FR2968121A1 - Procede de transfert d'une couche a haute temperature - Google Patents
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Abstract
Un procédé de transfert d'une couche (4) d'un substrat donneur (1) sur un substrat receveur (10) comprend une première étape d'implantation ionique d'au moins une espèce (31) dans le substrat donneur (1) formant, à une première profondeur déterminée (P3) dans le substrat donneur, une couche de concentration (3) de l'espèce destinée à former des microcavités ou platelets, une étape de collage de la face (7) du substrat donneur (1) avec une face (8) du substrat receveur (10) par adhésion moléculaire, et une étape de détachement à haute température pour détacher la couche (4) en contact avec le substrat receveur (10) par clivage, à une température de clivage déterminée, au niveau de la couche de microcavités ou platelets formée dans le substrat donneur (1). Le procédé comprend en outre, après la première étape d'implantation et avant l'étape de détachement, une deuxième étape d'implantation ionique dans le substrat donneur (1) d'ions de silicium (61), formant, à une deuxième profondeur déterminée (P6) dans le substrat donneur (1), une couche de concentration (6) en ions de silicium (61), ladite couche de concentration (6) en ions de silicium recouvrant au moins partiellement la couche de concentration (3) de l'espèce destinée à former des microcavités ou platelets.
Description
Domaine technique et art antérieur
La présente invention concerne un procédé de transfert d'une couche d'un substrat donneur sur un substrat receveur utilisé lors de la fabrication d'hétérostructures telles que les structures de type SeOI ("Semiconductor On Insulator") pour des applications électroniques, 10 microélectroniques et optoélectroniques. Une technologie bien connue pour la réalisation d'hétérostructures par transfert de couches est la technologie Smart CutTM. Un exemple de mise en oeuvre de la technologie Smart CutTM est notamment décrit dans le document US 5 374 564 ou dans l'article de A.J. Auberton-Hervé et al. 15 intitulé "Why can Smart-Cut Change the future of microelectronics ?", Ire. Journal of I-ligh Speed Electronics and Systems, Vo1.10, Nol, 2000, p.131-146. Cette technologie met en oeuvre les étapes suivantes: a) Bombardement d'une face d'un substrat donneur (par exemple en silicium) avec des ions légers de type hydrogène ou gaz rares (par 20 exemple hydrogène et/ou hélium) pour implanter ces ions en concentration suffisante dans le substrat, la zone implantée permettant de créer une couche de fragilisation par formation de microcavités ou platelets lors d'un recuit de détachement, b) mise en contact intime (collage) de cette face du substrat donneur 25 avec un substrat receveur, et c) recuit de détachement ("splitting annealing") pour provoquer, par effet de réarrangement cristallin et de pression dans les microcavités ou platelets formés à partir des espèces implantées, la fracture ou le clivage au niveau de la couche implantée permettant d'obtenir une 30 hétérostructure résultant du transfert de la couche du substrat donneur sur le substrat receveur. Cependant, les hétérostructures ainsi obtenues présentent des défauts non seulement en surface de la couche transférée mais aussi aux interfaces des couches constituant l'hétérostructure.
Différents types de défauts de surfaces peuvent apparaître après le transfert d'une couche sur un substrat receveur. Parmi ces défauts, on trouve: de la rugosité de surface, des zones non transférées (ZNT), des cloques, des lacunes ou "Voids", des lacunes de type COV ("Crystal Orientated Voids"), etc. Ces défauts ont diverses origines comme un mauvais transfert, la présence de défauts sous jacents dans les diverses couches de la structure, la qualité du collage aux interfaces ou simplement les différentes étapes qui doivent être mises en oeuvre pour fabriquer de telles structures (implantation d'espèces, traitement thermique, etc.). Afin de remédier à ces problèmes, différentes techniques ont été mises au point comme par exemple des recuits à basse température (notamment décrits dans le document US 2006/0040470), des traitements au plasma permettant d'augmenter les énergies de collage aux interfaces et conduisant à un détachement de la couche à transférer avec peu de défauts. En effet, il est connu que, lors d'un transfert, plus l'énergie de collage entre le substrat donneur et le substrat receveur est forte moins il y aura de défauts dans l'hétérostructure résultante. Les solutions développées, comme le traitement au plasma de la ou des surfaces à coller, permettent de renforcer l'énergie de collage tout en limitant la température du traitement thermique appliqué pour le détachement de manière à limiter la diffusion des contaminants. De même, dans le document 3P2005085964, on cherche à renforcer l'énergie de collage avant le détachement de la couche à transférer en utilisant une étape d'implantation d'hélium et en appliquant ensuite un recuit de détachement à haute température dans des gammes de 800 °C à 1100 oc. Un autre procédé présenté dans le document US 6 756 286 est destiné à améliorer l'état de surface de la couche transférée après le détachement de cette dernière. Il consiste à former une zone d'inclusions pour confiner les espèces gazeuses issues de l'implantation afin de diminuer la rugosité de surface de la couche détachée en réduisant les doses d'implantation et le budget thermique. Enfin, dans le document US 6 828 216, on propose d'appilquer un 35 recuit de détachement en deux phases, première phase permettant d'atteindre le début du décollement de la couche à transférer autour d'une gamme standard de 400 â 500 °C ; la deuxième phase permettant la finition du décollement en vue de l'obtention d'un état de surface de bonne qualité avec des températures de fin de recuit se situant vers 600 à 800 °C. Cependant, ces techniques actuelles ne sont pas adaptées pour toutes les hétérostructures de type SeOI (semi-conducteur sur isolant) et notamment pour celles comportant une couche d'oxyde isolante fine (UTBOX, "Ultra Thin Buried Oxyde Layer") ou même ne comprenant pas de couche d'oxyde, comme par exemple les hétérostructures de type DSB ("Direct Silicon Bonding"). En effet, avec ce type d'hétérostructure, la couche d'oxyde étant fine ou inexistante, les espèces diffusantes (des gaz par exemple) ne sont pas piégées dans l'épaisseur de la couche d'oxyde et peuvent être à l'origine 15 de nombreux défauts au sein de l'hétérostructure.
Résumé de l'invention 20 Pour pallier les inconvénients précités, la présente invention propose une solution qui permet, lors du transfert d'une couche entre un substrat donneur et un substrat receveur, de renforcer l'énergie de collage entre la couche à transférer et, par conséquent, de limiter les défauts dans l'hétérostructure résultante. 25 A cet effet, l'invention concerne un procédé de transfert d'une couche d'un substrat donneur sur un substrat receveur comprenant: a) une première étape d'implantation ionique d'au moins une espèce dans le substrat donneur formant, à une première profondeur déterminée dans le substrat donneur, une couche de concentration de la 30 ou les espèces destinées à former des microcavités ou platelets, b) une étape de collage de la face du substrat donneur avec une face du substrat receveur par adhésion moléculaire, c) une étape de détachement à haute température pour détacher la couche en contact avec le substrat receveur par clivage, à tune température de clivage déterminée, au niveau de la couche de microcavités ou platelets formée dans le substrat donneur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après l'étape a) d'implantation et avant l'étape c) de détachement, une deuxième étape d'implantation ionique dans le substrat donneur d'ions de silicium, formant, à une deuxième profondeur déterminée dans le substrat donneur, une couche de concentration en ions de silicium, ladite couche de concentration en ions de silicium recouvrant au moins partiellement ladite couche de concentration de ladite au moins une espèce destinée à 10 former des microcavités ou platelets. Ainsi, en implantant le substrat donneur avec des ions de silicium en outre de la ou des espèces destinées à former une couche de platelets ou de microcavités en vue du détachement, on neutralise ou "détruit" en partie les précurseurs de ces platelets ou microcavités ainsi que les 15 complexes mono-lacunaires initialement présents dans le substrats. Comme expliqué ci-après, on diminue ainsi la quantité de lacunes habituellement présentes au niveau de zone implantée destinée à créer un plan de fragilisation permettant le clivage/fracture du substrat à cet endroit, ce qui nécessite d'avoir une température plus importante lors du 20 recuit de détachement afin de provoquer le clivage/fracture du substrat ainsi implanté. Comme expliqué plus loin, on a constaté que, plus la température est élevée, plus l'énergie de collage se renforce. Ce renforcement est encore plus important pour des températures supérieures aux 25 températures habituellement utilisées dans les recuits de détachement. Pour un substrat de silicium implanté avec des ions hydrogène ou co-implanté avec des ions hélium/hydrogène, une température d'au moins 5750C est nécessaire pour permettre la formation et le développement des microcavités/platelets responsables du détachement, température où 30 l'énergie de collage est plus forte, ce qui permet d'obtenir une hétérostructure avec moins de défauts. Selon un aspect de l'invention, l'énergie d'implantation en ions silicium utilisée lors de la deuxième étape d'implantation est supérieure à l'énergie d'implantation utilisée lors de la première étape d'Implantation. 35 L'énergie d'implantation en ions silicium est ajustée en fonction de l'énergie d'implantation utilisée lors de la première étape d'implantation. On peut ainsi recouvrir tout ou partie de la couche de concentration en la ou les espèces destinées à former les platelets ou microcavités. Selon un autre aspect de l'invention, la dose d'implantation en ions silicium utilisée lors de la deuxième étape d'implantation est ajustée en fonction de la température de clivage désirée lors de l'étape c) de détachement. En effet, plus la dose d'ions silicium implantée est importante, plus on neutralise de précurseurs de platelets/microcavités et de complexes mono-lacunaire et plus la température de clivage nécessaire 10 au détachement du substrat doit être importante. La dose d'implantation en ions silicium utilisée lors de la deuxième étape d'implantation est de préférence inférieure à la dose d'implantation de ladite au moins une espèce destinée à former des microcavités ou platelets implantée lors de la première étape 15 d'implantation. Selon un aspect de l'invention, le substrat donneur est en matériau semi-conducteur. Il peut être notamment un substrat de silicium, ou de germanium, ou de silicium-germanium, ou de nitrure de gallium, ou d'arséniure de gallium, ou de carbure de silicium. 20 De façon optionnelle, les surfaces de collage du substrat donneur et du substrat receveur sont de préférence préalablement traitées de manière à les rendre hydrophobes, le renforcement de l'énergie de collage étant encore plus important en cas de collage hydrophobe.
25 Brève description des figures Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non 30 limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre les variations de l'énergie de collage en fonction de la température, les figures 2A à 2E sont des vues schématiques en coupe montrant le transfert d'une couche de silicium conformément à un mode :-ie) ' mise en oeuvre de l'invention, - la figure 3 est un organigramme des étapes mises en oeuvre dans les figures 2A à 2E, - les figures 4 et 6 montrent le résultat de la formation de platelets/microcavités dans des substrats en silicium co-implantés avec des ions H+ et He+ après un traitement thermique réalisé à des températures différentes, - les figures 5 et 7 montrent le résultat de la formation de platelets/microcavités dans des substrats en silicium respectivement implantés et traités thermiquement de la même façon que les substrats 10 des figures 4 et 6, les substrats des figures 5 et 7 ayant en outre été implantés avec des ions de silicium conformément à l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention 15 La présente invention s'applique à tout procédé de transfert de couche mettant en oeuvre au moins une implantation ionique d'un substrat donneur pour délimiter par un plan de fragilisation une couche à transférer, le collage du substrat donneur implanté sur un substrat 20 receveur et l'application d'un traitement thermique, appelé recuit de détachement, à haute température afin de détacher la couche à transférer du substrat donneur comme dans la technologie Smart CutTm. Le principe de l'invention consiste à augmenter la température à partir de laquelle, lors du recuit de détachement, se forment et se 25 développent suffisamment de microcavités ou platelets dans la zone implantée pour provoquer le clivage ou la fracture dans le substrat donneur de manière à augmenter l'énergie de collage à l'interface entre le substrat donneur et le substrat receveur. Cette température est appelé ici "température de clivage". 30 Typiquement, le recuit de détachement (également appelé "splitting annealing") dans !a technologie SmartCutTM pour des susbtrats de type silicium est réalisé dans une gamme de température comprise entre 4000C et 500'C pendant une durée déterminée (le couple température/durée correspond au budget thermique du recuit de 35 cietaehement Dans l'ouvrage "Semiconductor wafer bonding: Science and technology" de Q. Y. Tong and U. Gi5sele, The Electrochemical Society, Pennington, N3, 1999, pages 117-118, les variations de l'énergie de collage en fonction de la température ont été mesurées. Les résultats obtenus par les auteurs de l'ouvrage sont présentés à la figure 1 qui montre les variations dans l'énergie de collage entre deux substrats de silicium en fonction de la température, et ce pour des substrats de silicium assemblés soit par un collage hydrophobe (courbe A), soit par un collage hydrophile (courbe B).
Au vu de la figure 1, on constate ainsi que: pour un collage hydrophile, l'énergie à l'interface de collage est stable autour de 1250 m3/m2 à partir de 200°C puis augmente rapidement au-delà de 8000C, tandis que pour un collage hydrophobe, l'énergie de collage augmente de façon 15 exponentielle avec la température. Par conséquent, en augmentant la température du traitement thermique lors du détachement, on renforce l'énergie de collage au moment du transfert de la couche, ce qui permet d'obtenir un détachement d'une couche avec une faible défectivité. 20 On décrit, en référence aux figures 2A à 2E et 3, un procédé de transfert d'une couche conformément à un mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le substrat de départ ou substrat donneur 1 est constitué d'une plaque (ou "wafer") de silicium 25 monocristallin recouvert d'une couche isolante d'oxyde de silicium (SiO2) 2 obtenue par oxydation thermique et présentant une épaisseur d'environ 300 Â. Le substrat donneur peut être également en d'autres matériaux semi-conducteurs comme notamment du germanium (Ge) ou du silicium-germanium (SîGe). 30 La première étape consiste à réaliser l'implantation ionique habituerlement mise en oeuvre en vue du détachement de la couche du substrat donneur, à savoir l'implantation d'une espèce ou de plusieurs espèces (co-implantation) aptes à former- a haute température des microcavités ou piatelets, cette première implantation formant une couche de concentration de cette ou ces espèces à une profondeur déterminée dans le substrat donneur (étape SI, figure 2A). Dans cette étape d'implantation de détachement, le substrat 1 est soumis à un bombardement ionique 20 d'ions hydrogène H+ à travers la face plane 7 du substrat comportant la couche (SiO2) 2. L'implantation des ions H+ est réalisée par exemple avec une énergie d'implantation pouvant être comprise entre 20 et 150 keV et une dose d'implantation comprise environ entre 3.1016 et 6.1016 atomes/cm2, de préférence 5,5.1016 atomes/cm2. La dose d'implantation est choisie de manière à ce 10 que la concentration des ions 1-1+ soit suffisante pour former et développer une couche de microcavités ou de platelets lors d'une étape de traitement thermique ultérieure délimitant, d'une part, une couche ou film mince 4 dans la région supérieure du substrat 1 et, d'autre part, une portion 5 dans la région inférieure du substrat correspondant au reste du substrat 1. 15 Les ions H+ ainsi implantés forment une couche de concentration 3 en ions H+ 31 qui s'étend dans le substrat 1 à partir d'une profondeur P3 et sur une épaisseur E3. La première implantation peut-être également réalisée avec des ions hydrogène et des ions hélium (co-implantation He/H). 20 Conformément à la présente invention, cette première étape d'implantation est suivie d'une deuxième étape d'implantation d'ions de silicium (Si+) dans le substrat donneur (étape S2, figure 2B). On forme ainsi une couche de concentration 6 en ions Si+ 61 qui s'étend dans le substrat 1 à partir d'une profondeur P6 et sur une épaisseur E6. 25 L'énergie d'implantation des ions Si+ est choisie en fonction de la profondeur P3 à partir de laquelle s'étend la couche de concentration 3 en ions 1-1+ afin que la couche de concentration 6 en ions Si+ 61 recouvre au moins partiellement la couche de concentration 3. Pour une même énergie d'implantation, les ions Si+ pénètrent moins profondément dans le 30 substrat que les ions H+. Par conséquent, l'énergie d'implantation des ions Si+ est plus élevée que l'énergie d'implantation des ions H+. L'énergie d'implantation des ions Si+ est ajustée en fonction de l'énergie d'implantation des ions H+ de manière à implanter les ions Si+ à une profondeur équivalent à celle des ions H+.
A titre d'exemple, lorsque l'implantation des ions Fi+ est réalisée par exemple avec une énergie d'implantation pouvant être comprise entre 20 et 150 keV, l'implantation des ions Si+ est alors réalisée avec une énergie d'implantation comprise entre 160 keV et 1,2 MeV, en sachant que la valeur de l'énergie d'implantation des ions Si+ est choisie en fonction de celle de l'énergie d'implantation des ions H+. Dans l'exemple décrit ici, la couche de concentration 6 en ions Si+ 61 recouvre totalement la couche de concentration 3 en ions H+ mais la concentration en ions Si+ dans la couche 3 est beaucoup plus faible que celle en ions H+. Toutefois, la couche de concentration 6 peut également s'étendre dans le substrat à partir d'une profondeur moins importante ou identique à celle de la couche de concentration 3 et s'étendre sur une épaisseur telle qu'elle ne recouvre que partiellement la couche de concentration 3.
En outre, la dose d'implantation utilisée lors de l'implantation des ions Si+ est choisie en fonction de la température de clivage visée. En effet, comme expliqué ci-après, les ions Si+ neutralisent ou détruisent les précurseurs de platelets ou microcavités qui permettent d'obtenir le clivage du substrat lors du recuit de détachement. Par conséquent, plus la dose d'implantation en ions Si' est importante, plus le nombre de précurseurs de platelets ou microcavités neutralisés ou détruits est important et plus la température nécessaire pour provoquer le clivage au niveau de la couche de concentration 3 doit être élevée. La dose d'implantation en ions Si+ est néanmoins choisie de 25 préférence bien inférieure à la dose d'implantation en ions H+ afin de ne pas empêcher le clivage du substrat Le substrat donneur 1 est ensuite collé par adhésion moléculaire, sur un substrat receveur 10, par exemple une plaque de silicium (étape S3, figure 2C). Le principe du collage par adhésion moléculaire est bien 30 connu en soi et ne sera pas décrit plus en détail. Pour rappel, le collage par adhésion moléculaire est basé sur la mise en contact direct de deux surfaces, c'est-à-dire sans utilisation d'un matériau spécifique (colle, cire, métal à basse température de fusion, etc.), les forces attractives entre les deux surfaces étant assez élevées pour provoquer l'adhérence moléculaire 35 (collage induit par l'ensemble s forces attractives (forces de flan Der Waals) d'interaction électronique entre atomes ou molécules des deux surfaces à coller). Comme indiqué précédemment avec la figure 1, l'énergie de collage augmente avec la température notamment en raison du fait qu'au- delà d'une certaine température la majorité des liaisons entre les deux surfaces mises en contact correspond à des liaisons covalentes. Par ailleurs, comme indiqué sur la figure 1, l'énergie de collage augmente plus fortement avec la température, en particulier au-delà de 550 °C, lorsque le collage est un collage hydrophobe, c'est-à-dire lorsque les surfaces des substrats à coller ont été préalablement rendues hydrophobes. Les surfaces de deux substrats, par exemple en silicium, peuvent être rendues hydrophobes en plongeant les deux substrats dans un bain chimique de nettoyage HF (acide fluorhydrique). Les surfaces de collage 7 et 8 respectivement du substrat donneur 1 et du substrat receveur 10 sont donc de préférence traitées préalablement avant le collage de manière à être rendues hydrophobes. Après l'étape de collage, on procède au détachement de la couche 4 du substrat 1 par application d'un traitement thermique ou recuit de détachement aboutissant au clivage du substrat au niveau de la de concentration 3 en ions H+ 31 (étape S4, figure 2D). Toutefois, à la différence des températures habituellement rencontrées dans les budgets thermiques de recuit détachement au sein des substrats en silicium (températures comprises typiquement entre 400 et 500 °C), la température du budget thermique lors du détachement doit être ici plus importante en raison de l'implantation d'ions Si+. En effet, l'application d'un fort budget thermique, c'est-à-dire avec des températures supérieures à 5oo comprise notamment entre 575°C et 650'C est nécessaire pour permettre la formation et le développement des microcavités/platelets responsables du détachement.
Plus précisément, l'implantation d'ions Si+, en outre de l'implantation d'une ou plusieurs espèces ioniques aptes à provoquer un clivage du substrat implanté, comme par exemple une implantation d'ions H+ ou co-implantation He/H, va produire au moins deux effets sur le phénomène qui se déroule habituellement lors d'un recuit de détachement. Les ions Si Implantes vont, d'une part, rompu une partie n des complexes mono-lacunaires hydrogénés initialement présents dans le substrat. Ces ions vont, d'autre part, diminuer la quantité de lacunes disponibles dans le réseau cristallin du substrat implanté par exemple d'ions H+ ou co-implanté He/H. Des études ont montrées que les lacunes, correspondant par exemple dans le cas d'un substrat en silicium à l'absence d'atomes de silicium sur un site normalement occupé du réseau cristallin du silicium, jouent un rôle important dans la formation de platelets/microcavités et que les fissures qui aboutissent au clivage ou à la fracture du substrat sont le résultat de coalescence de platelets.
Par conséquent, en diminuant la quantité de lacunes dans le réseau cristallin au niveau de la zone implantée destinée à former un plan de clivage/fracture, on retarde l'apparition des microfissures car la population de platelets/microcavités est diminuée par l'implantation d'ions Si+. Il est donc nécessaire d'augmenter la température du recuit de détachement afin d'obtenir la formation des microfissures et provoquer un clivage dans le substrat au niveau de la zone implantée avec une ou plusieurs espèces ioniques aptes à provoquer un clivage dans celui-ci. Le retard dans l'apparition des microfissures et, par conséquent, la température de clivage, peut être modulée en fonction de la quantité d'ions Si+ implantée. Dans le cas d'un substrat en silicium implanté préalablement avec des ions H+ ou co-implanté He/H, l'implantation d'ions Si' permet d'obtenir une température de clivage comprise entre 575°C et 650'C alors que cette dernière ne dépasse pas habituellement 5000C sans l'implantation supplémentaire d'ions Si+. Les figures 4 et 6 montrent, au niveau d'une zone implantée dans des substrats de silicium obtenue par co-implantation d'ions H+ et He+ avec une énergie d'implantation comprise entre 20 keV et 100 keV et avec une dose d'implantation totale (H + He) comprise entre 1,2.1016 et 5.1016 atomes/em2, le résultat de la formation de platelets/microcavités après un traitement thermique (recuit) réalise respectivement à 3920C pendant 136 minutes (figure 4) et a 4600C pendant 60 minutes (figure 6). Les figures 5 et 7 montrent le résultat de la formation de platelets/microcavités ans des substrats de silicium tout d'abord implantés dans les mêmes contions que ans les figures 4 et 6 mais qui ont été soumis conformément à l'invention à une implantation supplémentaire d'ions Si+ comme décrit ci-avant. Dans les exemples des figures 5 et 7 l'implantation des ions Si+ a été réalisée avec une dose d'implantation de 1.1014 atomes/cm2 et avec une énergie d'implantation de 360 keV. Les substrats des figures 5 et 7 ayant été également soumis à un traitement thermique réalisé respectivement à 3920C pendant 136 minutes (figure 5) et à 4600C pendant 60 minutes (figure 7). On constate que pour un même traitement thermique réalisé à 392°C pendant 136 minutes, n'y a quasiment pas de platelets/microcavités présents dans la zone implantée lorsque le substrat a été en outre implanté avec des ions Si+ (figure 5) alors que ceux-ci sont déjà nombreux sans cette implantation (figure 4). Dans une moindre mesure mais de façon très significative, on constate également que, pour un même traitement thermique réalisé à 460°C pendant 60 minutes, la quantité ou tout du moins la taille des platelets/microcavités est fortement réduite lorsque le substrat a été en outre implanté avec des ions Si+ (figure 7) que sans cette implantation (figure 6). L'implantation d'ions Si+ permet donc bien de neutraliser ou détruire des précurseurs de platelets/microcavités, ce qui retarde l'apparition des microfissures et nécessite d'augmenter la température de clivage. Pour les substrats des figures 4 et 6 (pas d'implantation Sil, le clivage/fracture des substrats implantés se produit à une température d'environ 4400C tandis que pour les substrats des figures 5 et 7 (avec implantation Si+ supplémentaire) le clivage/fracture se produit à une température d'au moins 5750C. Une étape de polissage classique (polissage mécano-chimique) est ensuite réalisée pour éliminer la zone perturbée et pour réduire le niveau de rugosité de la surface fracturée 9 de la couche 4 transférée (étape S5, figure 2E). La zone perturbée peut être également éliminée par une attaque (gravure) chimique sélective éventuellement suivie d'un polissage pour améliorer la rugosité de surface. Un traitement thermique sous hydrogène et/ou argon peut également être réalisé seul ou en combinaison avec e polissage.35
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Procédé de transfert d'une couche (4) d'un substrat donneur (1) sur un substrat receveur (10) comprenant: a) une première étape d'implantation ionique d'au moins une espèce (31) dans le substrat donneur (1) formant, à une première profondeur déterminée (P3) dans le substrat donneur, une couche de concentration (3) de ladite au moins une espèce destinée à former des microcavités ou platelets, 10 b) une étape de collage de la face (7) du substrat donneur (1) avec une face (8) du substrat receveur (10) par adhésion moléculaire, c) une étape de détachement à haute température pour détacher la couche (4) en contact avec le substrat receveur (10) par clivage, à une température de clivage déterminée, au niveau de la couche de 15 microcavités ou platelets formée dans le substrat donneur (1), caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après l'étape a) d'implantation et avant l'étape c) de détachement, une deuxième étape d'implantation ionique dans le substrat donneur (1) d'ions de silicium (61), formant, à une deuxième profondeur déterminée (P6) dans le substrat 20 donneur (1), une couche de concentration (6) en ions de silicium (61), ladite couche de concentration (6) en ions de silicium recouvrant au moins partiellement ladite couche de concentration (3) de ladite au moins une espèce destinée à former des microcavités ou platelets. 25
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie d'implantation en ions silicium utilisée lors de la deuxième étape d'implantation est ajustée en fonction de l'énergie d'implantation utilisée lors de la première étape d'implantation. 30
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la dose d'implantation en ions silicium utilisée !ors de la deuxième étape d'implantation est ajustée en fonction de la température de clivage désirée lors de l'étape c) de détachement.
- 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dose d'implantation en ions silicium utilisée lors de la deuxième étape d'implantation est inférieure à la dose d'implantation de ladite au moins une espèce destinée à former des microcavités ou platelets implantée lors de la première étape d'implantation.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le substrat donneur (1) est un substrat en silicium et en ce que la température de clivage est comprise entre 5750C et 650°C
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite au moins une espèce implantée lors de l'étape a) est choisie parmi au moins l'hydrogène et l'hélium. 15
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans l'étape b), les surfaces de collage (7;
- 8) du substrat donneur (1) et du substrat receveur (6) sont préalablement traitées de manière à les rendre hydrophobes. 20 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat donneur (1) est en matériau semi-conducteur.10
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