une zone de fragilisation selon l'une de ces deux techniques permet de retirer une partie majeure de la plaquette 10, pour obtenir une structure comprenant le reste éventuel de la partie de la deuxième couche 3 prélevée (qui représente donc ici la couche utile), l'éventuelle couche de collage et le substrat récepteur 5.
Une étape de finition à la surface de la structure formée, au niveau de la couche prélevée, est alors avantageusement mise en oeuvre pour retirer d'éventuelles rugosités de surface, des inhomogénités d'épaisseur et/ou des couches indésirables, en utilisant par exemple un polissage mécanochimique CMP, une gravure ou au moins un 1 0 traitement thermique.
Une couche d'arrêt à un enlèvement de matière sélectif peut, dans une configuration particulière, être comprise dans la couche utile afin d'améliorer la finition de la couche utile par un enlèvement de matière sélectif arrêté au niveau de cette couche d'arrêt. Une couche postprélèvement 3' constitue la partie de la deuxième couche 3 restante après le prélèvement, et située au-dessus de la première couche 2, l'ensemble de la plaquette formant une plaquette donneuse 1O' à envoyer au recyclage pour être ultérieurement réutilisée lors d'un prélèvement de couche ultérieur.
Le résultat d'un recyclage d'une telle plaquette donneuse IO' est représenté sur 20 la figure Id.
Il met en oeuvre un enlèvement de matière sélectif de la couche postprélèvement 3' par rapport à la première couche 2, éventuellement suivi ou précédé par une étape de finition de surface.
La plaquette donneuse 10" est alors apte à fournir une couche utile prélevée 25 dans la première couche 2 lors d'un prélèvement ultérieur sans autre étape supplémentaire. Dans une autre configuration de la plaquette donneuse 10 avant prélèvement, celle-ci comprend une pluralité de paires constituées chacune desdites première couche 2 et deuxième couche 3, la deuxième couche de chaque paire étant apte à être enlevée sélectivement vis à vis de la première couche de la même paire par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement.
De façon avantageuse, il existe aussi un moyen d'enlèvement de matière sélectif d'une couche 2 d'une paire vis à vis d'une couche qui lui est sous-jacente et qui est comprise aussi dans la structure à plusieurs couches I. Cette dernière configuration offre l'avantage de pouvoir enlever sélectivement lors du recyclage aussi bien la couche 3 vis à vis de la couche 2 sous-jacente ou la couche 2 vis à vis de la couche qui lui est sous-jacente.
Toujours dans cette configuration et dans un cas particulier, la couche sous10 jacente à la couche 2 est une couche 3 qui appartient à une autre paire de couches.
Un exemple d'une configuration particulière d'une structure à plusieurs couches I comprenant un pluralité de telles paires de couches est donnée en référence à la figure 3, dans laquelle la structure à plusieurs couches I est constituée d'une première paire de première couche 2A et de deuxième couche 3A, et d'une deuxième paire de 15 première couche 2B et de deuxième couche 3B, chaque couche ayant une épaisseur égale ou supérieure à l'épaisseur d'une couche utile.
Dans cette configuration de plaquette donneuse 10, on peut prélever selon un procédé de l'invention une ou plusieurs couches en une ou plusieurs fois, avec un ou des recyclages intermédiaires selon l'invention mis en oeuvre notamment par enlèvement de 20 matière sélectif de la partie de la couche restante après prélèvement et la couche sousjacente comprenant au moins une couche utile prélevable.
Cette configuration particulière donne ainsi la possibilité à des prélèvements de couche utile constituée d'une ou plusieurs couches de matériaux.
En référence à la figure 2a, la structure à plusieurs couches I est constituée ici 25 avant prélèvement d'une première couche 2 intercalée entre une deuxième couche 3B qui lui est sus-jacente et une troisième couche 3A adjacente au substrat 1.
La deuxième couche 3B et la troisième couche 3A ont chacune une épaisseur supérieure ou égale à une couche utile.
Le matériau de la première couche 2 est choisi de sorte qu'il existe au moins un 30 moyen mettant en oeuvre un enlèvement de matière ayant un pouvoir d'attaque du matériau constituant la première couche 2 sensiblement différent du matériau d'au moins une des deux couches 3A et 3B au niveau de leurs interfaces respectives.
Et est ainsi apte à mettre en oeuvre un enlèvement de matière sélectif.
Dans une première configuration, la première couche 2 a une épaisseur égale ou supérieure à l'épaisseur d'une couche utile à prélever.
On est alors dans une configuration équivalente à une de celles déjà discutées plus haut.
Dans une deuxième configuration, la structure cristallographique, et notamment les paramètres de maille, des couches 3A et 3B sont sensiblement identiques, et on 10 souhaitera alors que la première couche 2 ne perturbe sensiblement pas la structure cristallographique de ses couches adjacentes 3A et 3B, et en particulier ne perturbe pas la croissance cristalline de la deuxième couche 3B sus-jacente lors de sa formation sur la première couche 2, dont le paramètre de maille doit dans ce cas sensiblement se conformer au paramètre de maille de la partie sous- jacente 3A à la première couche 2.
On atteint ce résultat selon un parmi plusieurs modes de réalisation de la première couche 2, tels que ceux exposés ci-dessous: Dans un premier mode de réalisation de la première couche 2, on contraint élastiquement cette dernière à avoir son paramètre de maille sensiblement identique à celui de la couche 3A qui lui est sous-jacente, même si le paramètre de maille du 20 matériau de cette dernière est sensiblement différent de celui de la première couche 2.
Deux conditions principales doivent alors être respectées pour réussir cette opération: * le paramètre nominal de la première couche 2 et le paramètre de maille de la zone qui lui est sous-jacente (comprise dans la troisième couche 3A) n'ont pas des 25 valeurs trop éloignées l'une de l'autre, afin d'éviter l'apparition de défauts (telles que des dislocations ou des contraintes locales) dans la première couche 2; * la première couche 2 doit être suffisamment mince, pour éviter une relaxation progressive de la contrainte élastique dans l'épaisseur de la couche et/ou une génération de défauts. Pour cela, l'épaisseur d'une telle première couche 2 en matériau semiconducteur contraint élastiquement doit être inférieure à une épaisseur critique connue de l'homme du métier, et dépendant notamment des matériaux la constituant, des matériaux des couches qui lui sont adjacentes, et des techniques de réalisation de la couche contrainte.
Les épaisseurs critiques typiquement rencontrées pour une couche 2 en Si entre deux couches 3 A et 3 B de SiGe (50 % - 50 %) sont ainsi sensiblement égales à quelques dizaines de nanomètres.
Dans un deuxième mode de réalisation de la première couche 2, on choisit un matériau pour la première couche 2 qui a un paramètre de maille nominal sensiblement 10 voisin de celui des matériaux constituant les zones qui lui sont adjacentes.
Ainsi, contrairement au premier mode de réalisation, la structure cristallographique de la première couche 2 est ici sensiblement relaxée.
A cet effet et pour satisfaire aussi à un critère de sélectivité lors de l'enlèvement de matière mis en oeuvre au cours de la première étape de recyclage, on choisira par 15 exemple un matériau pour la première couche 2 dont au moins un élément constitutif ne se retrouve pas dans au moins un des matériaux qui lui sont adjacents, le matériau de la première couche 2 ayant toutefois un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes, cet élément constitutif est alors l'élément essentiel qui déterminera la sélectivité vis à vis de la couche adjacente considérée lors de l'enlèvement de matière 20 sélectif.
* Dans un cas particulier, aucun élément constitutif du matériau de la première couche 2 ne se retrouve dans le matériau constituant la zone adjacente concernée par l'enlèvement de matière sélectif, les deux matériaux sont alors entièrement différents.
Dans l'autre cas particulier, chaque élément constitutif différent de la première 25 couche 2 vis à vis de la zone adjacente concernée par l'enlèvement de matière sélectif peut être un élément supplémentaire ou un élément manquant vis à vis de la couche adjacente considérée.
On pourra, par exemple, doper une première couche 2 ayant sensiblement le même paramètre de maille que celui des zones adjacentes de sorte à ne pas perturber 30 sensiblement, après dopage, ce paramètre de maille.
Si la première couche 2 est constituée du même matériau que celui de la zone qui lui est adjacente et concernée par l'enlèvement de matière sélectif, cet élément de dopage est l'élément qui déterminera alors le pouvoir de sélectivité.
Dans ce cas de dopage de la première couche 2, l'épaisseur de la première 5 couche 2 peut cependant, dans certains cas, devoir rester inférieure à une épaisseur critique, connue de l'homme du métier, si on veut ne pas voir apparaître des défauts, telles que des dislocations, notamment traversantes.
Dans un troisième mode de réalisation de la première couche 2, on porosifie superficiellement la couche 3A précédemment réalisée afin de former une couche 10 poreuse.
Cette porosification peut être mise en oeuvre par anodisation ou par toute autre technique de porosification, tel que décrit par exemple dans le document EP 0 849 788 A2. Cette couche de matériau poreux peut réaliser, dans le cas o au moins un 15 matériau adjacent peut subir une attaque de matière sélective déterminée par un moyen d'attaque adapté, une première couche 2.
La porosité ne perturbant sensiblement pas la structure cristallographique de ces deux couches adj acentes, une telle première couche 2 ne perturbe donc sensiblement pas la structure cristallographique de la plaquette donneuse 10.
On obtient ainsi une structure cristallographique de la première couche 2 très voisine voire sensiblement identique de celle des zones qui lui sont adjacentes, la première couche 2 ne perturbant donc pas la cristallographie de la structure environnante. Dans d'autres cas, cependant, on pourra avoir une première couche 2 ayant une 25 certaine influence sur le paramètre de maille des structures environnantes, l'état de contrainte ou de relaxation, complète ou relative, que la première couche 2 est susceptible de provoquer alors au niveau des couches adjacentes représente dans ces cas particuliers une propriété considérée comme ayant un intérêt minime pour l'application avale. En référence aux figures 2b et 2e, on prélève une partie de la couche 3B pour la transférer sur un substrat récepteur 5, selon un mode de prélèvement sensiblement identique à un de ceux décrits plus haut en référence aux figures lb et lc.
Après prélèvement et lors du recyclage, l'enlèvement de matière sélectif mis en 5 oeuvre au niveau de la première couche 2 est au moins un des enlèvements de matière sélectifs suivants: - en référence à la figure 2d, enlèvement sélectif du matériau de la couche 3B' adjacent à la première couche 2, la première couche 2 formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de matière; - après enlèvement de la couche 3B', enlèvement sélectif du matériau de la première couche 2, le matériau de troisième couche 3A adjacent à la première couche 2 formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de matière.
On peut aussi, dans une mise en oeuvre d'enlèvement de matière sélectif particulier, combiner la mise en oeuvre successive des deux enlèvements de matière 15 sélectifs au niveau de la première couche 2.
On enlève alors sélectivement la deuxième couche 3B puis la première couche 2. Quel que soit le mode d'enlèvement de matière sélectif choisi pour être mis en oeuvre au cours de la première étape de recyclage, et destiné à enlever la partie de la 20 plaquette donneuse 10 située du côté de la couche utile prélevée, il existe une couche d'arrêt à l'enlèvement de matière (la première couche 2 dans le cas du premier enlèvement de matière sélectif ou la zone sous-jacente à la première couche 2 comprise dans la troisième couche 3A dans le cas du deuxième enlèvement de matière sélectif).
La couche d'arrêt joue ainsi le rôle d'une barrière à l'attaque de matière, et 25 protège notamment la troisième couche 3A dans laquelle on trouve une nouvelle couche utile à prélever lors d'un prochain prélèvement.
Dans une autre configuration de la plaquette donneuse 10 avant prélèvement, celle-ci comprend une pluralité de triplés constitués chacun desdites première couche 2, deuxième couche 3B et troisième couche 3A, la deuxième couche 3B et/ou la première couche 2 de chaque triplé étant apte(s) à être enlevée(s) sélectivement vis à vis de la couche qui leur est respectivement sous-jacente, et appartenant au même triplé, par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement.
De façon avantageuse, il existe aussi un moyen d'enlèvement de matière 5 sélectif d'une troisième couche 3B d'un triplé vis à vis d'une couche qui lui est sousjacente et qui est comprise aussi dans la structure à plusieurs couches I. Cette dernière configuration offre l'avantage de pouvoir enlever sélectivement lors du recyclage n'importe quelle couche d'un triplé de couches.
Toujours dans cette configuration et dans un premier cas particulier, la couche 10 sous-jacente à la troisième couche 3B est une deuxième couche 3A appartenant à un autre triplé de couches.
Toujours dans cette configuration et dans un deuxième cas particulier, la couche sous-jacente à la troisième couche 3B est une première couche 2 n'appartenant pas au triplé auquel appartient le couche 3B.
Dans ce deuxième cas particulier, la première couche 2 au triplé qui lui est susjacent et auquel appartient la troisième couche 3B est avantageusement intercalée avec un autre triplé qui lui est sous-jacent. Dans ce cas, on obtient un ensemble formé d'une succession de couches de type 3A et de couches de type 3B séparées par une couche de type 2.
Un exemple d'une configuration particulière d'une structure à plusieurs couches I comprenant un pluralité de tels triplés de couches est donnée en référence à la figure 4, dans laquelle la structure à plusieurs couches I est constituée de: - un premier triplé constitué d'une couche 2A, de type première couche 2, intercalée entre une couche 3A, de type troisième couche 3A en référence à 25 la figure 2a, et une deuxième couche 3B, de type deuxième couche 3B en référence à la figure 2a; - d'un deuxième triplé constitué d'une première couche 2C, de type première couche 2, intercalée entre une couche 3C, de type troisième couche 3A en référence à la figure 2a, et une couche 3D, de type deuxième couche 3B en référence à la figure 2a; et - une couche 2B, de type première couche 2, intercalée entre les deux triplés.
Les couches 3A, 3B, 3C et 3D ont chacune une épaisseur égale ou supérieure à l'épaisseur d'une couche utile à prélever.
Les couches 2A, 2B et 2C ont ici comme fonction première de protéger la couche qui leur est respectivement sous-jacente de l'enlèvement de matière mis en oeuvre lors du recyclage en: - constituant une couche d'arrêt à un enlèvement sélectif de la couche qui lui 10 est sus-jacente lors du recyclage; et/ou en - constituant une couche à enlever sélectivement vis à vis de la couche qui lui est sous-jacente.
Dans cette configuration de plaquette donneuse 10, on a donc des couches 3A, 3B, 3C, 3D dans lesquels on peut prélever des couches utiles, séparées respectivement 15 par des couches de protection 2A, 2B, 2C protégeant les couches qui leur sont respectivement sous-jacentes lors d'un recyclage.
On peut donc prélever selon un procédé de l'invention une ou plusieurs couches en une ou plusieurs fois, avec un ou des recyclages intermédiaires selon l'invention mis en oeuvre notamnuent par enlèvement de matière sélectif de la partie de la couche 20 restante après prélèvement vis à vis de la première couche de protection rencontrée (2A, 2B ou 2C), cette dernière protégeant ainsi une couche qui lui est sous- jacente et qui comprend au moins une couche utile prélevable.
Cette configuration particulière donne ainsi la possibilité à des prélèvements de couche utile constituée d'une ou plusieurs couches de matériaux.
Dans le cas d'un prélèvement à plusieurs couches, au moins une couche de protection ou une partie de couche, telles que les couches 2A, 2B et 2C, sont aussi prélevées et peuvent ainsi servir de couche de protection lors d'un enlèvement de matière sélectif mis en oeuvre non pas lors du recyclage mais lors d'une finition de la surface de la couche utile prélevée, afin d'enlever notamment des rugosités superficielles. De façon générale, et pour une structure à plusieurs couches I selon l'invention 5 dans laquelle on peut prélever plusieurs couches utiles entre des étapes de recyclage selon l'invention, on met en oeuvre dans un contexte avantageux un procédé cyclique de prélèvement de couches utiles à partir d'une plaquette donneuse 10 selon l'invention, en faisant se succéder itérativement: e un procédé de prélèvement; et 1 0. un procédé de recyclage selon l'invention.
Avant la mise en oeuvre du procédé cyclique de prélèvement, on peut mettre en oeuvre un procédé de réalisation de la plaquette donneuse 10 selon l'invention avec une ou plusieurs des techniques de réalisation de couches minces sur substrat 1 décrites plus haut. 1 5 La possibilité de prélever plusieurs fois conformément à la présente invention, à partir d'une plaquette donneuse 10 (telle qu'une de celles représentées sur les figures la, 2a, 3 ou 4), dans une même structure I réalisée sur substrat 1 sans nécessairement y former de couches supplémentaires et/ou sans nécessairement mettre en oeuvre un traitement pour récupérer au moins une partie du substrat 1, permet un gain de temps de 20 la mise en oeuvre du procédé global de prélèvement, une mise en oeuvre du procédé plus aisé, et un cot économique sensiblement moins élevé que les différents procédés de l'état de la technique.
Après un certain nombre de prélèvements et de recyclages effectués dans la 25 structure à plusieurs couches 1, le nombre de prélèvements étant notamment fonction de l'épaisseur de cette dernière, la structure à plusieurs couches I restante n'est plus suffisamment épaisse pour contenir une couche utile à prélever.
La plaquette donneuse 10 n'est alors quasiment plus constituée que du substrat 1. Dans un premier cas, on jette la plaquette donneuse 10 et on perd alors tout le substrat 1 qui peut être complexe, long et coteux à réaliser, notamment dans le cas o le substrat l comprend une structure tampon.
Dans un deuxième cas plus avantageux, on récupère au moins une partie du substrat 1, en mettant en oeuvre un procédé de recyclage.
Dans le cas o le substrat l comprend une structure tampon, trois types de recyclage du substrat i peuvent être mis en oeuvre: - recyclage comprenant l'enlèvement de toute la structure tampon, mais qui permet de conserver au moins une partie du substrat support sur lequel la 10 structure tampon a été formée; ce recyclage entraîne toutefois la perte de la partie du substrat l généralement la plus difficile et la plus coteuse à réaliser; et nécessite la mise en oeuvre d'une étape supplémentaire de réformation d'une structure tampon si on souhaite par exemple reformer un substrat l équivalent à celui d'avant recyclage; - recyclage comprenant l'enlèvement d'une partie de la structure tampon, et permettant de conserver le substrat support sur lequel la structure tampon a été formée et une partie de la structure tampon, telle qu'une couche tampon coteuse à réaliser; lors du recyclage on pourra par exemple et avantageusement mettre en oeuvre un enlèvement de matière sélectif arrêté 20 par une couche d'arrêt judicieusement située dans la structure tampon; une étape supplémentaire de reformation d'une structure tampon est avantageusement mise en oeuvre si on souhaite notamment reformer un substrat l équivalent à celui d'avant recyclage; - recyclage comprenant l'enlèvement d'au moins une partie du reste de la 25 structure à plusieurs couches I d'origine, et permet de conserver tout le substrat l; lors du recyclage on pourra mettre en oeuvre une étape de finition de la surface du reste de structure à plusieurs couches I (par exemple par CMP, traitement thermique, oxydation sacrificielle, bombardement, ou autre technique de lissage) et/ou mettre en oeuvre un enlèvement de matière sélectif arrêté par une couche d'arrêt par exemple judicieusement située entre la structure à plusieurs couches I et le substrat 1 Après recyclage du substrat 1, on reforme alors une nouvelle structure à 5 plusieurs couches I dans laquelle plusieurs couches utiles peuvent être prélevées selon un procédé de l'invention.
Cette nouvelle structure à plusieurs couches I peut être sensiblement identique à celle d'avant recyclage.
Cette nouvelle structure à plusieurs couches I pourra avoir une structure 1 0 légèrement différente de celle de la structure à plusieurs couches I avant recyclage, en modifiant légèrement certains paramètres de réalisation. On modifiera légèrement, par exemple, des concentrations de certains composés dans un matériau.
Dans tous les cas, la structure à plusieurs couches est avantageusement réalisée par croissance de couches, par exemple par épitaxie par CVD ou MBE.
Dans un premier cas, la croissance d'au moins une des couches comprise dans la structure à plusieurs couches I est réalisée in situ, directement en continuation de la formation du support de croissance sous-jacent, ce dernier étant aussi dans ce cas avantageusement formé par croissance de couche.
Dans un deuxième cas, la croissance d'au moins une de ces couches est réalisée 20 après une légère étape de finition de surface du support de croissance sous-jacent, par exemple par polissage CMP, traitement thermique ou autre technique de lissage.
Dans la suite de ce document, nous présentons des exemples de configurations de plaquettes donneuses 10 comprenant des structures à plusieurs couches I, et aptes à être mises en oeuvre par un procédé selon l'invention.
Nous présenterons en particulier des matériaux pouvant être avantageusement utilisés dans de telles plaquettes donneuses 10.
Certains exemples que nous détaillerons comprennent quelquefois dans le substrat l une structure tampon et un substrat support, la structure tampon étant réalisée sur le substrat support.
La structure tampon a alors, dans certains exemples concernés, un premier paramètre de maille au niveau de son substrat support et un deuxième paramètre de maille au voisinage de son interface avec la structure à plusieurs couches I sus-jacente.
Une telle structure tampon comprend une couche tampon permettant de réaliser une telle adaptation de paramètre de maille.
La première technique de réalisation d'une structure tampon (telle que discutée plus haut) la plus souvent employée pour obtenir une couche tampon ayant cette propriété est d'avoir une couche tampon composée de plusieurs éléments atomiques dont: * au moins un élément atomique se retrouvant dans la composition du substrat support; et * au moins un élément atomique ne se retrouvant pas ou très peu dans le substrat support, et ayant une concentration évoluant graduellement dans l'épaisseur de la couche tampon.
La concentration graduelle de cet élément dans la couche tampon sera la cause principale de l'évolution graduelle du paramètre de maille dans la couche tampon, de façon métamorphique.
Ainsi, dans cette configuration, une couche tampon est principalement un alliage. Les éléments atomiques choisis pour la composition du substrat support à la structure tampon et de la couche tampon peuvent être de type IV, tel le Si ou le Ge.
On peut avoir par exemple dans ce cas un substrat support en Si et une couche tampon en SiGe avec une concentration en Ge évoluant progressivement en épaisseur entre une valeur voisine de 0 à l'interface avec le substrat support et une valeur 25 déterminée sur l'autre face de la couche tampon.
Dans un autre cas de figure, la composition du substrat support et/ou de la couche tampon peuvent comprendre une paire d'éléments atomiques de type III-V, telle qu'une paire choisie parmi les combinaisons possibles (AI,Ga,In) - (N,P,As).
On peut avoir par exemple dans ce cas un substrat support en AsGa et unecouche tampon comprenant de l'As et/ou du Ga avec au moins un autre élément, ce dernier élément évoluant progressivement en épaisseur entre une valeur voisine de O à l'interface avec le substrat support et une valeur déterminée sur l'autre face de la couche tampon. La composition du substrat support et/ou de la couche tampon peuvent comprendre une paire d'éléments atomiques de type II-VI, telle qu'une paire choisie parmi les combinaisons possibles (Zn,Cd) - (S,Se,Te).
Nous offrons ci-après quelques exemples de telles configurations Les cinq premiers exemples traitent particulièrement de plaquettes donneuses comprenant un substrat support 1 en Si et une couche tampon en SiGe ou Si et d'autres couches de Si et de SiGe comprise dans la structure à plusieurs couches I. Ces plaquettes 10 sont particulièrement utiles dans le cas d'un prélèvement de couches de SiGe et/ou de Si contraint pour réaliser des structures SGOI, SOI ou 1 5 Si/SGOI.
Dans ce contexte, des types de solutions de gravure sont utilisés qui different selon le matériau (Si ou SiGe) à graver. Ainsi on classera les solutions de gravure aptes à graver ces matériaux en catégories, en attribuant à chaque catégorie un identifiant compris dans la liste suivante: 20. Sl: solutions de gravure sélective du Si vis à vis du SiGe telle qu'une solution comprenant au moins l'un des composés suivants: KOH, NH40H (hydroxyde d'ammonium), TMAH, EDP ou HNO3 ou des solutions actuellement à l'étude combinant des agents tels que HNO3, HN02H202, HF, H2SO4, H2SO2, CH3COOH, H202, et H20, comme expliqué dans le document 25 WO 99/53539, page 9.
S2: solutions de gravure sélective du SiGe vis à vis du Si telle qu'une solution comprenant du HF:H202:CH3COOH (sélectivité d'environ 1:1000) ou du HNA (solution fluorhydrique - nitrique - acétique).
* Scl: solutions de gravure sélective de SiGe ayant une concentration de Ge sensiblement inférieure ou égale à 20 % vis à vis de SiGe ayant une concentration de Ge environ égale ou supérieure à 25 %, telle qu'une solution comprenant du TMAH ou du KOH.
* SdI: solutions de gravure sélective de Si non dopé vis à vis de Si dopé bore, préférentiellement à plus de 2.109 cm3, telle qu'une solution comprenant de l'EDP (diamine d'éthylène et pyrocathechol), du KOH ou du N2H2 (hydrazine).
Exemple l: La plaquette donneuse 1 0 est constituée: 10 - d'un substrat i constitué: V d'un substrat support en Si; V d'une structure tampon en SiGe réalisée selon ladite première technique de réalisation de structure tampon, et comprenant une couche tampon et une couche additionnelle; d'une structure à plusieurs couches I comprenant du SiGe.
La couche tampon a de préférence une concentration en Ge croissant progressivement à partir de l'interface avec le substrat support, pour faire évoluer le paramètre de maille du SiGe comme expliqué plus haut.
L'épaisseur est typiquement comprise entre i et 3 micromètres, pour des 20 concentrations en Ge en surface de moins de 30 %, pour obtenir une bonne relâche structurelle en surface, et pour confiner des défauts liés à la différence de paramètre de maille de sorte qu'ils soient enterrés.
La couche additionnelle est en SiGe sensiblement relaxé par la couche tampon, avec une concentration en Ge avantageusement uniforme et sensiblement identique à 25 celle de la couche tampon au voisinage de leur interface.
La concentration de germanium dans le silicium au sein de la couche de SiGe relaxé est typiquement comprise entre 15 % et 30 %.
Cette limitation à 30 % représente une limitation typique des techniques actuelles, mais peut être amenée à évoluer dans les prochaines années.
La couche additionnelle a une épaisseur pouvant varier grandement selon les cas, avec une épaisseur typique comprise entre 0,5 et 1 micron.
En référence par exemple à la figure 2a, la structure à plusieurs couches I avant prélèvement comprend avantageusement le triplé des couches suivantes: - une couche 3A en SiGe sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever; - une couche 2 sur la couche 3A; - une couche 3B sur la couche 2 en SiGe sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever. 10 La couche 2 est constituée d'un des matériaux suivants: - Si contraint; ou - SiGe contraint.
On rappelle que dans le cas o la couche 2 est en Si ou en SiGe contraint, l'épaisseur de cette couche 2 doit pour cela ne pas dépasser une épaisseur critique.
Ainsi, par exemple, pour une couche 2 en Si contraint intercalée entre deux couches en SiGe ayant respectivement une concentration en Ge sensiblement égale à 20 %, l'épaisseur critique est typiquement de l'ordre de 20 nanomètres environ.
Après prélèvement d'une partie de la couche 3B, plusieurs types de gravures peuvent alors être avantageusement mis en oeuvre selon le matériau de la couche 2: 20 - Si la couche 2 est en Si contraint: on grave sélectivement la partie en SiGe sus-jacente avec une solution de type S2; et/ou: $/ après avoir enlevé la couche 3B restante après prélèvement, on grave 25 sélectivement la couche 2 avec une solution de type SI.
- Si la couche 2 est en SiGe contraint avec une concentration en Ge environ égale ou supérieure à 25 % et que la couche sus-jacente a une concentration en Ge sensiblement inférieure ou égale à 20 %: V on grave sélectivement la partie en SiGe sus-jacente avec une solution de type Sel.
- Si la couche 2 est en SiGe avec une concentration en Ge sensiblement inférieure ou égale à 20 % et que la couche sous-jacente a une concentration en Ge environ égale ou supérieure à 25 %: V après avoir enlevé la couche 3B restante après prélèvement, on grave sélectivement la couche 2 avec une solution de type Scl. On peut en outre doper une couche 2 en SiGe ou en Si, avec des éléments de dopage tels que le bore ou le phosphore, afin d'améliorer la sélectivité de la gravure 10 chimique.
Dans une configuration particulière de la structure à plusieurs couches I, cette dernière comprend une pluralité de triplés de ces couches 3A, 2 et 3B.
Dans un cas particulier à cette dernière configuration, la structure à plusieurs couches I n'est constituée que de paires de couches 2 et 3, telles que représentées par 15 exemple sur la figure 3.
Dans ce dernier cas, on aura avantageusement une couche 2 séparant deux triplés consécutifs, telle que dans la plaquette donneuse 1 0 représentée sur la figure 4.
On pourra alors avantageusement et de façon évidente trouver toutes les formules de prélèvement impliquant une ou plusieurs couches prélevées en une ou 20 plusieurs fois, séparées par des procédés de recyclage selon l'invention comprenant avantageusement les gravures sélectives entre du SiGe et le matériau d'une couche 2.
Exemple 2: La plaquette donneuse 10 est constituée: - d'un substrat 1 constitué: V d'un substrat support en Si; A d'une structure tampon réalisée selon ladite première technique de réalisation de structure tampon, et comprenant une couche tampon en SiGe et une couche additionnelle en Ge; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant avant prélèvement de l'AsGa et/ou de l'AlGaAs.
La couche tampon a de préférence une concentration en Ge croissant progressivement à partir de l'interface avec le substrat support, pour faire évoluer le paramètre de maille entre celui du substrat support en Si et celui de la couche additionnelle en Ge.
A cet effet on fait progresser, dans la couche tampon, la concentration de Ge de environ 0 à environ 100 %, ou plus précisément autour de 98 % pour un accord de maille théorique complet des deux matériaux.
En référence par exemple à la figure la, la structure à plusieurs couches I avant prélèvement comprend avantageusement la paire de couches suivante: 10 - une couche 2 en AlGaAs; - une couche 3 sur la couche 2, la couche 3 étant en AsGa sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever.
Le prélèvement concerne la partie de la structure à plusieurs couches I audessus de la couche 2, et le recyclage comprend la mise en oeuvre d'une gravure 15 chimique sélective de la couche 3 avec une solution de gravure sélective, telle une solution comprenant de l'acide citrique (C6H807) et de l'eau oxygénée ayant un pH compris environ entre 6 et 7 (le coefficient de sélectivité étant typiquement de 20), qui permet de retirer sensiblement toute la couche 3, la couche 2 se comportant ici comme une couche d'arrêt à la gravure.
Dans une configuration particulière de cette structure à plusieurs couches 1, cette dernière comprend une autre couche en AsGa sous-jacente à la couche 2.
Le prélèvement concerne alors la partie de la structure à plusieurs couches I audessus de cette autre couche d'AsGa, et le recyclage comprend la mise en oeuvre d'une gravure chimique sélective de la couche 2 avec une solution de gravure sélective, telle 25 une solution comprenant de l'acide fluorhydrique dilué (entre 9% et 48 % environ) (le coefficient de sélectivité étant compris typiquement entre 350 et 10000), qui permet de retirer sensiblement toute la couche 2, l'autre couche en AsGa sousjacente se comportant ici comme une couche d'arrêt à la gravure.
Dans un cas de figure particulier, on peut faire se succéder les deux gravures sélectives afin d'enlever au moins une partie de la couche 3 puis d'enlever la couche 2.
Dans une configuration particulière de la structure à plusieurs couches I, cette dernière comprend une pluralité de paires de ces couches 2 et 3.
Dans un cas particulier à cette dernière configuration, la structure à plusieurs couches I n'est constituée que de paires de couches 2 et 3, telles que représentées par exemple sur la figure 3.
On pourra alors avantageusement et de façon évidente trouver toutes les formules de prélèvement impliquant une ou plusieurs couches prélevées en une ou 10 plusieurs fois, séparées par des procédés de recyclage selon l'invention comprenant avantageusement les gravures sélectives entre de l'AIGaAs et du GaAs.
Exemple 3: La plaquette donneuse 10 est constituée - d'un substrat 1 constitué de Si; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant avant prélèvement du 15 Si.
En référence par exemple à la figure 2a, la structure à plusieurs couches I avant prélèvement comprend avantageusement le triplé de couches suivant: - une couche 3A en Si sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever; - unecouche2surlacouche3A; - une couche 3B sur la couche 2 en Si sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever.
La couche 2 est constituée d'un des matériaux suivants - Si dopé; ou SiGe contraint.
On rappelle que dans le cas o la couche 2 est en SiGe contraint, l'épaisseur de cette couche 2 doit pour cela ne pas dépasser une épaisseur critique liée à la concentration en Ge.
Après prélèvement d'une partie de la couche 3B, plusieurs types de gravures peuvent alors être avantageusement mis en oeuvre selon le matériau de la couche 2: - si la couche 2 est en Si dopé B: V on grave sélectivement la partie en Si sus-jacente et restante après prélèvement avec une solution de type SdI - si la couche 2 est en SiGe contraint: V on grave sélectivement la partie en Si sus-jacente avec une solution de type 51 et/ou V après avoir enlevé la couche 3B restante après prélèvement, on grave sélectivement la couche 2 avec une solution de type S2.
Exemple 4: La plaquette donneuse 10 est constituée: - d'un substrat 1 constitué: V d'un substrat support en Si; V d'une couche tampon réalisée selon ladite deuxième technique particulière de réalisation d'une structure tampon discutée plus haut et divulguée par le document WO 00/15885, c'est à dire par: * un dépôt d'une première couche en Ge ou en SiGe selon ladite deuxième technique particulière de réalisation d'une structure 20 tampon discutée plus haut et divulguée par le document WO 00/15885; * suivi éventuellement d'un dépôt d'une deuxième couche optionnelle, pouvant améliorer la qualité cristallographique de la couche sus-jacente, tel que décrit dans le document WO 25 00/15885, la deuxième couche étant en: o SiGe (50/50) dans le cas o la première couche de la couche tampon est en Ge; o Si contraint dans le cas o la première couche de la couche tampon est en SiGe; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant une succession de paires de couches, chaque paire étant constituée d'une couche relaxée 3 et d'une couche contrainte 2, / chaque couche relaxée 3 ayant l'épaisseur d'au moins une couche utile à prélever et étant en: * Ge dans le cas o la première couche de la couche tampon est en Ge; ou en * SiGe dans le cas o la première couche de la couche tampon est en SiGe (avec une concentration sensiblement identique à celle de la 1 0 première couche de la couche tampon); V chaque couche contrainte 2 étant en Si ou en SiGe contraint et ayant une épaisseur inférieure à une épaisseur critique au-delà de laquelle la contrainte élastique commence à se relâcher, cette épaisseur critique étant fonction de la composition en Si des 1 5 couches relaxées 3 adjacentes.
Le prélèvement dans la structure à plusieurs couches I peut concerner un ensemble de couches ou une seule couche de la structure à plusieurs couches I. On pourra ainsi prélever une couche relaxée 3, une couche contrainte 2 ou un 20 ensemble de couches contraintes 2 et relaxées 3 afin de les transférer sur un substrat récepteur 5.
Si un prélèvement a lieu dans une couche relaxée 3, on peut mettre en oeuvre un recyclage selon l'invention en gravant chimiquement le reste de la couche relaxée 3 avec une solution apte à graver sélectivement le matériau de la couche 3 vis-à-vis de 25 celui de la couche 2.
Dans le cas o la couche 2 est en Si, et la couche 3 est en SiGe, on gravera avec une solution de type S2, la couche contrainte 2 étant alors une couche d'arrêt à la gravure. Cette gravure est éventuellement suivie d'une seconde gravure sélective de la couche contrainte 2 vis à vis d'une autre couche relaxée.
On a ainsi la possibilité de mettre en oeuvre un deuxième prélèvement après un premier prélèvement, le deuxième prélèvement concernant la couche contrainte 2 et/ou une partie de la structure à plusieurs couches I sous-jacente.
On remarquera que les structures obtenues au terme d'un prélèvement selon cet exemple, sont exemptes de défauts du type dislocation, même dans une région enterrée.
Et les structures obtenues de la sorte peuvent ensuite être utilisées pour faire croître par épitaxie sur la couche de SiGe, de Ge ou de Si contraint, des couches supplémentaires, par exemple en silicium contraint.
Exemple 5: La plaquette donneuse 1 0 est constituée: - un substrat 1 comprenant: un substrat support en Si; une couche tampon en Si réalisée selon ladite troisième technique de réalisation d'une structure tampon; d'une structure à plusieurs couches I comprenant le triplé de couches successives suivant: une première couche 3A en SiGe à au moins 15 % de Ge sur la structure tampon, le SiGe étant relaxé ou pseudo-relaxé; une deuxième couche 2 en Si contraint ayant une épaisseur bien 20 inférieure aux épaisseurs cumulées de la première couche 3A et de la deuxième couche 3B; v une troisième couche 3B en SiGe à au moins 15 % de Ge, le SiGe étant relaxé ou pseudo-relaxé.
Cette plaquette donneuse 10 est la plaquette obtenue après réalisation de la couche tampon selon ladite troisième technique de réalisation de structure tampon.
Dans un premier mode de réalisation de la couche tampon, le triplé de couches était présent avant la réalisation de la couche tampon, la plaquette donneuse 10 se présentant alors sous la forme suivante 30 - un substrat 1 en Si; - une structure à plusieurs couches Y' constituée successivement: / d'une première couche 3A' en SiGe à au moins 15 % de Ge sur la structure tampon, le SiGe étant contraint; v' d'une deuxième couche 2' en Si relaxé; / d'une troisième couche 3B' en SiGe à au moins 15 % de Ge, le SiGe étant contraint.
La couche de SiGe contraint 3A' présente sensiblement les mêmes caractéristiques que la couche de SiGe contrainte 3B'.
La structure à plusieurs couches I' a avantageusement une densité de défauts, 10 telles que des dislocations, inférieure à environ 1 07 cm2.
Les épaisseurs typiques d'une structure à plusieurs couches I' ayant des couches 3A' et 3B' à 15 % de Ge et d'une structure à plusieurs couches I' ayant des couches 3A' et 3B' à 30 % de Ge, sont respectivement autour de 250 nm et autour de 100 nm, restant ainsi en deçà de leurs épaisseurs critiques de fin de contrainte élastique 15 respectives.
La couche relaxée 2' a une épaisseur typique de quelques dizaines de nanomètres. Les couches contraintes 3A' et 3B' ont avantageusement des épaisseurs respectives du même ordre de grandeur l'une vis-à-vis de l'autre.
La structure à plusieurs couches I' est donc globalement contrainte.
Conformément à ce qu'on a vu plus haut, on réalise une couche tampon selon deux étapes principales: * formation d'une zone de perturbation dans le substrat support 1 en Si par implantation d'espèces atomiques tel que H ou He; * traitement thermique pour provoquer une relaxation au moins relative des contraintes élastiques dans la structure à plusieurs couches I'.
Lors de la première étape, les gammes d'énergies d'implant de H ou de He utilisées se situent typiquement entre 12 et 25 keV.
Les doses de H ou de He implantés se situent typiquement entre 1014 et 1017 cmi >Ainsi, par exemple, pour une couche contrainte 3A' à 15 % de Ge, on utilisera préférentiellement du H pour l'implant dosé autour de 3.1016 cm- 2 à une énergie autour de 25 keV.
>Ainsi, par exemple, pour une couche contrainte 2 à 30 % de Ge, on utilisera préférentiellement du He pour l'implant dosé autour de 2.1016 cm-2 à une énergie autour de 18 keV.
Les profondeurs d'implant des espèces atomiques dans le substrat 1 se situent 10 alors typiquement entre environ 50 nm et 100 nm.
Le traitement thermique mis en oeuvre lors de la deuxième étape doit être adapté pour notamment déplacer des perturbations dans la région située entre la zone de perturbation et la structure à plusieurs couches I'.
Cette région dans laquelle se déplacent les perturbations va former alors ladite 15 couche tampon.
L'arrivée des dislocations à l'interface entre la couche tampon et la structure à plusieurs couches I' provoquent alors une relaxation globale de la structure à plusieurs couches I' de la façon suivantes: - relaxation élastique de la couche contrainte 3A' pour former la couche 20 relaxée ou pseudo-relaxée 3A; - contrainte élastique de la couche relaxée 2' pour former la couche contrainte 2, cette dernière ayant alors un paramètre de maille voisin de celui du SiGe relaxé sous-jacent; - relaxation élastique de la couche contrainte 3B' pour former, la couche 25 relaxée ou pseudo-relaxée 3B.
Le mouvement des dislocations dans la couche tampon provoquent en outre une disparition importante de dislocations dans la structure à plusieurs couches I'.
Le traitement thermique est préférentiellement mis en oeuvre sous atmosphère inerte. Le traitement thermique peut cependant être mis en oeuvre sous une autre atmosphère, telle que par exemple une atmosphère oxydante.
Ainsi, un traitement thermique particulier à mettre en oeuvre pour ce type de plaquette donneuse 10 se fait à des températures comprises typiquement entre 400 0C et 5 10000C pendant une durée pouvant aller de 30 s à 60 minutes, et plus particulièrement de environ 5 minutes à environ 15 minutes.
Dans un deuxième mode de réalisation de la couche tampon, le triplé de couches n'était pas présent avant la réalisation de la couche tampon, la plaquette donneuse se présentant alors avantageusement sous la forme suivante; 10 - un substrat 1 en Si; - une couche de SiGe à au moins 15 % de Ge, le SiGe étant contraint élastiquement. Les techniques et paramètres de relaxation de cette couche de SiGe sont sensiblement identiques à ceux du premier mode de réalisation de la couche tampon.
Après réalisation de la couche tampon, on fait alors croître les couches constituant la structure à plusieurs couches comprenant ledit triplé de couches globalement relaxées.
La structure à plusieurs couches I est ainsi réalisée après la couche tampon, contrairement au premier mode de réalisation proposé dans cet exemple.
Pour plus de précisions quant à de telles techniques expérimentales, on se référera aux études menées par B. Hollânder et coll., notamment dans le document intitulé " Strain relaxation of pseudomorphic Sii-xGe, / Si(100) heterostructures after hydrogen or helium ion implantation for virtual substrate fabrication " (dans Nuclear and Instruments and Methods in Physics Research B 175-177 (2001) 357 - 367).
Après collage de la plaquette 10 sur un substrat récepteur 5 au niveau de la couche relaxée 3B, on prélève avec ou sans couche de collage intermédiaire, selon une ou plusieurs des techniques connues précédemment décrites.
On prélève une partie de la couche de SiGe relaxé 3B.
Le recyclage est avantageusement mis en oeuvre par gravure chimique sélective du résidu de la couche 3B au moyen d'une solution de type S2, la couche 2 constituant alors une couche d'arrêt à la gravure.
On peut éventuellement mettre en oeuvre une deuxième gravure chimique 5 sélective de la couche 2 au moyen d'une solution de type Si, la couche 3A formant une couche d'arrêt à la gravure.
Et on obtient ainsi une plaquette donneuse 10 recyclée, apte à pouvoir donner par prélèvement une nouvelle couche utile dans la couche 3A ou une paire de couches 2/3A. Exemple 6: La plaquette donneuse 10 est constituée: - d'un substrat i constitué: / d'un substrat support comprenant au moins une partie en AsGa au niveau de son interface avec la structure tampon sus-jacente; 15 V d'une structure tampon en matériau 111-V réalisée selon ladite première technique de réalisation de structure tampon; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant avant prélèvement un matériau III-V.
Le substrat support peut être en AsGa massif ou en Ge massif sur lequel on a 20 épitaxié une épaisseur d'AsGa.
L'intérêt premier de la structure tampon est d'adapter le paramètre de maille avec le matériau de la structure à plusieurs couches I au voisinage de leur interface (qui est par exemple d'une valeur nominale d'environ 5,87 angstrôms dans le cas de l'hnP) à celui de l'AsGa (dont la valeur nominale est d'environ 5,65 angstrôms).
Dans les matériaux III-V massifs, l'intérêt pratique d'une telle structure tampon peut apparaître par exemple à la lumière d'une comparaison entre différents matériaux tels que l'InP massif et l'AsGa massif, l'AsGa massif étant par exemple moins onéreux, plus disponible sur le marché des semiconducteurs, moins fragile mécaniquement, avec des mises en oeuvre de technologies à contact par face arrière plus connues, et avec des tailles plus importantes (typiquement 6 pouces au lieu de 4 pouces pour l'InP massif) que l'InP massif.
Cependant les performances électroniques de l'InP sont en règle générale plus intéressantes que celles de l'AsGa.
Ainsi, ladite plaquette donneuse 10 donne par exemple une solution à la réalisation d'une couche d'InP dimensionnée à 6 pouces en proposant une structure à plusieurs couches I comprenant de l'InP réalisée sur un substrat support en AsGa et relaxée par l'intermédiaire d'une structure tampon.
On voit donc ici tout l'intérêt que peut offrir une telle plaquette donneuse 10 10 elle permet de réaliser une couche active d'un matériau TII-V à transférer avec une qualité et des propriétés déterminées, pouvant par exemple être proches de propriétés qu'on aurait pu trouver dans une réalisation de ce dernier matériau en massif.
La structure tampon comprise dans une telle plaquette donneuse 10 nécessite une épaisseur typiquement supérieure à un micron, et qui sera amenée à évoluer vers de 15 plus grandes épaisseurs, notamment si on peut éviter de les détruire après chaque prélèvement grâce notamment à un procédé de recyclage selon la présente invention.
Dans l'exemple d'une structure à plusieurs couches I comprenant de l'InP essentiellement relaxé au niveau de son interface avec la structure tampon sous-jacente, la structure tampon du substrat 1 comprend alors avantageusement une couche tampon 20 constituée d'InGaAs avec une concentration d'In évoluant entre 0 et environ 53 %.
La structure tampon peut comprendre en outre une couche additionnelle en matériau III-V, tel de l'InGaAs ou de l'InAlAs, avec une concentration des éléments atomiques sensiblement constante.
Dans un cas de prélèvement particulier, on prélèvera dans la structure à 25 plusieurs couches I au moins une couche d'InP pour la transférer sur un substrat récepteur 5.
On pourra ainsi tirer profit d'éventuelles propriétés électriques ou électroniques.
C'est par exemple le cas si la partie prélevée comprend en outre de l'InGaAs ou de l'InAlAs: des discontinuités de bandes électroniques entre ce dernier matériau et l'InP créent notamment de meilleures mobilités électroniques dans les couches prélevées. D'autres configurations de plaquettes donneuses 10 sont possibles, comprenant d'autres composés IIIV.
Les applications de tels prélèvement de couche sont typiquement des réalisations de HEMT ou de HBT (abréviations anglo-saxonnes respectives de " HighElectron Mobility Transistor " et de " Heterojonction Bipolar Transistor ").
Des solutions de gravure chimique, éventuellement sélective, adaptées pour enlever certains matériaux III-V vis à vis d'autres matériaux 1II-V seront 1 0 avantageusement mises en oeuvre lors du recyclage.
Ainsi par exemple, afin d'enlever une couche en InP sans enlever une couche en InGaAs sous-jacente, on mettra avantageusement en oeuvre une gravure sélective de l'hnP avec une solution comprenant du HCl concentré.
Exemple 7: La plaquette donneuse 1 0 est constituée: 1 5 - d'un substrat 1 constitué: A d'un substrat support comprenant de l'AsGa au niveau de son interface avec la structure tampon sus-jacente; 1 d'une structure tampon réalisée selon ladite première technique de réalisation de tampon, et comprenant de l'InGaAs au niveau de son 20 interface avec la structure à plusieurs couches 1; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant avant prélèvement de l'InP et/ou de l' InxGalxAsyP1-y.
En référence par exemple à la figure la, la structure à plusieurs couches I avant prélèvement comprend avantageusement la paire de couches suivante: 25 - une couche 2 en InGaAs(P); - une couche 3 sur la couche 2, la couche 3 est en TnP sensiblement relaxé et ayant une épaisseur supérieure à une couche utile à prélever.
Ce type de plaquette donneuse 10 a déjà été décrit dans l'exemple 6.
Le prélèvement concerne la partie de la structure à plusieurs couches I audessus de la couche 2, et le recyclage comprend la mise en oeuvre d'une gravure chimique sélective de la couche 3 avec une solution de gravure sélective, telle une solution comprenant du HF, qui permet de retirer sensiblement toute la couche 3 5 restante après le prélèvement, la couche 2 se comportant ici comme une couche d'arrêt à la gravure.
Dans une configuration particulière de cette structure à plusieurs couches I, cette dernière comprend une autre couche en InP sous-jacente à la couche 2. Le prélèvement concerne alors la partie de la structure à plusieurs
couches I au10 dessus de cette autre couche d'InP, et le recyclage comprend la mise en oeuvre d'une gravure chimique sélective de la couche 2 avec une solution de gravure sélective, telle une solution comprenant du CeIV H2SO4, qui permet de retirer sensiblement toute la couche 2, l'autre couche en InP sous-jacente se comportant ici comme une couche d'arrêt à la gravure.
Dans un troisième cas de figure, on peut faire se succéder les deux gravures sélectives afin d'enlever au moins une partie de la couche 3 et d'enlever la couche 2.
Dans une configuration particulière de la structure à plusieurs couches 1, cette dernière comprend une pluralité de paires de ces couches 2 et 3.
Dans un cas particulier à cette dernière configuration, la structure à plusieurs 20 couches I n'est constituée que de paires de couches 2 et 3, telles que représentées par exemple sur la figure 3.
On pourra alors avantageusement et de façon évidente trouver toutes les formules de prélèvement impliquant une ou plusieurs couches prélevées en une ou plusieurs fois, séparées par des procédés de recyclage selon l'invention comprenant 25 avantageusement les gravures sélectives entre de l'InP et de l'InGaAs(P).
Exemple 8: La plaquette donneuse 10 est constituée: - d'un substrat 1 constitué: -w d'un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; v d'une structure tampon réalisée selon ladite première technique de réalisation de couche tampon constituée: e d'une couche tampon métamorphique en AlI Gai-, N, x variant en épaisseur de 0 à 1 à partir de l'interface avec le saphir; * d'une couche additionnelle en GaN destinée à confiner des défauts cristallographiques de type dislocation; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant des couches de nitrures.
Les nitrures III-V GaN, AIN et InN ont un intérêt dans le domaine de la micro électronique en particulier dans des dispositifs émetteurs de lumière tels que des lasers 10 pour des applications telles que la lecture ou l'écriture de données stockées à haute densité sur disques compacts ou tels que des diodes électro-luminescentes pour des nouvelles technologies d'affichage. Ces matériaux sont aussi tout désignés pour la fabrication de composants électroniques de haute puissance ou encore fonctionnant à haute température.
Un mode de réalisation des couches de nitrures comprises dans la structure à plusieurs couches I est une croissance épitaxiale sur la couche additionnelle en GaN par dépôt de métaux organiques du groupe 1, tels que le Triméthyl Galium, le Triméthylamine Alane, ou le Triméthyl Indium pour les dépôts respectifs de couches de GaN, AlN et InN.
La présente invention mise en oeuvre pour transférer plusieurs de ces couches de nitrure à partir d'une même plaquette donneuse 10 implique entre chaque prélèvement de couche une étape de recyclage permettant de préparer une autre couche de la structure à plusieurs couches I à un autre prélèvement.
Ainsi plusieurs techniques, principalement de lissage de couches par gravures 25 chimiques, permettent d'atteindre ce but tout en gardant une qualité structurelle et géométrique de la couche à prélever intacte ou quasi intacte.
On pourra citer par exemple une technique de photo gravure permettant de graver des couches de GaN. On se reportera par exemple au document de R.T. Léonard et col. ("Photo-assisted dry etching of GaN", dans applied physics letters 68 (6), 5 février 1996).
Dans l'exemple particulier que l'on va traiter ici, la structure à plusieurs couches I comprenant des nitrures, est telle que représentée dans la figure 2 ou 4.
En référence à la figure 2a, la structure à plusieurs couches I avant prélèvement comprend avantageusement le triplé de couches suivant: - une couche 3A en AIN, - une couche 2 en InN, - une couche 3B en GaN.
Avantageusement, la structure à plusieurs couches I comprend un autre triplé de couches sensiblement identique, séparé du premier triplé par une couche en InN.
L'intérêt de cette structure en trois couches réside dans le choix des matériaux pour lesquelles il existe des moyens chimiques d'attaque sensiblement différents d'un matériau à l'autre.
* Ainsi, du InN a un taux de gravure sèche moins important que du GaN ou que de l'AIN si on injecte sur la plaquette 10 un gaz plasma comprenant du chlore polarisé, de l'hydrogène et éventuellement de l'argon, en adaptant notamment les paramètres techniques de la manière suivante: - puissance des radiofréquences polarisantes comprise préférentiellement entre 400 20 et 1000 Watts, et plus particulièrement autour de 650 Watts; - température comprise entre 500 et 1000 Kevins, préférentiellement plus proche de 1000; - basse pression de l'ordre de 1 mT; - composition de Cl2 vis-à-vis de H2 de l'ordre de 2 à 3, pour un taux fluidique total 25 d'environ 25 sccm.
La sélectivité de gravure du GaN et de l'AlN vis-à-vis de l'InN provient principalement de la faible volatilité des espèces InClx vis-à-vis de celle comprenant du Ga et de l'Al.
Quant aux atomes N compris dans les nitrures, ils se combinent très bien avec 30 H2 pour former des molécules gazeuses de NH3.
En référence aux résultats expérimentaux de S.J. Pearton et col. dans "Law bias Electron Cyclotron Résonance Plasma Etching of GaN, AIN and InN" (Applied Physics Letters 64 (17), 25 avril 1994), le taux de gravure entre du GaN et de l'InN peut être supérieur à 3 pour 1, le taux de gravure de l'AIN vis-à-vis de InN peut être de l'ordre de 5pouri. e D'autre part, de l'AIN a un taux de gravure sèche moins important que de l'InN ou que du GaN si on injecte sur la plaquette 10 un gaz plasma comprenant du CH2, du H2 et éventuellement de l'Ar, en adaptant notamment les paramètres techniques de la manière suivante: - puissance des radiofréquences polarisantes comprise préférentiellement entre 400 et 700 Watts et plus particulièrement autour de 600 Watts - température comprise entre 500 K et 1000 K; - basse pression de l'ordre de 1 mT.
En référence toujours audit document de S.J. Pearton et col., on peut obtenir un 15 taux de gravure de GaN vis-à-vis de AlN de l'ordre de 2 pour l et un taux de gravure sèche de InN vis-à-vis de AIN de l'ordre de 3 pour 2.
Si on prélève dans la couche de GaN, on mettra avantageusement en oeuvre le gaz comprenant du chlore polarisé afin que la couche de InN sous jacente réalise une couche d'arrêt à la gravure.
On mettra ensuite éventuellement en oeuvre, dans la cas o on ne souhaite pas conserver la couche de InN, une gravure sèche au moyen du gaz comprenant du CH2, afin que la couche de AIN sous jacente forme une couche d'arrêt à la gravure.
Eventuellement, une étape supplémentaire de finition, par exemple par polissage, peut être mise en oeuvre pour réaliser une finition de la surface de la couche 25 conservée après gravure.
Cette couche conservée après gravure peut alors faire l'objet d'un nouveau prélèvement selon l'invention.
De manière analogue, si on prélève dans la couche de InN on mettra avantageusement en oeuvre la gravure sèche du résidu de la couche d'InN au moyen du 30 gaz contenant du CH2 pour que la couche d'InN forme une couche d'arrêt.
Si on ne souhaite pas conserver la couche d'AlN on peut éventuellement mettre en oeuvre une gravure sèche au moyen du gaz comprenant le chlore pour que la couche d'InN sous jacente forme une couche d'arrêt.
Enfin, si on prélève une couche d'AIN, on mettra avantageusement en oeuvre 5 une gravure sèche au moyen du gaz chloré, pendant que la couche d'InN sous jacente forme une couche d'arrêt.
On peut aussi prélever plusieurs couches en un seul prélèvement, notamment dans le cas o il existe plusieurs triplés (AlN, InN, GaN) séparés par une couche d'InN.
Exemple 9: La plaquette donneuse 10 est constituée: 10 - d'un substrat 1 constitué: / d'un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; V d'une couche intermédiaire en GaN; / d'un masque en SiO2; / d'une couche tampon en GaN; - d'une structure à plusieurs couches I comprenant des couches successives de nitrures dont au moins une couche de GaN.
Le mode de réalisation de la couche tampon est celle déjà décrite plus haut dans ce document dans l'exposé de ladite quatrième technique de réalisation de structure tampon, et consiste à faire croître de façon anisotropique des couches de nitrures, et en 20 particulier ici de GaN, selon la technique appelée ELOG.
Le masque en SiO2 utilisé dans cette configuration a avantageusement une forme en bandes disposées sur la couche intermédiaire de GaN, de façon périodique et sensiblement parallèle entre elles.
L'épaisseur de chaque bande est typiquement de l'ordre de quelques dixièmes 25 de microns alors que la largeur d'une bande est de l'ordre de quelques microns.
La période distançant les bandes l'une de l'autre est typiquement autour de 10 microns ou de 15 microns.
On pourra par exemple avoir un réseau de bandes de 13 microns de période, chaque bande ayant 0,2 microns d'épaisseur et 5 microns de largeur.
Comme expliqué plus haut dans un cas général, ces bandes de SiO2 vont provoquer dans la ou les couches de GaN sus-déposées des dislocations localisées au voisinage de la surface libre de ces bandes.
L'épaisseur de GaN dans laquelle ces dislocations sont localisées autour du masque constitue alors ladite couche tampon.
Les couches de GaN ou autres matériaux ayant les paramètres de maille proches du GaN, sont déposées sur la couche tampon pour former ladite structure à plusieurs couches I. Cette structure à plusieurs couches I comprend alors au moins deux couches 10 ayant chacune une épaisseur égale ou supérieure à l'épaisseur d'une couche utile que l'on souhaite prélever.
Pour plus de précisions quant au mode de réalisation d'une plaquette selon le procédé ELOG, on pourra se référer au document tiré du " MRS Bulletin " de mai 1998, volume 23, n05, à l'Article de Shuji Nakamura intitulé " In/GaN/AlGaN- Based Laser 15 Diodes with an Estimated Lifetime of Longer than 10,000 Hours ".
Dans cette structure à plusieurs couches I, on pourra notamment intégrer au cours de sa réalisation des couches d'arrêt à des gravures chimiques sélectives, telles que des couches de InN, comme précédemment décrit dans l'exemple 8.
Ainsi, après prélèvement d'une couche de GaN, on pourra mettre en oeuvre un 20 recyclage selon l'invention en gravant sélectivement le GaN par rapport à la couche d'InN sous jacente au moyen d'un gaz de gravure comprenant du chlore polarisé tel que précédemment décrit dans l'exemple 8.
Dans les couches de semiconducteur présentées dans ce document, d'autres constituants peuvent y être ajoutés, tel que du carbone avec une concentration de carbone dans la couche considérée sensiblement inférieure ou égale à 50 % ou plus particulièrement avec une concentration inférieure ou égale à 5 %.
Enfin, la présente invention ne se limite pas à une plaquette donneuse 10 en 30 matériaux présentés dans les exemples ci-dessus, mais s'étend aussi à d'autres types de matériaux appartenant aux familles atomiques 11, III, IV, V ou VI et à des alliages appartenant aux familles atomiques IV-IV, III-V, II-VI.
Il est à préciser que dans le cas de matériaux en alliage, les alliages choisis peuvent être binaires, ternaires, quaternaires ou de degré supérieur.
Dans le cas o la plaquette donneuse 10 comprend une couche tampon ou une structure tampon, la présente invention ne se limite pas à une couche tampon ou structure tampon ayant comme fonction première une adaptation de paramètre de maille entre deux structures adjacentes à paramètres de maille respectifs différents, mais concerne aussi toute couche tampon ou structure tampon telle que définie de façon la 10 plus générale dans le présent document.
Les structures obtenues au final à partir du prélèvement de couche utile ne se limitent pas non plus à des structures SGOI, SOI, Si/SGOI, à des structures pour transistors HEMT et HBT, ou à des structures pour applications dans les lasers.

Claims (101)

REVENDICATIONS
1. Procédé de recyclage d'une plaquette donneuse (10) après prélèvement d'une 5 couche utile comprenant un matériau choisi parmi les matériaux semiconducteurs, la plaquette donneuse (10) comprenant successivement un substrat (1) et une structure à plusieurs couches (1), la structure à plusieurs couches (1) comprenant avant prélèvement la couche utile prélevée, le procédé comprenant un enlèvement de matière concernant une partie de la plaquette donneuse (10) du côté o a eu lieu le prélèvement, caractérisé 10 en ce que l'enlèvement de matière est mis en oeuvre de sorte à conserver une partie de la structure à plusieurs couches (F') comprenant au moins une autre couche utile prélevable après recyclage, sans étape supplémentaire de reformation de couche utile.
2. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 15 l'enlèvement de matière comprend une gravure chimique.
3. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (1) comprend après prélèvement une première couche (2) et une deuxième couche (3) sur la première couche (2). 20
4. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première couche (2) comprend une couche utile pouvant être prélevée au cours d'un prélèvement ultérieur au recyclage.
5. Procédé de recyclage selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux matériaux constituant respectivement les deux couches (2, 3) au voisinage de leur interface sont choisis de sorte qu'il existe un moyen apte à enlever de la matière ayant un pouvoir d'attaque de la deuxième couche (3) sensiblement plus important que celui de la première couche (2), la première couche (2) formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de la deuxième couche (3), et en ce que le procédé comprend la mise en oeuvre d'un tel enlèvement de matière sélectif
6. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la 5 structure à plusieurs couches comprend plusieurs paires constituées chacune desdites première et deuxième couches, la deuxième couche (3) de chaque paire étant apte à être enlevée sélectivement vis à vis de la première couche (2) de la même paire par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement.
7. Procédé de recyclage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (1) comprend en outre après prélèvement une troisième couche (3A) adjacente à la première couche (2) du côté opposé à la deuxième couche (3B), la troisième couche (3A) comprenant une couche utile pouvant être prélevée au cours d'un prélèvement ultérieur au recyclage. 15
8. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le paramètre de maille nominal du matériau de la première couche (2) est sensiblement différent du paramètre de maille des zones adjacentes à la première couche (2), et en ce que la première couche (2) a une épaisseur suffisamment faible pour être contrainte 20 élastiquement d'avoir un paramètre de maille voisin du paramètre de maille des zones adjacentes, de sorte que la première couche (2) ne perturbe sensiblement pas la structure cristallographique de ces zones adjacentes.
9. Procédé de recyclage selon l'une des deux revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que les deux matériaux constituant respectivement la première couche (2) et la troisième couche (3A) au voisinage de leur interface sont choisis de sorte qu'il existe un moyen apte à enlever de la matière ayant un pouvoir d'attaque de la première couche (2) sensiblement plus important que celui de la troisième couche (3A), la troisième couche (3A) formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de la première couche (2), et en ce que le procédé comprend la mise en oeuvre d'un tel enlèvement de matière sélectif.
10. Procédé de recyclage selon l'une des trois revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches comprend plusieurs triplés constitués chacun desdites troisième couche (3A) / première couche (2) / deuxième couche (3B), une de ces couches pouvant être enlevée sélectivement vis à vis de la couche du même triplé qui lui est sous-jacente au voisinage de leur interface par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement. 10
11. Procédé de recyclage selon l'une des revendications 5, 6, 9 et 10, caractérisé en ce qu'un enlèvement de matière sélectif comprend une gravure chimique sélective.
12. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la 15 sélectivité de gravure chimique entre les deux matériaux considérés est obtenue par le fait que: - les deux matériaux sont différents; ou - les deux matériaux contiennent des éléments atomiques sensiblement identiques, à l'exception d'au moins un élément atomique; ou - les deux matériaux sont sensiblement identiques, mais au moins un élément atomique dans un matériau a une concentration atomique sensiblement différente de celle du même élément atomique dans l'autre matériau; ou - les deux matériaux ont des densités de porosités différentes.
13. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sélectivité de la gravure entre les deux matériaux est obtenue par le fait que les deux matériaux contiennent des éléments atomiques sensiblement identiques à l'exception d'au moins un élément atomique supplémentaire situé dans la première couche, et en ce que l'élément atomique supplémentaire est un élément de dopage.
14. Procédé de recyclage selon la revendication 1 1, caractérisé en ce que la sélectivité de la gravure entre les deux matériaux est obtenue par le fait que les deux matériaux ont des densités de porosités différentes, la couche à enlever étant en un matériau poreux en comparaison de la couche à conserver.
15. Procédé de recyclage selon la revendication 2 ou l'une des revendications l 1 à 14, caractérisé en ce que la ou les gravures chimiques mises en oeuvre comprennent une des gravures chimiques suivantes: gravure uniquement chimique, gravure 10 électrochimique, ou gravure photo électrochimique.
16. Procédé de recyclage selon l'une des cinq revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une attaque mécanique de la matière à enlever est mise en oeuvre en combinaison avec la gravure chimique sélective, de sorte à mettre en oeuvre une 1 5 planarisation mécano-chimique sélective.
17. Procédé de recyclage selon l'une des revendications 5, 6, 9 et 10, caractérisé en ce qu'un enlèvement de matière sélectif comprend une attaque mécanique sélective.
18. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'attaque mécanique sélective est mise en oeuvre par un polissage, éventuellement combiné avec une action d'un abrasif et/ou d'une gravure chimique.
19. Procédé de recyclage selon l'une des revendications 5, 6, 9 et 10, caractérisé en 25 ce qu'un enlèvement de matière sélectif comprend l'enlèvement d'une couche d'oxyde par désoxydation, la couche d'oxyde étant ainsi sacrificielle.
20. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une oxydation superficielle de la structure à plusieurs couches (I) pour former 30 la couche d'oxyde sacrificielle.
21. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'oxydation superficielle est mise en oeuvre de sorte à oxyder plus facilement la couche superficielle que la couche qui lui est sous jacente.
22. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (1) comprend un substrat support et une structure tampon comprenant une couche tampon, la structure tampon étant située entre le substrat support et la structure à plusieurs couches (I).
23. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche tampon est en matériau semi conducteur à composition chimique constante et en désaccord de maille avec le substrat support, et en ce qu'elle confine des défauts cristallographiques, afin de relâcher au niveau de son interface avec la structure à 15 plusieurs couches (J) des contraintes élastiques.
24. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche tampon est en Si, SiGe, Ge ou en un matériau nitruré.
25. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (1) comprend au moins un des matériaux suivants: Si contraint élastiquement, SiGe ou Ge.
26. Procédé de recyclage selon la revendication 22, caractérisé en ce que la couche 25 tampon a son paramètre de maille évoluant sensiblement en épaisseur entre le paramètre de maille du substrat support et un autre paramètre de maille sensiblement différent du paramètre de maille du substrat support.
27. Procédé de recyclage selon l'une des quatre revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure tampon du substrat comprend en outre une couche additionnelle sur la couche tampon, la couche additionnelle ayant: * une épaisseur suffisamment importante pour confiner des défauts; et/ou e un paramètre de maille en surface sensiblement différent de celui du substrat support.
28. Procédé de recyclage selon l'une des cinq revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure tampon a une composition qui comprend un alliage 10 atomique appartenant à une des familles d'alliages atomiques suivantes: * famille IV-IV; * famille III-V; * famille II-VI; cet alliage étant de type binaire, ternaire, quaternaire ou de degré supérieur. 15
29. Procédé de recyclage selon l'une des revendications i à 21, caractérisé en ce que le substrat (1) comprend: - dans une première configuration: V un substrat support constitué de Si; V une structure tampon comprenant une couche tampon en SiGe avec une concentration de Ge croissant en épaisseur et une couche additionnelle en SiGe relaxé par la couche tampon; ou - dans une deuxième configuration: les mêmes couches et les mêmes matériaux que ceux de la première configuration, avec la couche tampon ayant une 25 concentration de Ge croissant en épaisseur entre environ 0 % et environ 100 % et avec la couche en SiGe relaxé par la couche tampon ayant une concentration en Si sensiblement nulle; ou - dans une troisième configuration: y du Si au moins sur une partie épaisse interfacée avec la structure à plusieurs couches (1); - dans une quatrième configuration: un substrat support comprenant de l'AsGa au niveau de son interface avec la structure tampon; une structure tampon comprenant une couche tampon comprenant un alliage atomique appartenant à la famille 111-V de type ternaire ou de degré supérieur, dont la composition est respectivement choisie parmi les combinaisons possibles (Al,GaIn)-(N,P,As), et au moins deux éléments 10 choisis parmi la famille III ou au moins deux éléments choisis parmi la famille V, ces deux éléments ayant une concentration évoluant graduellement dans l'épaisseur de la couche tampon; ou - dans une cinquième configuration: les mêmes couches et les mêmes matériaux que ceux de la troisième configuration, avec une structure tampon ayant en 1 5 outre, au voisinage de la face opposée à son interface avec le substrat support, un paramètre de maille voisin de celui de l'InP; - dans une sixième configuration: un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; une structure tampon constituée: 20. d'une couche tampon en AlI Galx N, avec x variant de 0 à i à partir de l'interface avec le substrat support; * éventuellement d'une couche additionnelle en GaN; - dans une septième configuration: un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; 25 V éventuellement une couche de GaN; un masque; une couche tampon en GaN.
30. Procédé de recyclage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la structure à plusieurs couches (I) avant prélèvement comprend: - dans la première configuration, du SiGe et/ou du Si contraint élastiquement; - dans la deuxième configuration, de l'AsGa et/ou du Ge; dans la troisième configuration, du SiGe contraint élastiquement et/ou du Si; - dans la quatrième configuration, un alliage appartenant à la famille III-V; - dans la cinquième configuration, de l'InP et/ou de l'InGaAs; dans la sixième configuration, de l'AlN, de l'InN et du GaN; - dans la septième configuration, du GaN et éventuellement d'autres nitrures. 10
31. Procédé de recyclage selon l'une des revendications 3 à 19 combinée avec la revendication 29 ou 30, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (1) comprend: - dans la première configuration: / deux couches en SiGe sensiblement relaxé élastiquement; et une couche intermédiaire entre les deux couches en SiGe, constituée: o de Si contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes en SiGe; ou o de SiGe avec une concentration en Ge sensiblement différente de chacune 20 de celles des deux couches adjacentes, et étant contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes; ou o de Si dopé ou de SiGe dopé; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente; ou 25 - dans la deuxième configuration: y' deux couches de GaAs; une couche en AlGaAs intercalée entre les deux couches de GaAs; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente; ou - dans la troisième configuration: V deux couches en Si sensiblement relaxé élastiquement; et V une couche intermédiaire entre les deux couches en Si, constituée: o de SiGe contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes en Si, ou o de Si dopé ou de SiGe dopé; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente; ou - dans la cinquième configuration: 10 A deux couches de InP; V une couche de InGaAsP intercalée entre les deux couches de InP; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente.
- dans la sixième configuration: V une couche d'InN intercalée entre une couche d'AlN et une couche de GaN; - dans la septième configuration: v une couche d'InN intercalée entre deux couches de GaN.
32. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 20 ce qu'il met en oeuvre une finition de la surface de la plaquette donneuse (10) avant ou après l'enlèvement de matière.
33. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaquette donneuse (10) comprend au moins une couche comprenant en outre 25 du carbone avec une concentration de carbone dans la couche sensiblement inférieure ou égale à 50 %.
34. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaquette donneuse (10) comprend au moins une couche comprenant en outre du carbone avec une concentration de carbone dans la couche sensiblement inférieure ou égale à 5 %.
35. Procédé de recyclage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 5 ce qu'il est suivi par la mise en oeuvre d'un procédé de prélèvement d'au moins une couche utile.
36. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) destinée à fournir une couche utile par prélèvement et apte à être recyclée après prélèvement par un procédé 10 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une structure à plusieurs couches (1) sur un substrat (1).
37. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une partie du substrat (1), 15 avant la formation de la structure à plusieurs couches (1), de sorte que le substrat (1) formé comprenne un substrat support et une structure tampon comprenant une couche tampon, et en ce que la formation du substrat (1) comprend la réalisation de la couche tampon.
38. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche tampon est réalisée par épitaxie d'une couche superficielle sur le substrat support selon les étapes suivantes: * stabilisation en température du substrat support à une première température stabilisée prédéterminée, * dépôt chimique en phase vapeur à ladite première température déterminée jusqu'à l'obtention d'une couche de base sur le substrat support d'une épaisseur prédéterminée inférieure à une épaisseur finale voulue; * accroissement de la température de dépôt chimique en phase vapeur depuis la première température prédéterminée jusqu'à une seconde température prédéterminée; et * poursuite du dépôt chimique en phase vapeur à ladite seconde température 5 prédéterminée jusqu'à obtention de l'épaisseur finale voulue pour la couche superficielle; la couche tampon étant la partie de cette couche en interface avec le substrat support et s'étendant sur une épaisseur pour laquelle le taux de défauts cristallographiques est supérieur à une valeur limite, l'autre partie de la couche étant au moins une partie de la 10 structure à plusieurs couches (I).
39. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une épitaxie pour réaliser complètement la structure à plusieurs couches (I) à la suite de la couche superficielle. 15
40. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première température prédéterminée est de l'ordre de 400'C à 500'C, et la deuxième température prédéterminée est de l'ordre de 750'C à 850'C.
41. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première température prédéterminée est de l'ordre de 430'C à 460'C, et la deuxième température prédéterminée est de l'ordre de 800'C à 850'C.
42. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication 37, 25 caractérisé en ce que la couche tampon est réalisée par: (a) formation d'une couche globalement contrainte élastiquement sur le substrat (1); (b) formation dans le substrat (1) d'une zone de perturbation à une profondeur déterminée susceptible de former des perturbations structurelles; (c) apport d'énergie pour provoquer une relaxation au moins relative des contraintes élastiques dans la couche contrainte; la relaxation au moins relative de la couche contrainte lors de l'étape (c) se faisant à travers une région délimitée par la zone de perturbation et par la couche contrainte, cette région, confinant des défauts cristallographiques, représentant une couche tampon.
43. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend, après l'étape (c), une épitaxie pour réaliser complètement la structure à plusieurs couches (1) à la suite de la couche contrainte 1 0 relaxée.
44. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de perturbation est formée par implantation d'espèces atomiques.
45. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les espèces atomiques implantées comprennent au moins en partie de l'hydrogène et/ou de l'hélium.
46. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des quatre revendications précédentes, caractérisé en ce que l'énergie apportée lors de l'étape (c) comprend une énergie thermique de sorte à favoriser d'avantage la relaxation des contraintes dans la couche contrainte.
47. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication 37, caractérisé en ce que la couche tampon est réalisée par ELOG sur un substrat support comprenant en surface un masque en relief selon des motifs déterminés, la couche tampon étant l'épaisseur de la couche déposée par épitaxie latérale dans laquelle est confiné un nombre important de défauts par rapport aux couches latéralement sus30 épitaxiées représentant la structure à plusieurs couches (I).
48. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les motifs déterminés du masque sont des bandes isolantes électriquement périodiquement espacées, sensiblement parallèles entre elles, et suffisamment fines pour ne pas perturber l'ELOG.
49. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat support comprend: e un substrat massif; * une couche intermédiaire ayant un paramètre de maille proche du paramètre de maille nominal du matériau déposé par ELOG; * le masque.
50. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication 15 37, caractérisé en ce que la couche tampon est réalisée de sorte à avoir son paramètre de maille évoluant sensiblement en épaisseur entre le paramètre de maille du substrat support et un autre paramètre de maille sensiblement différent du paramètre de maille du substrat support.
51. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 37 à 50, caractérisé en ce que le structure tampon du substrat (1) formé comprend en outre une couche additionnelle, et en ce que le procédé comprend en outre, avant la formation de la structure à plusieurs couches (1), la formation d'une couche additionnelle de sorte à avoir: e une épaisseur suffisamment importante pour confiner des défauts; et/ou * un paramètre de maille en surface sensiblement différent de celui du substrat.
52. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 36 à 51, caractérisé en ce que la formation de la structure à plusieurs couches (1) comprend la formation d'une première couche (2) puis la formation d'une deuxième couche (3) sur la première couche (2).
53. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première couche (2) et la deuxième couche (3) formées sont suffisamment épaisses pour comprendre chacune une couche utile pouvant être prélevée au cours d'un prélèvement ultérieur au recyclage. 10
54. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux matériaux constituant respectivement les deux couches (2, 3) au voisinage de leur interface sont choisis de sorte qu'il existe un moyen apte à enlever de la matière ayant un pouvoir d'attaque de la 1 5 deuxième couche (3) sensiblement plus important que celui de la première couche (2), la première couche (2) formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de la deuxième couche (3), et mettre ainsi en oeuvre un enlèvement de matière sélectif.
55. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication 20 précédente, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (I) comprend plusieurs paires de premières et deuxièmes couches, la première couche (2) de chaque paire étant apte à être enlevée sélectivement vis à vis de la deuxième couche (3) de la même paire par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement.
56. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des quatre revendications précédentes, caractérisé en ce que la formation de la structure à plusieurs couches (I) comprend en outre avant la formation de la première couche (2), d'une troisième couche (3A) sur laquelle sera formée la première couche (2) puis la deuxième couche (3B), la troisième couche (3A) comprenant une couche utile pouvant être 30 prélevée au cours d'un prélèvement ultérieur au recyclage.
57. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux matériaux constituant respectivement la première couche (2) et la troisième couche (3A) au voisinage de leur interface sont 5 choisis de sorte qu'il existe un moyen apte à enlever de la matière ayant un pouvoir d'attaque de la première couche (2) sensiblement plus important que celui de la troisième couche (3A), la troisième couche (3A) formant une couche d'arrêt à l'enlèvement de la première couche (2), et de mettre ainsi en oeuvre un enlèvement de matière sélectif.
58. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la formation de la structure à plusieurs couches comprend la formation de plusieurs triplés constitués chacun desdites troisième couche (3A) / première couche (2) / deuxième couche (3B), une de ces couches pouvant 15 être enlevée sélectivement vis à vis de la couche du même triplé qui lui est sousjacente au niveau de leur interface par un moyen apte à enlever de la matière sélectivement.
59. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 54, 55, 57 et 58, caractérisé en ce qu'un enlèvement de matière sélectif 20 apte à être mis en oeuvre pour enlever de la matière d'une ou plusieurs couche(s) formée(s) comprend une gravure chimique sélective.
60. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sélectivité de gravure chimique entre les deux 25 matériaux considérés est obtenue par le fait que: - les deux matériaux sont différents; ou - les deux matériaux contiennent des éléments atomiques sensiblement identiques, à l'exception d'au moins un élément atomique; ou - les deux matériaux sont sensiblement identiques, mais au moins un élément atomique dans un matériau a une concentration atomique sensiblement différente de celle du même élément atomique dans l'autre matériau; ou - les deux matériaux ont des densités de porosités différentes.
61. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce en ce qu'il comprend le dopage d'une couche avec au moins un élément atomique de sorte que la sélectivité de la gravure chimique entre le matériau de la couche dopée et le matériau d'au moins une des zones adjacentes à la 10 couche dopée est obtenue par la présence de l'élément de dopage dans la couche dopée.
62. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication 56, caractérisé en ce qu'il comprend une porosification d'une couche afin que celle-ci ait une densité de porosités supérieure à au moins une des zones adjacentes. 15
63. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 54, 55, 57 et 58, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une couche d'arrêt à une attaque mécanique sélective.
64. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'attaque mécanique sélective est mise en oeuvre par un polissage, éventuellement combiné avec une action d'un abrasif et/ou d'une gravure chimique.
65. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 54, 55, 57 et 58, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une couche dans la structure à plusieurs couches (I) plus oxydable que lacouche qui lui est sous jacente de sorte qu'une désoxydation de cette couche oxydée constituerait un enlèvement de matière sélectif de la couche oxydée vis à vis de la couche qui lui est sous-jacente.
66. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des 5 revendications 36 à 65, caractérisé en ce qu'au moins une des formations de couches est réalisée par croissance cristalline.
67. Procédé de réalisation d'une plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 36 à 65, caractérisé en ce qu'il est suivi par la mise en oeuvre d'un 10 procédé de prélèvement de couche utile.
68. Procédé de prélèvement d'une couche utile sur une plaquette donneuse (10) pour être transférée sur un substrat récepteur (5), caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un collage de la plaquette donneuse (10) avec le substrat récepteur (5) du côté de 15 la couche utile à prélever; (b) un détachement de la couche utile comprise dans la structure à plusieurs couches (I) de la plaquette donneuse (10); (c) un recyclage de la plaquette donneuse 10 conformément au procédé selon l'une
des revendications 1 à 35.
69. Procédé de prélèvement de couche utile sur une plaquette donneuse (10) pour être transférée sur un substrat récepteur (5), la structure à plusieurs couches (J) de la plaquette donneuse (10) comprenant une couche d'arrêt d'enlèvement de matière sélectif à mettre en oeuvre lors d'un recyclage après prélèvement selon l'une des 25 revendications 5 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un collage de la plaquette donneuse (10) avec le substrat récepteur (5) du côté de la couche utile à prélever; (b) un détachement de la couche utile de la structure à plusieurs couches (J) du côté opposé au substrat (1) par rapport à la couche d'arrêt; (c) un recyclage de la plaquette donneuse 10 conformément au procédé selon l'une
des revendications 1 à 35.
70. Procédé de prélèvement de couche utile selon l'une des deux revendications 5 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape (a), une formation d'une couche de collage.
71. Procédé de prélèvement de couche utile selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisé en ce que: - il comprend en outre, avant l'étape (a), une formation d'une zone de fragilisation située du côté de la plaquette donneuse (10) opposé au substrat (1) et en ce que: l'étape (b) est mise en oeuvre par un apport d'énergie au niveau de la zone de fragilisation pour détacher de la plaquette donneuse (10) une structure comprenant la couche utile.
72. Procédé de prélèvement de couche utile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la formation de la zone de fragilisation est réalisée par implantation d'espèces atomiques.
73. Procédé de prélèvement de couche utile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les espèces atomiques implantées comprennent au moins en partie de l'hydrogène.
74. Procédé de prélèvement de couche utile selon la revendication 71, caractérisé 25 en ce que la formation de la zone de fragilisation est réalisée par porosification d'une couche.
75. Procédé de prélèvement de couche utile selon l'une des revendications 68 à 74, caractérisé en ce qu'il comprend, après l'étape (b), une étape de finition de la surface de la couche utile au niveau de laquelle a eu lieu le détachement.
76. Procédé de prélèvement de couche utile selon l'une des revendications 68 à 75, caractérisé en ce qu'il est précédé d'un procédé de recyclage selon l'une des
revendications 1 à 35.
77. Procédé de prélèvement de couche utile selon l'une des revendications 68 à 75, 10 caractérisé en ce qu'il est précédé d'un procédé de réalisation d'une plaquette donneuse
(10) selon l'une des revendications 36 à 67.
78. Procédé de prélèvement cyclique de couche utile à partir d'une plaquette donneuse, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en oeuvre d'une succession d'étapes 15 de prélèvement de couche utile, chacune de ces étapes étant conforme au procédé selon
l'une des revendications 68 à 77.
79. Procédé de prélèvement cyclique de couche utile à partir d'une plaquette donneuse, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la mise en oeuvre de la succession 20 d'étapes de prélèvement, une étape de réalisation de la plaquette donneuse par un
procédé selon l'une des revendications 36 à 66.
80. Application d'un procédé de prélèvement cyclique selon l'une des deux revendications précédentes ou d'un procédé de prélèvement selon l'une des 25 revendications 68 à 77, à la réalisation de structure comprenant le substrat récepteur (5) et la couche utile, la couche utile comprenant au moins un des matériaux suivants: du SiGe, du Si, un alliage appartenant à la famille III-V dont la composition est respectivement choisie parmi les combinaisons possibles (Al,Ga,In)-(N,P,As).
81. Application d'un procédé de prélèvement cyclique selon la revendication 78 ou 79 ou d'un procédé de prélèvement selon l'une des revendications 68 à 77, à la réalisation de structure semiconducteur sur isolant, la structure comprenant le substrat récepteur (5) et la couche utile, la couche utile étant au moins une partie de l'épaisseur semiconductrice de la structure.
82. Plaquette donneuse (10) ayant fourni une couche utile par prélèvement, et recyclée ou apte à être recyclée par un procédé selon l'une des revendications 1 à 35, caractérisée en ce qu'elle comprend successivement un substrat (1), et une structure à 10 plusieurs couches (I) ayant fourni la couche utile et ayant après prélèvement une épaisseur suffisante pour comprendre au moins une autre couche utile à fournir.
83. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la structure à plusieurs couches (1) comprend une&couche d'arrêt à un enlèvement de 15 matière sélectif.
84. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la couche d'arrêt a une épaisseur suffisante pour comprendre une couche utile prélevable après la mise en oeuvre d'un enlèvement de matière sélectif. 20
85. Plaquette donneuse (10) selon la revendication 82, caractérisée en ce que la couche d'arrêt est contrainte élastiquement d'avoir un paramètre de maille voisin du paramètre de maille des zones adjacentes, de sorte que la première couche (2) ne perturbe sensiblement pas la structure cristallographique de ces zones adjacentes. 25
86. Plaquette donneuse (10) selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enlèvement de matière sélectif comprend une gravure chimique sélective, et en ce que la sélectivité de gravure chimique entre deux matériaux est obtenue par le fait que: - les deux matériaux sont différents; ou - les deux matériaux contiennent des éléments atomiques sensiblement identiques, à l'exception d'au moins un élément atomique; ou - les deux matériaux sont sensiblement identiques, mais au moins un élément atomique dans un matériau a une concentration atomique sensiblement différente de celle du même élément atomique dans l'autre matériau; ou - les deux matériaux ont des densités de porosités différentes.
87. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 83 à 85, caractérisée en ce que l'enlèvement de matière sélectif comprend une attaque mécanique sélective. 10
88. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 83 à 85, caractérisée en ce que la structure à plusieurs couches (I) comprend une couche d'oxyde, et que l'enlèvement de matière sélectif comprend l'enlèvement d'oxyde, la matière à enlever étant la couche d'oxyde qui est ainsi sacrificielle. 15
89. Plaquette donneuse (10) selon l'une des six revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure à plusieurs couches (J) comprend plusieurs couches d'arrêt d'enlèvement de matière sélectif.
90. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 82 à 89, caractérisée en ce que le substrat (1) comprend un substrat support et une structure tampon comprenant une couche tampon, la structure tampon étant située entre le substrat support et la structure à plusieurs couches (J).
91. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la couche tampon est en matériau semi conducteur à composition chimique constante et en désaccord de maille avec le substrat support, et en ce qu'elle confine des défauts cristallographiques, afin de relâcher au niveau de son interface avec la structure à plusieurs couches (I) des contraintes élastiques. 30
92. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la couche tampon est en Si, SiGe, Ge ou en matériau nitruré.
93. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce 5 que la structure à plusieurs couches (J) comprend au moins un des matériaux suivants: Si contraint élastiquement, SiGe, Ge ou matériau nitruré.
94. Plaquette donneuse (10) selon la revendication 90, caractérisée en ce que la couche tampon a son paramètre de maille évoluant sensiblement en épaisseur entre le 10 paramètre de maille du substrat support et un autre paramètre de maille sensiblement différent du paramètre de maille du substrat support.
95. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 90 à 94, caractérisée en ce que la structure tampon du substrat comprend en outre une couche additionnelle sur 1 5 la couche tampon, la couche additionnelle ayant: - une épaisseur suffisamment importante pour confiner des défauts; et/ou - un paramètre de maille en surface sensiblement différent de celui du substrat support.
96. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 90 à 95, caractérisée en ce que la structure tampon a une composition qui comprend un alliage atomique appartenant à une des familles d'alliages atomiques suivantes: * famille IV-IV; * famille II-V; * famille 1I-VI; cet alliage étant de type binaire, ternaire, quaternaire ou de degré supérieur.
97. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 82 à 89, caractérisée en ce que le substrat (1) comprend: - dans une première configuration: V un substrat support constitué de Si; A une structure tampon comprenant une couche tampon en SiGe avec une concentration de Ge croissant en épaisseur et une couche en SiGe relaxé par la couche tampon; ou - dans une deuxième configuration: les mêmes couches et les mêmes matériaux que ceux de la première configuration, avec la couche tampon ayant une concentration de Ge croissant en épaisseur entre environ 0 % et environ 100 % et avec la couche en SiGe relaxé par la couche tampon ayant une concentration en Si 10 sensiblement nulle; ou - dans une troisième configuration: / du Si au moins sur la partie interfacée avec la structure à plusieurs couches (J) ; ou - dans une quatrième configuration: un substrat support comprenant de l'AsGa au niveau de son interface avec la structure tampon; une structure tampon comprenant une couche tampon comprenant un alliage atomique appartenant à la famille JII-V de type ternaire ou de degré supérieur, dont la composition est respectivement choisie parmi les 20 combinaisons possibles (Al,GaIn)-(N,P,As), et au moins deux éléments choisis parmi la famille III ou au moins deux éléments choisis parmi la famille V, ces deux éléments ayant une concentration évoluant graduellement dans l'épaisseur de la couche tampon; ou - dans une cinquième configuration: les mêmes couches et les mêmes matériaux 25 que ceux de la troisième configuration, avec une structure tampon ayant en outre, au voisinage de la face opposée à son interface avec le substrat support, un paramètre de maille voisin de celui de l'InP.
- dans une sixième configuration: / un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; une structure tampon constituée: * d'une couche tampon en AI, Gal-, N, avec x variant de 0 à 1 à partir de l'interface avec le substrat support; * éventuellement d'une couche additionnelle en GaN; dans une septième configuration: un substrat support en saphir ou en SiC ou en Si; éventuellement une couche de GaN; / un masque; V une couche tampon en GaN. 10
98. Plaquette donneuse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la structure à plusieurs couches (D) avant prélèvement comprend: - dans la première configuration, du SiGe et/ou du Si contraint élastiquement; - dans la deuxième configuration, du SiGe contraint élastiquement et/ou du Si; 15 - dans la troisième configuration, de l'AsGa et/ou du Ge; - dans la quatrième configuration, un alliage appartenant à la famille I1- V; - dans la cinquième configuration, de l'InP.
- dans la sixième configuration, de l'AlN, de l'InN et du GaN; - dans la septième configuration, du GaN et éventuellement d'autres nitrures. 20
99. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 83 à 89 combinée avec la revendication 98, caractérisée en ce que la couche d'arrêt est une couche d'arrêt de gravure chimique sélective qui est constituée: - dans la première configuration: V de deux couches en SiGe sensiblement relaxé élastiquement; et V une couche intermédiaire entre les deux couches en SiGe, constituée: o de Si contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes en SiGe, ou o de SiGe avec une concentration en Ge sensiblement différente de chacune de celles des deux couches adjacentes, et étant contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes; ou o de Si ou de SiGe dopé; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-j acente; ou dans la deuxième configuration: / deux couches de GaAs; 0 une couche en AlGaAs intercalée entre les deux couches de GaAs; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente; ou - dans la troisième configuration: / deux couches en Si sensiblement relaxé élastiquement; et V une couche intermédiaire entre les deux couches en Si, constituée: 1 5 o de SiGe contraint élastiquement à avoir un paramètre de maille voisin de celui des zones adjacentes en Si, ou o deSioudeSiGedopé; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente; ou 20 - dans la cinquième configuration: V de deux couches de InP; V d'une couche de InGaAsP intercalée entre les deux couches de InP; au moins une de ces trois couches étant une couche d'arrêt à une gravure chimique sélective de la couche qui lui est sus-jacente. 25 - dans la sixième configuration: v, une couche d'InN intercalée entre une couche d'AlN et une couche de GaN; - dans la septième configuration: une couche d'InN intercalée entre deux couches de GaN.
100. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 82 à 99, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche comprenant en outre du carbone avec une concentration de carbone dans la couche sensiblement inférieure ou égale à 50 %.
101. Plaquette donneuse (10) selon l'une des revendications 82 à 100, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche comprenant en outre du carbone avec une concentration de carbone dans la couche sensiblement inférieure ou égale à 5 %.
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