FR2914488A1 - Substrat chauffage dope - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une structure (10) destinée à être chauffée comprenant un substrat (11) pour le dépôt en face avant (1) d'une couche utile destinée à recevoir des composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, la structure (10) contenant en outre des éléments dopés qui absorbent des radiations infrarouge de sorte à augmenter substantiellement l'absorption infrarouge par la structure (10) pour que ladite face avant (1) atteigne une température déterminée lorsqu'on apporte à la structure (10) à une puissance infrarouge déterminée, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments dopés ont une activité électrique insuffisante ou une localisation dans la structure, telle qu'ils ne peuvent pas perturber le fonctionnement des composants.L'invention concerne en outre un procédé de réalisation de cette structure et d'un procédé de formation de ladite couche utile en matériau semiconducteur sur la structure.
Description
L'invention se rapporte à un substrat pour le dépôt d'au moins une couche
utile destinée à être utilisée pour la réalisation de composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, ainsi qu'une méthode pour réaliser un tel substrat.
Plus particulièrement, le substrat selon l'invention peut être adapté à la mise en oeuvre d'un dépôt de couche, telle qu'une épitaxie ou une hétéroépitaxie, en matériaux à base de nitrure ù e.g. GaN, AIN, InN, alliages de ces composés (AIGaN, InGaN, ...) ù par un procédé EJM (acronyme de Epitaxie par Jets Moléculaires ), ou tout procédé utilisant un chauffage par rayonnement infrarouge. Ces types de matériaux sont en particulier utilisés pour des applications dans les hautes fréquences. Ces procédés de dépôt de couche nécessitent habituellement un chauffage du substrat afin que sa face avant, arrangée pour faire nucléer la couche utile, atteigne une température égale à une température déterminée par les conditions de dépôt et/ou par d'autres conditions. On peut ainsi vouloir atteindre une température nécessaire à un décapage thermique de la face avant du substrat, i.e. la surface de dépôt. Un tel décapage thermique en face avant peut être nécessaire si des contaminants y sont présents ou si la face avant est recouverte d'une couche de protection. Dans ce dernier cas, une couche de protection en oxyde peut avoir été initialement prévue pour protéger le substrat de détériorations provoquées par un stockage prolongé et/ou par un transport avant dépôt. Pour illustration, la température minimale nécessaire pour un décapage thermique d'une couche d'oxyde en surface d'un substrat en Si ou en pSiC (SiC polycristallin) est typiquement comprise entre environ 700 C et 1200 C, et plus particulièrement de l'ordre de 950 C. Cette température minimale est de l'ordre de 700 C pour le décapage d'un substrat en GaN, 900 C pour un substrat en AIN, 1200 C pour un substrat en saphir (AI2O3).
La source de chauffage utilisée pour amener la face avant du substrat à la température souhaitée est un rayonnement infrarouge qui est reconverti en chaleur lorsqu'il est absorbé par le substrat. Cependant, certains substrats ne sont pas suffisamment absorbants pour atteindre ladite température. Dans ce dernier cas, on trouve par exemple le SiC, 5 le saphir (AI2O3), le GaN, l'AIN ou le ZnO. Il est donc nécessaire de trouver des moyens d'augmenter le pouvoir d'absorption de ces substrats, afin de réussir un bon décapage thermique. Par ailleurs, il est important de prévoir que ces moyens mis en oeuvre ne perturbent pas le fonctionnement des composants à réaliser dans la couche 10 utile à déposer, tel que le fonctionnement à haute fréquence de certains composants. Afin d'augmenter l'absorption infrarouge tout en ne perturbant pas le fonctionnement en particulier haute fréquence des composants, il est connu de prévoir une couche absorbant les infrarouges placée en face arrière du 15 substrat, pour y véhiculer la chaleur (US 2004/0152312, EP 0 449 524, US 5 296 385, WO 2006/082467). Il est ainsi connu d'utiliser des couches absorbantes en a-Si (silicium amorphe) ou en pSi (silicium polycristallin). En choisissant une épaisseur de couche absorbante substantielle et en fournissant suffisamment d'énergie infrarouge, les températures nécessaires au 20 décapage en face avant peuvent alors être atteintes. Cependant, une épaisseur trop importante de la couche absorbante peut entraîner des phénomènes de flèche voire des fissures dans la couche absorbante ou dans le substrat s'il existe une incompatibilité thermique (par exemple par différence de coefficients de dilatation thermique) ou structurelle 25 (par exemple par différence de paramètres de maille) entre les matériaux utilisés pour la couche absorbante et pour le substrat. Dans certains cas, on est ainsi contraint de limiter l'épaisseur de la couche absorbante pour éviter ces phénomènes de telle sorte que la température nécessaire à un bon décapage thermique ne puisse être atteinte. 30 Par ailleurs, l'énergie infrarouge assurant le chauffage du substrat peut conduire à des excès en termes de coûts économiques si l'énergie nécessaire est trop grande et/ou si des fours fonctionnant à forte puissance doivent être utilisés. Il existe donc un besoin de limiter les coûts d'un décapage thermique 5 efficace, tout en garantissant un bon fonctionnement des composants à réaliser à partir de la couche utile à déposer. Afin d'atteindre notamment cet objectif et de résoudre lesdits problèmes, l'invention propose, selon un premier aspect, une structure destinée à être chauffée comprenant un substrat pour le dépôt en face avant d'une couche utile 10 destinée à recevoir des composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, la structure contenant en outre des éléments dopés qui absorbent des radiations infrarouge de sorte à augmenter substantiellement l'absorption infrarouge par la structure pour que ladite face avant atteigne une température déterminée lorsqu'on apporte à la structure à une puissance 15 infrarouge déterminée, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments dopés ont une activité électrique insuffisante ou une localisation dans la structure, telle qu'ils ne peuvent pas perturber le fonctionnement des composants. D'autres caractéristiques optionnelles de cette structure sont : 20 - le substrat a une rugosité en face arrière appropriée pour augmenter l'absorption infrarouge et donc le chauffage de la structure ; - la face arrière a une rugosité d'au moins 50 nanomètres - mesurée par une méthode de profilométrie mécanique avec un appareil KLA-Tencor P15 ou profilométrie optique ; 25 - le substrat est un matériau massif monocristallin en SiC, AIN, AI2O3, ZnO, GaN ; - en variante, le substrat comprend un substrat support en matériau essentiellement transparent auxdites radiations, et le substrat support contient des éléments dopants aptes à absorber lesdites radiations ; les composants à 30 réaliser dans la couche utile pouvant fonctionner à hautes fréquences, au moins une partie des espèces dopantes peuvent être électriquement actives et avoir une concentration décroissante en éloignement de la face arrière du substrat de sorte à ne pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants ; alternativement, les composants à réaliser dans la couche utile pouvant fonctionner à hautes fréquences, au moins une partie des éléments dopants contenus dans le substrat support peuvent être électriquement active et localisée dans une zone arrière du substrat support de sorte à être suffisamment éloignée de la couche utile à réaliser pour ne pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants ; alternativement, les composants à réaliser dans la couche utile pouvant fonctionner à hautes fréquences, ledit substrat peut comprendre en outre une ou plusieurs couches intermédiaires entre le substrat support et la face avant dudit substrat, la ou les couches intermédiaires ayant une épaisseur totale suffisante pour qu'un dopage, par des éléments dopants au moins en partie électriquement actifs répartis sur toute l'épaisseur du substrat support, ne puisse pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants ; le substrat support peut être en un matériau massif choisi parmi : SiC polycristallin, AIN polycristallin, AI2O3, le diamant, et la ou les couches intermédiaires peuvent comprendre une couche germe en surface constituée de un ou plusieurs des matériaux monocristallins suivants : Si, SiC, Ge, ZnO, GaAs, saphir, alliage semiconducteur comprenant au moins un élément du groupe III et/ou au moins un élément du groupe V ; au moins une partie des éléments dopants du substrat support peut être non active électriquement ; - la structure qu'elle comprend en outre une couche absorbante sur la face arrière du substrat réalisée en un matériau absorbant des radiations infrarouges et avec une épaisseur déterminée de sorte à augmenter le chauffage de la structure d'une valeur déterminée ; la structure peut comprendre en outre une couche absorbante sur la face arrière du substrat réalisée en un matériau absorbant des radiations infrarouges, avec une épaisseur déterminée et une rugosité de surface déterminée de sorte à augmenter le chauffage de la structure d'une valeur déterminée ; le matériau constituant la couche absorbante peut avoir un coefficient de dilatation thermique différent du matériau du substrat, et l'épaisseur de la couche absorbante peut être inférieure à une épaisseur maximum au-delà de laquelle une flèche de la structure pourrait apparaître aux températures considérées ; la couche absorbante peut être dopée avec des éléments dopants aptes à augmenter l'absorption des radiations infrarouges par la couche absorbante ; les éléments dopants sont au moins en partie non actifs électriquement et/ou le substrat peut être non dopé ; la couche absorbante peut être réalisée dans un ou plusieurs des matériaux suivants: Si ; Mb ; Ta ; Ti ; W ; un alliage III/V non transparent tel que l'InP, GaAs ; pSiC dopé ; pAIN dopé ; AI2O3 dopé ; SiO2 dopé ; Si3N4 dopé ; SiC amorphe dopé ; diamant dopé ; AIN dopé ; le substrat peut être en Si sur pSiC et la couche absorbante en SiC dopé avec des éléments absorbant les infrarouges et ayant une épaisseur d'au moins un micromètre et d'au moins 50 nanomètres de rugosité en face arrière ; - la structure est rendue suffisamment absorbante pour que sa face avant atteigne une température suffisante pour subir un décapage thermique ; la température déterminée peut être comprise entre 700 C et 1200 C. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de réalisation d'une structure destinée à être chauffée pour le dépôt en face avant d'une couche utile destinée à recevoir des composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, la structure comprenant un substrat présentant ladite face avant, le procédé comprenant un dopage de la structure avec des éléments dopants qui absorbent des radiations infrarouge de sorte à augmenter substantiellement l'absorption infrarouge par la structure, caractérisé en ce que le dopage est mis en oeuvre de sorte qu'au moins une partie des éléments dopés ont une activité électrique insuffisante ou une localisation dans la structure, telle qu'ils ne peuvent pas perturber le fonctionnement des composants.
D'autres caractéristiques optionnelles de ce procédé sont : - le procédé comprend en outre la fabrication de la structure, et le dopage est mis en oeuvre au moment de la fabrication de la structure ; - le procédé comprend en outre une étape de rectification de rugosité pour que la face arrière du substrat ait une rugosité apte à modifier les propriétés 5 absorbantes dans l'infrarouge de la structure ; - les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnant à hautes fréquences, ledit dopage est mis en oeuvre de sorte qu'au moins une partie des espèces dopantes sont électriquement actives et ont une concentration décroissante en éloignement de la face arrière du substrat ; 10 - en variante, les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnant à hautes fréquences, ledit dopage est mis en oeuvre pour qu'au moins une partie des espèces dopantes soit électriquement active et localisée dans une zone arrière du substrat de sorte à être suffisamment éloignées de la couche utile à réaliser pour ne pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des 15 composants ; - en variante, les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnant à hautes fréquences, en ce qu'il comprend en outre la réalisation du substrat en formant une ou plusieurs couches intermédiaires sur un substrat support du côté de la face avant, la ou les couches intermédiaires ayant une épaisseur 20 totale suffisante pour qu'un dopage avec des éléments au moins en partie électriquement actif sur toute l'épaisseur du substrat support ne puisse pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants, et en ce qu'il comprend le dopage du substrat support sur toute son épaisseur ; - au moins une partie des éléments dopants utilisés lors du dopage du substrat 25 sont non actifs électriquement ; - le procédé comprend en outre la formation d'une couche absorbante en face arrière du substrat avec un matériau absorbant des radiations infrarouges ; le procédé peut comprendre un dopage de la couche absorbante avec des éléments dopants aptes à augmenter l'absorption infrarouge de la couche 30 absorbante ; les éléments dopants peuvent être au moins en partie non actifs électriquement ; le procédé peut comprendre en outre une étape de rectification de rugosité pour que la couche absorbante ait une rugosité apte à augmenter ses propriétés absorbantes dans l'infrarouge. Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de formation d'une couche utile destinée à être utilisée pour la réalisation de composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) réaliser une structure destinée à être chauffée correspondant audit procédé de réalisation d'une structure ; (b) émettre lesdites radiations infrarouges afin que la face avant du substrat atteigne une température déterminée in situ, dans une chambre de dépôt (c) déposer la couche utile en face avant du substrat dans la chambre de dépôt.
D'autres caractéristiques optionnelles de ce dernier procédé de formation d'une couche utile sont : - l'étape (b) est mise en oeuvre de sorte que la température déterminée puisse conduire à un décapage thermique de ladite face avant in situ, dans la chambre de dépôt de la couche utile ; - le procédé comprend en outre, avant l'étape (b), une formation d'une couche de protection en face avant dudit substrat, et en ce que l'étape (b) est mise en oeuvre de sorte à décaper thermiquement cette couche de protection in situ, dans la chambre de dépôt de la couche utile ; ladite couche de protection peut être en oxyde de silicium, et ladite température déterminée comprise entre 900 C et 1200 C ; - l'étape (c) est mise en oeuvre par EJM. D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, non limitative, illustrée par les figures suivantes : La figure 1 représente une structure selon l'invention comprenant un substrat en matériau massif. La figure 2 représente une structure selon l'invention comprenant un substrat composite. La figure 3 représente une structure selon l'invention comprenant un autre 5 substrat composite. La figure 1 montre une structure 10 pour le dépôt, telle qu'une croissance cristalline, d'éléments atomiques. Ces éléments atomiques peuvent en particulier comprendre un matériau semi-conducteur ou cristallin, tel que par exemple un semiconducteur nitrure, pour former par exemple un alliage 10 comprenant au moins un élément atomique de la colonne III et un élément azote tel que InN, GaN, AIN, InGaN ou des composés de ces différents éléments. Ce dépôt aura lieu sur la face avant 1 de la structure 10. Cette face avant 1 peut être en particulier adaptée à l'épitaxie ( epi-ready ), signifiant qu'elle a une surface préparée pour la prochaine nucléation. 15 La structure 10 est composée ici de deux parties : - un substrat 11 pour le dépôt ultérieur, ce substrat ayant une face avant 1 pouvant être par exemple adaptée à la nucléation ultérieure des éléments à déposer lors d'une croissance cristalline ; - une couche absorbante 12 formée à partir de la face arrière 2 du substrat 20 11, et réalisée en un matériau absorbant des radiations infrarouges ù la face arrière 2 étant, de façon logique, la face du substrat 11 opposée à la face avant 1. En référence à la figure 1, le substrat 11 peut être en matériau massif monocristallin, tel qu'un SiC, un saphir, un AIN, un GaN, un ZnO, qui sont des 25 matériaux adaptés à la croissance cristalline. Selon une première variante et en référence à la figure 2, le substrat 11 est composé d'un substrat support 14, par exemple un SiC massif ou un saphir massif, et au moins une couche avant 13 réalisée en un matériau semi- conducteur choisi pour recevoir et faire nucléer sur sa face avant 1 durant une 30 croissance cristalline. En particulier, son paramètre de maille et sa qualité cristalline peuvent être soigneusement choisis pour déposer ultérieurement une couche utile qui aura une contrainte choisie et une faible densité de défauts. Le substrat support 14 peut être réalisé en un matériau choisi parmi le SiC polycristallin ou monocristallin, le AIN polycristallin ou monocristallin, le saphir, le ZnO, le GaN, et le diamant. La couche avant 13 peut être réalisée en un matériau choisi parmi le Si monocristallin, le SiC monocristallin, Ge, ZnO, GaAs, saphir, ou un alliage semiconducteur comprenant au moins un élément du groupe III et/ou au moins un élément du groupe V tel que du GaN, du AIN, du InN, du InGaN, ou du AIGaN. Dans le cas où la couche germe 13 est en silicium, on choisira préférentiellement pour cette couche avant du Si ayant une faible teneur en oxygène et une haute résistivité, et de façon encore plus préférée, du silicium FZ car le procédé de fabrication floating zone permet d'otenir un Si plus pur, plus résistif et donc permet de mieux limiter d'éventuelles pertes RF. La couche avant 13 peut être réalisée par épitaxie à partir du substrat support 14, ou par collage avec le substrat support 14 en utilisant une technique de transfert de couche. On peut ainsi employer la technique Smart CutTM, dont on pourra par exemple trouver une description dans Silicon-On- Insulator Technology : Materials to VLSI, 2nd Edition de Jean-Pierre Colinge (Kluwer Academic Publishers, p.50 et 51). Selon une deuxième variante et en référence à la figure 3, le substrat 11 est composé d'un substrat support 14, par exemple réalisé en poly SiC ou saphir, d'une couche avant 13 pour recevoir les éléments à déposer sur sa face avant 1 et d'une couche intermédiaire enterrée 16 entre la couche avant 13 et le substrat support 14. La couche enterrée 16 peut être faite d'un diélectrique ou de tout autre matériau permettant de coller la couche avant 13 avec le substrat support 14, tel qu'un oxyde de silicium (SiO2), du silicium amorphe ou polycristallin, un nitrure de silicium (Si3N4), un oxynitrure de silicium (SiXOyNZ), un diamant, du SiC amorphe ou polycristallin, un AIN amorphe ou polycristallin. Les matériaux choisis pour le substrat support 14 et pour la couche avant 13 peuvent être identiques à ceux choisis dans le mode de réalisation selon la 5 figure 2. La couche avant 13 et la couche enterrée 16 peuvent être réalisées par collage avec le substrat support 14 en utilisant une technique de transfert de couche, la couche à enterrer 16 étant formée sur l'une et/ou l'autre des surfaces à coller. On peut employer en particulier la technique de transfert 10 appelée Smart CutTM, bien connue de l'homme du métier, mise en oeuvre par la société SOITEC. Quelle que soit la nature du substrat 11, une couche absorbante 12 est réalisée en face arrière 2 du substrat 11, en un matériau absorbant les radiations infrarouges. 15 Ce matériau absorbant 12 peut être réalisé en un matériau non métallique, en particulier en silicium polycristallin ou amorphe. Le silicium amorphe ou polycristallin est un matériau particulièrement absorbant dans l'infrarouge. Cet état polycristallin ou amorphe peut être obtenu en mettant en oeuvre 20 des techniques d'épitaxie connues telles que la LPCVD (acronyme anglo-saxon de Low Pressure Chemical Vapor Deposition ) ou PECVD (acronyme anglo-saxon de Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) à basse température (typiquement inférieure à 600 C). Le a-Si est réalisé typiquement autour de 580 C, et le pSi autour de 620 C. 25 De plus, une couche absorbante 12 de silicium suffisamment épaisse (c'est-à-dire plus d'environ 1 pm d'épaisseur) peut être facilement réalisée, ce qui permet un bon chauffage de la structure 10 par radiation infrarouge. En variante, le silicium polycristallin peut être préféré car il est compatible avec les traitements chimiques et de nettoyages habituellement utilisés. De 30 plus, sa résistance à la température lui permet d'être stable pendant le processus d'épitaxie. Il est aussi intéressant de noter qu'il ne désorbe pas même sous un ultra vide nécessaire à une épitaxie de type EJM. D'autres matériaux absorbants peuvent être utilisés tels que le Ge, le Si monocristallin, et un alliage III/V non transparent tel que l'InP, GaAs qui peuvent être déposés par une technologie et une qualité à bas coût. Un avantage procuré par ces matériaux réside en ce que leur utilisation diminue les risques de contamination de la face avant 1 quand elle est constituée dans ce même matériau (mais de meilleure qualité pour la nucléation). De plus, dans le cas où l'on veut mesurer la température atteinte par la structure 10, l'émissivité infrarouge de la structure 10 mesurée par pyrométrie sera identique en face arrière 2 et en face avant 1, ce qui évitera des risques d'une prise de température erronée. D'autres matériaux principalement transparents peuvent être aussi utilisés s'ils sont dopés par des éléments conducteurs, c'est le cas du pSiC, pAIN, 15 AI2O3, SiO2, Si3N4, SiC amorphe, le diamant, AIN. De plus on peut utiliser les métaux Molybdène, Tantale, Titane, Tungstène, et un empilement de Silicium / Tungstène pour une adhérence optimale entre la face 2 et le métal, ces métaux pouvant être déposés par IBS (acronyme anglo-saxon de Ion Beam Sputering). Ces métaux ne sont en effet 20 pas sujets à évaporation, même à des températures autour de 1200 C. Ils peuvent éventuellement être éliminés, après épitaxie, par gravure humide, sans attaquer la couche utile en GaN par exemple, pour ne pas perturber le fonctionnement ultérieur du dispositif réalisé dans cette couche utile. C'est ainsi que la couche absorbante 12 permet un chauffage de la 25 structure 10 par infrarouge, pour nettoyer la face avant 1, puis éventuellement réaliser le dépôt avec chauffage par infrarouge d'une couche utile sur cette structure 10. Cette couche absorbante 12 est spécialement utile lorsque le substrat 11 est réalisé en un matériau massif au moins partiellement transparent aux infrarouges tel qu'un SiC massif ou un saphir massif (en 30 référence à la figure 1), ou lorsque le substrat 11 est une structure composite (en référence aux figures 2 et 3) composée d'un substrat support 14 au moins partiellement transparent aux infrarouges et d'une couche avant 13 pas suffisamment épaisse pour assurer le chauffage de la structure 10 par absorption dans l'infrarouge.
La couche absorbante 12 est formée en face arrière 2 du substrat 11 pendant ou après la formation du substrat 11. Par exemple, si le substrat 11 est composé d'un substrat support 14 et d'une couche avant 13, la couche avant 13 ayant été transférée sur le substrat support 14 par exemple par une technique du type Smart CutTM, la couche absorbante 12 peut être formée avant ou après le transfert de la couche avant 13. Selon l'invention, la nature, l'épaisseur, et la rugosité de la couche absorbante 12 et/ou du substrat 11 sont contrôlées. Il est à noter que plus la surface de la couche absorbante 12 est rugueuse, moins la quantité d'infrarouge s'y réfléchissant est importante et plus la couche absorbante 12 en absorbe. En conséquence, plus la couche absorbante 12 est rugueuse, et plus le substrat 11 est chauffé. La rugosité souhaitée peut être atteinte par une étape de rectification par rugosification chimique et/ou mécanique tel qu'un polissage avec un grain 20 grossier. Cette rectification peut être effectuée directement sur la couche absorbante 12 et/ou sur la face arrière 2 du substrat 11 avant la formation de la couche absorbante 12. En effet, dans ce dernier cas, la rugosité de la couche absorbante 12 25 reproduit le profil de rugosité de la face arrière 2 du substrat 11, en le lissant ou en l'accentuant éventuellement un peu. Par exemple, une couche 12 de a-Si de 3 pm d'épaisseur, déposée sur une surface présentant une rugosité de 80 nm (mesurée par une méthode de profilométrie mécanique avec l'appareil KLATencor P15 ou profilométrie optique) peut présenter un décalage de sa rugosité 30 de surface de + ou ù 10 nm par rapport aux 80 nm.
On pourra ainsi par exemple choisir des rugosités pour la face arrière 2 supérieures à une rugosité correspondant à un poli-miroir (inférieur ou égal à 40 nm), notamment supérieur à 50 nm, en particulier autour de 80 nm ou 120 nm ou 200 nm donnant des résultats substantiels sur la diminution de l'épaisseur de la couche absorbante 12 ou de la puissance de chauffage nécessaire. La rugosité n'est toutefois pas limitée à 200 nm mais à une rugosité maximale possible d'obtenir sur le matériau considéré. Ainsi, en contrôlant la rugosité de la face arrière 2 du substrat 11, il est possible de contrôler la rugosité de la couche absorbante 12.
L'épaisseur de la couche absorbante 12 est quant à elle préférentiellement supérieure à environ 0,1 pm, jusqu'à atteindre environ 5 pm. L'homme du métier pourra cependant augmenter l'épaisseur au-dessus de 5pm s'il souhaite augmenter la température en face avant 1 et si les différentiels de CTE et de paramètres de maille le permettent ou bien diminuer la puissance de chauffage. Par exemple, pour obtenir une température en face avant 1 de l'ordre de 700 C, on peut choisir un substrat 11 en Si monocristallin (autour de 0,5 micromètre d'épaisseur) en face avant 1 sur un substrat support en pSiC, et une couche absorbante 12 en face arrière du pSiC de 1 micromètre d'épaisseur et d'environ 50 nm de rugosité. En contrôlant la rugosité du substrat 11, il est donc possible de déterminer l'épaisseur de la couche absorbante 12 pour obtenir une quantité de chaleur produite déterminée, si on chauffe le filament d'un four à rayonnement infrarouge avec une puissance déterminée.
Similairement, en contrôlant la rugosité et l'épaisseur de la couche, tout en restant dans les limites des contraintes physiques, on peut diminuer la puissance de chauffage nécessaire pour obtenir précisément la température souhaitée en face avant 1(à 100 C près). Un avantage qui peut être trouvé lorsqu'on contrôle la rugosité de la face 30 arrière 2 du substrat 11 plutôt que celle de la couche absorbante 12, est que les spécifications de rugosité peuvent être prises en compte tout au début du procédé de fabrication de la structure 10, et sur du matériau massif. En effet, que le substrat 11 soit totalement massif (figure 1) ou partiellement massif (figures 2 et 3), la face arrière 2 peut être celle d'une plaquette en matériau massif. Or, les fabricants de telles plaquettes mettent habituellement en oeuvre un polissage post-fabrication selon les spécifications du client principalement pour réduire la déformation initiale de la plaquette produite. Ce polissage peut donc à ce moment-là être mis en oeuvre selon les spécifications de rugosité déterminées pour la face arrière 2, sans augmenter pour autant le coût de la plaquette. On peut donc ainsi spécifier précisément une rugosité de la face arrière 2 sans influer outre mesure sur le coût du produit. Et la structure 10 finale sera améliorée par rapport à l'état de la technique, étant donné que des températures identiques peuvent être atteintes avec : 15 - une couche absorbante 12 plus mince, et/ou - une puissance infrarouge fournie moins importante. Dans ce deuxième cas, on pourra en particulier utiliser des fours ou réacteurs moins puissants. Dans tous les cas, l'invention permet de faire des économies de coûts et 20 d'énergie. La structure 10 permet aussi d'atteindre des températures plus élevées que celles del'état de la technique, en utilisant pourtant une épaisseur de couche absorbante 12 et une puissance infrarouge similaires. L'invention permet donc d'augmenter l'efficacité du chauffage. 25 Un autre avantage de l'invention peut être trouvé lorsque l'épaisseur de la couche absorbante 12 est limitée à une épaisseur maximum pouvant provoquer l'apparition d'une flèche voire de fissures du fait d'une trop grande différence de CTE (Coefficient d'Expansion Thermique) avec le substrat 11 . Une augmentation de la rugosité de la couche absorbante 12 selon l'invention 30 permet en effet d'atteindre les performances thermiques voulues (lorsqu'on la soumet aux radiations infrarouges) tout en conservant une épaisseur de couche 12 inférieure ou égale à l'épaisseur maximum. Certains substrats rugosifiés selon l'invention peuvent ainsi être décapés efficacement en face avant 1 tout en ne présentant pas de contraintes thermiques préjudiciables, ce qui ne pouvait être le cas en l'absence de rugosités. Dans ces cas où l'épaisseur est limitée du fait de contraintes physiques, une augmentation de la rugosité de la couche absorbante 12 permet d'atteindre les performances thermiques voulues (lorsqu'on la soumet aux radiations infrarouges) qui ne pouvaient pas être atteintes en l'absence de rugosité.
Pour illustrer l'influence de la rugosité sur le coefficient d'absorption de la couche absorbante 12, on peut prendre un premier exemple d'une structure 10 de type SopSiC (comprenant un substrat support 14 en pSiC et une couche avant 13 en Si monocristallin), subissant un rayonnement infrarouge correspondant au chauffage d'un filament de four à 1500 W, qui atteint une même température de 950 C en face avant 1 s'il est muni d'une couche absorbante 12 en a-Si ayant une épaisseur de: - 6 micromètres si la face arrière 2 du SopSiC est polie de façon poli miroir (rugosité 20 nm) ; - 3 micromètres si la face arrière du SopSiC présente une rugosité de 20 l'ordre de 80 nm Un autre avantage à la présence d'une couche absorbante 12 en face arrière 2 réside en ce qu'elle peut contribuer, selon son état de contrainte et son coefficient de dilatation thermique, à diminuer par compensation l'intensité de la flèche qui se forme dans la structure suite à la croissance d'une couche utile en 25 un ou plusieurs matériau(x) ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du substrat 11 û e.g. le pSi a un coefficient de dilatation thermique plus faible que le pSiC et diminue la déformation de celui-ci lors d'une épitaxie d'une couche utile en GaN au plus grand coefficient de dilatation que le pSiC. On peut là encore jouer sur la rugosité pour atteindre une épaisseur de couche 30 absorbante 12 déterminée permettant une telle compensation tout en atteignant la température de substrat 11 souhaitée. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le substrat 11 est une structure composite comprenant un substrat support 14 au moins partiellement transparent aux infrarouges. Un dopage du substrat support 14 avec des espèces dopantes absorbant les longueurs d'onde choisies est ici réalisé pour le rendre plus absorbant. On pourra alors diminuer voire supprimer l'épaisseur de la couche absorbante 12, cette dernière étant intrinsèque ou dopée. Ce substrat 11 comprend avantageusement une rugosité selon l'invention 10 telle que encore plus de radiations infrarouges soient absorbées pour que sa face avant 1 atteigne une température désirée. En dopant ce substrat support 14, il existe cependant un risque de diffusion par évaporation lors du ou des traitements thermiques employés, tels qu'un traitement thermique de décapage d'une couche recouvrant la face avant 15 du substrat 11. Le risque de diffusion par évaporation peut être évité en choisissant un élément dopant ayant une faible énergie de diffusion, c'est à dire dont la température d'activation de la diffusion est supérieure à la température employée. 20 Un dopage du pSiC par exemple au bore, phosphore, aluminium, azote ou autre(s) élément(s) du groupe III et V dans une plage de 1016 à 1020 at/cm3 ou de 1016 à 1018 at/cm3, sans couche absorbante, devrait permettre d'atteindre une température de 1100-1200 C. Optionnellement, une couche de collage en SiO2 ou Si3N4 correspondant à 25 ladite couche enterrée 16 (voir figure 3) est prévue pour constituer une barrière à la diffusion des dopants, même à haute température, dans la couche avant 13 ou dans la couche utile à déposer sur la couche avant 13. Optionnellement, le dopage est effectué sous la forme d'un gradient de concentration d'éléments dopants de façon à présenter une plus forte 30 concentration dans la partie arrière du substrat support 14.
Des pertes RF dans des applications de puissance, qui proviendraient de la proximité d'éléments dopants électriquement actifs avec l'interface substrat support 14 û couche avant 13, et donc une proximité avec la face avant 1, seraient ainsi minimisées.
Par exemple, pour un substrat support 14 d'un diamètre de quatre pouces et d'une épaisseur de 500 micromètres, un dopage sur une épaisseur de 100 à 400 micromètres dans la partie arrière permettrait d'éviter les pertes RF. Ainsi, le dopage peut être contrôlé pour que, selon la taille du dispositif, sa fréquence d'utilisation et son éloignement de la partie dopée, les performances des composants à réaliser dans une couche utile déposée en face avant 1 de la structure 10 restent inchangées malgré la présence de ces espèces dopantes. Optionnellement, une structure en couche 13 comprise entre le substrat support 14 et la couche utile est prévue suffisamment épaisse pour que les espèces dopantes du substrat support 14 n'atténuent pas les performances des composants - i.e. pour que les pertes RF dues aux espèces dopantes soient négligeables. Le dopage dans l'ensemble du substrat support 14 est alors rendu possible, tout en évitant les pertes RF. Par ailleurs, l'obtention du substrat dopé est rendue plus aisée, le dopant 20 pouvant être maintenant incorporé lors de la première fabrication. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, la couche absorbante 12 est dopée avec des espèces dopantes qui absorbent les longueurs d'onde choisies pour le chauffage du substrat 11. Ce type de dopage permet d'augmenter le coefficient d'absorption de la 25 couche absorbante 12 pour un matériau déterminé. Ce type de dopage permet aussi de diminuer l'épaisseur de la couche absorbante 12 pour un coefficient d'absorption déterminé. Comme vu précédemment pour le premier mode de réalisation selon l'invention, ceci permet d'atteindre des températures plus élevées du substrat 11 dans le cas où 30 l'épaisseur de la couche absorbante 12 doit rester égale ou inférieure à une épaisseur maximale. Ce type de dopage peut permettre aussi d'utiliser de nouveaux matériaux, de nature intrinsèquement transparente par exemple, de façon similaire à ce qui a été vu pour le premier mode de réalisation de l'invention. En particulier, il permet d'utiliser des matériaux pour la couche absorbante 12 ayant un CTE proche voire identique de celui (de ceux) du substrat 11 et d'éviter la formation d'une flèche lors de son dépôt. Il est par exemple avantageux de déposer une couche absorbante 12 rugueuse en SiC dopé sur la face arrière d'un substrat de SiC non dopé ou d'un substrat de type SopSiC. Par exemple une couche absorbante 12 de un micromètre avec une rugosité en face arrière de 50 nm permet d'augmenter le pouvoir d'absorption de la structure 10, et donc la température en face avant 1. Le matériau de la couche absorbante 12 peut être aussi choisi pour présenter un CTE qui permet de compenser la flèche qui se forme lors du dépôt 15 de la couche utile. Le dopage du SiC peut être effectué par tout élément du groupe III et V dans une plage de 1016 à 1020 at/cm3. Le dopage peut être effectué au cours du dépôt de la couche absorbante 12 ou par implantation après qu'elle a été déposée. 20 Dans le cas où la rugosité et l'épaisseur de la couche absorbante 12 sont limitées par des contraintes physiques - e.g. qualité du dépôt et/ou contraintes de dilatation thermique - et que, de ce fait, la température souhaitée ne peut pas être atteinte dans la structure, le dopage de la couche absorbante 12, réalisée dans un matériau déjà absorbant, peut être effectué en complément. 25 Le dopage du substrat 11 peut également être envisagé selon les applications souhaitées. Selon un quatrième mode de réalisation, la structure 10 comporte un dopage obtenu par des éléments dopants non électriquement actifs, tels que le vanadium, l'oxygène, le soufre et le sélénium pour un matériau en SiC. 30 Le dopage peut être envisagé dans une plage de 1015 à 1020 at/cm3.
Le dopage peut être réalisé, selon la composition de la structure 10, dans l'ensemble du volume du substrat 11 massif, du substrat support 14 et/ou de la couche germe 13 et/ou de la couche absorbante 12, le dopant pouvant être incorporé lors de la fabrication de ce substrat ou du dépôt de l'éventuelle couche absorbante 12. Ces dopants non électriquement actifs augmentent l'absorption infrarouge par la structure 10 tout en garantissant une très faible perte RF lors d'application dans les hautes fréquences. En particulier, contrairement aux dopants électriquement actifs, ils peuvent être prévus dans tout le volume de la structure 10, y compris à proximité de la face avant 1, pour ces applications RF. Ce type de dopage comporte en outre les mêmes avantages que ceux déjà mentionnés pour le dopage électriquement actif du deuxième et troisième mode de réalisation. En particulier, suite à ce dopage, l'épaisseur de la couche absorbante 12 15 pourra être diminuée voire éliminée. Il est également possible d'effectuer un dopage de la structure 10 par des éléments dopants à la fois électriquement actifs et non électriquement actifs. Par exemple une couche absorbante 12 en SiC dopée par un élément électriquement actif tel que de l'azote à 1018 at/cm3 avec une épaisseur de 5 20 micromètres et d'une rugosité de 120 nm, peut être déposée sur une structure de type SopSiC dont la totalité du substrat 11 en pSiC est dopé par un élément non électriquement actif tel que du vanadium à 1018 at/cm3. De façon similaire, une rugosité adaptée en face arrière de la structure 10, par exemple de 50, 80, 120 et de préférence 200 nanomètres, pourra être 25 réalisée pour minimiser le réfléchissement du rayonnement infrarouge et ainsi contribuer à augmenter la capacité d'absorption de la structure 10, comme discuté dans le premier mode de réalisation. Optionnellement selon l'invention, une couche de protection (non représentée) est formée sur la face avant 1 du substrat 11 par exemple en SiC ou Si, pour protéger la face avant 1 du substrat 11 de contaminants et/ou d'un traitement mis en oeuvre durant les étapes suivantes. Une préparation de la face avant 1 en vue du dépôt ultérieur, peut être réalisée après retrait de cette couche de protection.
Cette couche de protection peut être formée avant ou après la formation de la couche absorbante 12. Elle peut par exemple être utilisée pour protéger la face avant 1 du substrat 11 des éléments de dépôt de la couche absorbante 12 lors de la formation de cette dernière.
Si une oxydation thermique est utilisée, le matériau SiO2 peut être formé sur les deux faces (avant 1 et arrière 2) du substrat 11. La couche de protection est avantageusement enlevée in situ dans la chambre de dépôt avant le dépôt de la couche utile. Le chauffage du substrat 11 pour le dépôt (en soumettant au moins une partie absorbante à des infrarouges) peut aussi servir à évaporer les contaminants, en sus de décaper la surface d'une éventuelle couche de protection in situ, dans la chambre de dépôt avant de la rendre active et éventuellement prête pour une épitaxie. Dans le cas où la couche de protection est en SiO2, une température de 20 900-1200 C est nécessaire. La couche absorbante 12 selon l'invention permet d'augmenter la température de chauffage de la face avant 1 du substrat 11 par rapport aux substrats de l'état de la technique, tout en tenant compte des contraintes physiques. 25 Certains décapages thermiques difficilement envisageables auparavant dans des équipements à chauffage infrarouge sont donc rendus possibles en utilisant une structure 10 selon l'invention. L'épitaxie de la couche utile est alors mise en oeuvre in situ, dans la chambre à chauffage par infrarouge. 30 Exemples de réalisation :
Exemple 1- Dépôt d'une couche absorbante 12 en silicium amorphe ou polycristallin sur un substrat massif 11 en pSiC: - Formation d'une couche de protection de la face avant 1 du substrat 11 par oxydation thermique entre 900 et 1300 C dans un four à pression atmosphérique, sous atmosphère d'oxygène. - Dépôt du silicium, par exemple sur l'ensemble du substrat 11, par LPCVD à 620 C ou seulement sur la face arrière 2 par PECVD, à une température inférieure à 580 C. La couche de silicium peut présenter par exemple une épaisseur de 5 micromètres avec une rugosité de 120 nm. - Si besoin, élimination du silicium en face avant 1 par gravure sélective qui n'affecte pas la couche de protection de la première étape, par exemple par gravure sèche assistée par plasma (RIE) qui permet de graver sélectivement le silicium car elle est inefficace sur le SiO2 ou par gravure chimique de type `spin etching' (HF/HNO3). - Gravure sélective par HF de la couche de protection de SiO2 contaminée par les précédentes étapes. - Formation de l'oxyde par le nettoyage de type RCA (nettoyage de la Radio Corporation of America û pour plus de précisions, voir par exemple l'ouvrage de W. Kern et de D.A. Puotinen, dans RCA Rev.,31, 187 (1970)) pour former une nouvelle couche de protection. - Elimination de la couche d'oxyde par décapage thermique à 1100 C, 25 pendant 30 secondes à 1 minute sous ultra vide, dans la chambre d `épitaxie. - Dépôt de la couche utile de GaN in situ dans la chambre.
Exemple 2- Substrat 11 composite ayant une couche avant 13 en Si (111) sur un substrat support 14 en pSiC : dépôt de la couche absorbante 12 en 30 silicium après collaqe 21 - Formation d'une couche d'oxyde par oxydation thermique entre 800 et 1200 C d'une plaquette, par exemple en Si (111), afin de protéger la plaquette lors d'une implantation ultérieure. -Implantation d'espèces atomiques au travers de la couche d'oxyde à une dose et à une énergie déterminées pour former une zone de fragilisation à une profondeur souhaitée. - Nettoyage de la couche d'oxyde de contaminations dues à l'implantation et préparation de la surface pour le collage avec un substrat support 14 (e.g hydrophilisation, activation superficielle). Il est aussi possible de graver complètement la couche d'oxyde avant de réaliser la préparation de la surface du Si (111) pour le collage. - Collage avec le substrat support 14 dont la surface a été préparée. - Détachement au niveau de la zone de fragilisation en apportant une 15 énergie mécanique et/ou thermique (technique Smart CutTM) -Traitement de stabilisation à haute température qui oxyde la face avant 1 de silicium (111) et qui permet de protéger la face avant 1 lors du dépôt de la couche absorbante 12. Ce traitement conduit à la formation d'une couche de protection de la face avant 1 du substrat 11. 20 - Formation d'une couche absorbante 12 par dépôt de silicium amorphe ou polycristallin en face arrière 2 du substrat support 14 de 5 micromètres avec une rugosité de 120 nm. S'il y a aussi un dépôt sur la face avant 1, gravure possible à ce niveau-là par les techniques vues précédemment. - Gravure sélective par HF de la couche de protection de SiO2. 25 - Formation de l'oxyde par nettoyage de type RCA pour former une nouvelle couche de protection. - Décapage thermique de la couche de protection de la face avant 1 sous ultra vide dans la chambre d'épitaxie - Dépôt de la couche utile de GaN in situ dans la chambre. 30 Exemple 3- Substrat 11 composite comportant une couche avant 13 en Si (111) et un substrat support 14 en pAIN ou autre semiconducteur de nitrure: dépôt de la couche absorbante 12 avant collaqe - Formation d'une couche d'oxyde par oxydation thermique entre 800 et 1200 C d'une plaquette, par exemple en Si (111), afin de protéger la plaquette lors d'une implantation ultérieure. - Implantation d'espèces atomiques au travers de la couche d'oxyde à une dose et à une énergie déterminées pour former une zone de fragilisation à une 10 profondeur souhaitée. - Nettoyage de la couche d'oxyde de contaminations dues à l'implantation et préparation de la surface pour le collage avec un substrat support 14 (e.g hydrophilisation, activation superficielle). Il est aussi possible de graver complètement la couche d'oxyde avant de réaliser la préparation de la surface 15 du Si (111) pour le collage. Par ailleurs : dépôt d'une couche absorbante 12 en silicium amorphe ou polycristallin en face arrière 2 d'un substrat support 14 (épaisseur de 5 micromètres et rugosité de 120 nm). S'il y a aussi un dépôt sur la face avant 1, gravure possible à ce niveau-là par les techniques vues précédemment. 20 - Préparation de la surface du support 14 pour le collage - Collage avec la plaquette de Si (111) - Détachement au niveau de la zone de fragilisation en apportant une énergie mécanique et/ou thermique (technique Smart CutTM) - Traitement de stabilisation à haute température qui oxyde la face avant 1 25 de silicium (111). Ce traitement conduit à la formation d'une couche de protection de la face avant 1 du substrat 11. -Gravure sélective par HF de la couche de protection de SiO2 trop épaisse -Formation de l'oxyde par nettoyage de type RCA pour former une 30 nouvelle fine couche de protection - Décapage thermique de cette couche de protection de la face avant 1 sous ultra vide dans la chambre d'épitaxie -Dépôt de la couche utile de GaN in situ dans la chambre.
Exemple 4- Dépôt d'une couche absorbante 12 métallique sur un substrat 11 en Saphir.
- Formation d'une couche de protection sur la face avant 1 du substrat 11 par dépôt de résine. - Dépôt de la couche métallique absorbante 12 sur la face arrière 2 rugueuse par IBS (Ions Beams Sputtering ) ou par chauffage par effet joule du métal à déposer, jusqu'à obtenir une épaisseur dans une plage de 0.1 à 2 micromètres, de préférence de l'ordre de 1 micromètre. -Nettoyage de la face avant 1 en éliminant la résine par un traitement à 15 l'acétone. - Evaporation des contaminants de surface formés à l'air libre par décapage thermique de la face avant 1 sous ultravide dans la chambre EJM - Epitaxie de la couche utile in situ dans la chambre d'épitaxie -Elimination éventuelle de la couche absorbante 12 métallique arrière par 20 gravure humide. Par exemple, le Molybdène, Tantale, Tungstène, et Silicium / Tungstène peuvent être éliminés par une gravure avec HCI Le Molybdène en particulier peut être éliminé par gravure avec H2O2 ou NH3/H2O2 plus réactif, le Titane et le Tungsten par gravure avec HF. 25 Exemple 5 : structure SopSiC avec un dopaqe non électriquement actif
- Formation d'une couche d'oxyde par oxydation thermique entre 800 et 1200 C d'une plaquette, par exemple en Si (111), afin de protéger la plaquette 30 lors d'une implantation ultérieure. - Implantation d'espèces atomiques au travers de la couche d'oxyde à une dose et à une énergie déterminées pour former une zone de fragilisation à une profondeur souhaitée. - Nettoyage de la couche d'oxyde de contaminations dues à l'implantation et préparation de la surface pour le collage avec un substrat support 14. - Par ailleurs : Formation d'un substrat support 14 de pSiC par dépôt CVD (Chemical Vapor Deposition). Ce substrat est dopé au vanadium à 1018 at/cm3 au cours du dépôt et présente un face arrière avec une rugosité de 120 nm. Le dopage peut aussi être réalisé après la formation du substrat par implantation du dopant suivi d'une étape de recuit pour assurer la diffusion de celui-ci dans l'ensemble du substrat. - Préparation de la surface du support 14 pour le collage - Collage avec la plaquette de Si (111) - Détachement au niveau de la zone de fragilisation en apportant une 15 énergie mécanique et/ou thermique (technique Smart CutTM) - Traitement de stabilisation à haute température qui oxyde la face avant 1 de silicium (111). Ce traitement conduit à la formation d'une couche de protection de la face avant 1 du substrat 11. -Gravure sélective par HF de la couche de protection de SiO2 trop 20 épaisse. - Formation de l'oxyde par nettoyage de type RCA pour former une nouvelle fine couche de protection. - Décapage thermique de cette couche de protection de la face avant 1 sous ultra vide dans la chambre d'épitaxie 25 - Dépôt de la couche utile de GaN in situ dans la chambre.
Lors de la mise en oeuvre de l'un ou de l'autre de ces procédés de fabrication d'une structure 10 ainsi que de la formation d'une couche utile en face avant 1 de cette structure 10, un ou plusieurs desdits quatre modes de 30 réalisation de l'invention suivants, pris seuls ou en combinaison, sont mis en oeuvre afin d'atteindre une température déterminée (qui peut être celle utilisée lors du décapage thermique) en face avant 1 du substrat 11 : - un contrôle de la rugosité de la face arrière de la structure 10, comprenant ou non une couche absorbante 12, en mettant éventuellement en oeuvre une rugosification de sa surface ou de la face arrière 2 du substrat 11, pour ainsi faciliter l'absorption des infrarouges ; - dans le cas d'une structure composite, une réalisation du dopage du substrat support 14 pour le rendre plus absorbant dans l'infrarouge. - un dopage approprié de la couche absorbante 12. - un dopage avec des éléments dopants électriquement non actifs. Il est à noter que, conformément à l'invention, on pourra prévoir une structure 10 sans couche d'absorption 12 (non représentée), comme par exemple une structure 10 constituée d'un substrat 11 massif, rendue plus absorbante aux infrarouges grâce à un dopage approprié et/ou à une rugosification en face arrière selon l'invention.
Claims (36)
1. Structure (10) destinée à être chauffée comprenant un substrat (11) pour le dépôt en face avant (1) d'une couche utile destinée à recevoir des composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, la structure (10) contenant en outre des éléments dopés qui absorbent des radiations infrarouge de sorte à augmenter substantiellement l'absorption infrarouge par la structure (10) pour que ladite face avant (1) atteigne une température déterminée lorsqu'on apporte à la structure (10) à une puissance infrarouge déterminée, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments dopés ont une activité électrique insuffisante ou une localisation dans la structure, telle qu'ils ne peuvent pas perturber le fonctionnement des composants.
2. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce 15 que le substrat (11) a une rugosité en face arrière (2) appropriée pour augmenter l'absorption infrarouge et donc le chauffage de la structure (10).
3. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la face arrière (2) a une rugosité d'au moins 50 nanomètres - mesurée par 20 une méthode de profilométrie mécanique avec un appareil KLA-Tencor P15 ou profilométrie optique.
4. Structure (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée 25 en ce que le substrat (11) est un matériau massif monocristallin en SiC, AIN, AI2O3, ZnO, GaN.
5. Structure (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le substrat (11) comprend un substrat support (14) en matériau 30 essentiellement transparent auxdites radiations, et en ce que le substratsupport (14) contient des éléments dopants aptes à absorber lesdites radiations.
6. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, et en ce que au moins une partie des espèces dopantes sont électriquement actives et ont une concentration décroissante en éloignement de la face arrière (2) du substrat (11) de sorte à ne pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants.
7. Structure (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, et en ce que au moins une partie des éléments dopants contenus dans le substrat support (14) soit électriquement active et localisée dans une zone arrière du substrat support (14) de sorte à être suffisamment éloignés de la couche utile à réaliser pour ne pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants.
8. Structure (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, en ce que ledit substrat (11) comprend en outre une ou plusieurs couches intermédiaires (13,16) entre le substrat support (14) et la face avant (1) dudit substrat (11), la ou les couches intermédiaires ayant une épaisseur totale suffisante pour qu'un dopage, par des éléments dopants au moins en partie électriquement actifs répartis sur toute l'épaisseur du substrat support (14), ne puisse pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants.
9. Structure (10) selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le substrat support (14) est en un matériau massif choisi parmi : SiC polycristallin, AIN polycristallin, AI2O3, le diamant, et en ce que la ou les couches intermédiaires (13, 16) comprennent une couche germe en surfaceconstituée de un ou plusieurs des matériaux monocristallins suivants : Si, SiC, Ge, ZnO, GaAs, saphir, alliage semiconducteur comprenant au moins un élément du groupe III et/ou au moins un élément du groupe V.
10. Structure (10) selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments dopants du substrat support (14) est non active électriquement.
11. Structure (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une couche absorbante (12) sur la face arrière (2) du substrat (11) réalisée en un matériau absorbant des radiations infrarouges et avec une épaisseur déterminée de sorte à augmenter le chauffage de la structure (10) d'une valeur déterminée.
12. Structure (10) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une couche absorbante (12) sur la face arrière (2) du substrat (11) réalisée en un matériau absorbant des radiations infrarouges, avec une épaisseur déterminée et une rugosité de surface déterminée de sorte à augmenter le chauffage de la structure (10) d'une valeur déterminée.
13. Structure (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau constituant la couche absorbante (12) a un coefficient de dilatation thermique différent du matériau du substrat (11), et en ce que l'épaisseur de la couche absorbante (12) est inférieure à une épaisseur maximum au-delà de laquelle une flèche de la structure (10) pourrait apparaître aux températures considérées.
14. Structure (10) selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche absorbante (12) est dopée avec des éléments 30 dopants aptes à augmenter l'absorption des radiations infrarouges par lacouche absorbante (12).
15. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les éléments dopants sont au moins en partie non actifs électriquement.
16. Structure (10) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée en ce que le substrat (11) n'est pas dopé.
17. Structure (10) selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisée en ce 10 que la couche absorbante (12) est réalisée dans un ou plusieurs des matériaux suivants: Si ; Mb ; Ta ; Ti ; W ; un alliage IIIN non transparent tel que l'InP, GaAs ; pSiC dopé ; pAIN dopé ; AI2O3 dopé ; SiO2 dopé ; Si3N4 dopé ; SiC amorphe dopé ; diamant dopé ; AIN dopé. 15
18. Structure selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisée en ce que le substrat (11) est en Si sur pSiC et la couche absorbante (12) en SiC dopé avec des éléments absorbant les infrarouges et ayant une épaisseur d'au moins un micromètre et d'au moins 50 nanomètres de rugosité en face arrière. 20
19. Structure (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est rendue suffisamment absorbante pour que sa face avant (1) atteigne une température suffisante pour subir un décapage thermique.
20. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que 25 la température déterminée est comprise entre 700 C et 1200 C.
21. Procédé de réalisation d'une structure (10) destinée à être chauffée comprenant un substrat (11) pour le dépôt en face avant (1) d'une couche utile destinée à recevoir des composants pour l'électronique, l'optique ou 30 l'optoélectronique, le procédé comprenant un dopage de la structure (10) avec 305des éléments dopants qui absorbent des radiations infrarouge de sorte à augmenter substantiellement l'absorption infrarouge par la structure (10), caractérisé en ce que le dopage est mis en oeuvre de sorte qu'au moins une partie des éléments dopés ont une activité électrique insuffisante ou une localisation dans la structure (10), telle qu'ils ne peuvent pas perturber le fonctionnement des composants.
22. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la fabrication de la structure (10), et en ce que le dopage est 10 mis en oeuvre au moment de la fabrication de la structure (10).
23. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de rectification de rugosité pour que la face arrière (2) du substrat (11) ait une rugosité apte à modifier les propriétés 15 absorbantes dans l'infrarouge de la structure (10).
24. Procédé selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, et en ce que ledit dopage est mis en oeuvre de sorte qu'au moins 20 une partie des espèces dopantes sont électriquement actives et ont une concentration décroissante en éloignement de la face arrière (2) du substrat (11).
25. Procédé selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que 25 les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, et en ce que ledit dopage est mis en oeuvre pour qu'au moins une partie des espèces dopantes soit électriquement active et localisée dans une zone arrière du substrat (11) de sorte à être suffisamment éloignées de la couche utile à réaliser pour ne pas provoquer des pertes RF lors du 30 fonctionnement des composants. 32
26. Procédé selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que les composants à réaliser dans la couche utile fonctionnent à hautes fréquences, en ce qu'il comprend en outre la réalisation du substrat (11) en formant une ou plusieurs couches intermédiaires (13,16) sur un substrat support (14) du côté de la face avant (1), la ou les couches intermédiaires ayant une epaisseur totale suffisante pour qu'un dopage avec des éléments au moins en partie électriquement actif sur toute l'épaisseur du substrat support (14) ne puisse pas provoquer des pertes RF lors du fonctionnement des composants, et en ce qu'il comprend le dopage du substrat support (14) sur toute son épaisseur.
27. Procédé selon l'une des revendications 21 à 26, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments dopants utilisés lors du dopage du 15 substrat (11) sont non actifs électriquement.
28. Procédé selon l'une des revendications 21 à 27, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la formation d'une couche absorbante (12) en face arrière (2) du substrat (11) avec un matériau absorbant des radiations infrarouges.
29. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dopage de la couche absorbante (12) avec des éléments dopants aptes à augmenter l'absorption infrarouge de la couche absorbante (12). 25
30. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments dopants sont au moins en partie non actifs électriquement.
31. Procédé selon l'une des revendications 28 à 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de rectification de rugosité pour que la couche 30 absorbante (12) ait une rugosité apte à augmenter ses propriétés absorbantes 20dans l'infrarouge.
32. Procédé de formation d'une couche utile destinée à être utilisée pour la réalisation de composants pour l'électronique, l'optique ou l'optoélectronique, 5 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) réaliser une structure (10) destinée à être chauffée correspondant au procédé de réalisation d'une structure selon l'une des revendications 21 à31 ; (b) émettre lesdites radiations infrarouges afin que la face avant (1) du 10 substrat (11) atteigne une température déterminée in situ, dans une chambre de dépôt ; (c) déposer la couche utile en face avant (1) du substrat (11) dans la chambre de dépôt. 15
33. Procédé de formation d'une couche utile selon la revendication précédente, dans lequel l'étape (b) est mise en oeuvre de sorte que la température déterminée puisse conduire à un décapage thermique de ladite face avant (1) in situ, dans la chambre de dépôt de la couche utile. 20
34. Procédé de formation d'une couche utile selon l'une des deux revendications précédentes, comprenant en outre, avant l'étape (b), une formation d'une couche de protection en face avant (1) dudit substrat (11), et en ce que l'étape (b) est mise en oeuvre de sorte à décaper thermiquement cette couche de protection in situ, dans la chambre de dépôt de la couche utile. 25
35. Procédé de formation d'une couche utile selon la revendication précédente, dans lequel ladite couche de protection est en oxyde de silicium, et ladite température déterminée est comprise entre 900 C et 1200 C. 33 30
36. Procédé de formation d'une couche utile selon l'une des quatre 34revendications précédentes, dans lequel l'étape (c) est mise en oeuvre par EJM.
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