FR2987935A1 - Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi). - Google Patents

Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi). Download PDF

Info

Publication number
FR2987935A1
FR2987935A1 FR1252203A FR1252203A FR2987935A1 FR 2987935 A1 FR2987935 A1 FR 2987935A1 FR 1252203 A FR1252203 A FR 1252203A FR 1252203 A FR1252203 A FR 1252203A FR 2987935 A1 FR2987935 A1 FR 2987935A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
oxide layer
layer
sacrificial
silicon
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1252203A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2987935B1 (fr
Inventor
Francois Boedt
Sebastien Kerdiles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soitec SA
Original Assignee
Soitec SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR1252203A priority Critical patent/FR2987935B1/fr
Application filed by Soitec SA filed Critical Soitec SA
Priority to KR20147025599A priority patent/KR20140135980A/ko
Priority to CN201380013727.7A priority patent/CN104160475B/zh
Priority to SG11201405349WA priority patent/SG11201405349WA/en
Priority to PCT/IB2013/000147 priority patent/WO2013136146A1/fr
Priority to US14/382,738 priority patent/US9082819B2/en
Priority to DE112013001393.2T priority patent/DE112013001393T5/de
Publication of FR2987935A1 publication Critical patent/FR2987935A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2987935B1 publication Critical patent/FR2987935B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • H01L21/02233—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer
    • H01L21/02236—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor
    • H01L21/02238—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor silicon in uncombined form, i.e. pure silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76256—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques using silicon etch back techniques, e.g. BESOI, ELTRAN
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02252—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by plasma treatment, e.g. plasma oxidation of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02019—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02255—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Abstract

L'invention concerne un procédé d'amincissement de la couche active de silicium (2) d'un substrat du type SOI, qui comprend une couche d'isolant (4) enterrée entre ladite couche active (2) et un support (3), ce procédé comprenant au moins une étape d'amincissement sacrificiel de ladite couche active (2) par formation d'une couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) par oxydation thermique et désoxydation sacrificielle de cette couche (20). Le procédé est remarquable en ce qu'il comprend en outre : - une étape de formation d'une couche oxyde complémentaire (5), sur ladite couche active (2), à l'aide d'un plasma oxydant, cette couche d'oxyde complémentaire (5) présentant un profil d'épaisseur complémentaire de celui de ladite couche d'oxyde (20), de sorte que la somme des épaisseurs de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) soit constante sur toute la surface du substrat traité, - une étape de désoxydation de cette couche d'oxyde complémentaire (5), de façon à amincir ladite couche active de silicium (2) d'une épaisseur homogène, à l'issue de l'ensemble de ces étapes.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se situe dans le domaine de la fabrication de substrats pour des applications dans les domaines de l'électronique, l'optique et/ou 5 l'optoélectronique. La présente invention concerne plus précisément un procédé d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat destiné à des applications dans les domaines précités. 10 ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Parmi les substrats précités, il existe notamment un substrat connu sous l'acronyme anglo-saxon de "SOI", (qui signifie "Silicon On Insulator" pour "silicium sur isolant"), dans lequel une couche d'isolant, généralement une 15 couche d'oxyde, est intercalée et enterrée entre une couche active superficielle de silicium et un substrat support. La dénomination "couche active" désigne une couche de matériau semi-conducteur (de silicium dans le cas d'un SOI), dans laquelle et/ou sur laquelle seront fabriqués ultérieurement des composants pour l'électronique, 20 l'optique et/ou l'optronique. De tels substrats sont généralement obtenus par collage moléculaire d'un substrat donneur en silicium sur un substrat support, l'un et/ou l'autre de ces deux substrats étant recouvert préalablement au collage d'une couche d'isolant, puis par détachement de la couche active de silicium, à partir 25 du substrat donneur, le long d'une zone de fragilisation. Cette zone de fragilisation est par exemple obtenue par implantation d'espèces atomiques, par exemple selon le procédé connu sous la marque Smart CutTM Les substrats SOI ainsi obtenus sont généralement soumis à des 30 étapes de finition visant à amincir l'épaisseur de la couche active de silicium qui a été reportée sur le substrat support. On connaît déjà d'après l'état de la technique, un procédé d'amincissement connu sous le nom "d'oxydation/désoxydation sacrificielle", qui consiste à effectuer une oxydation thermique de la partie superficielle de ladite couche active de silicium, de façon à former une couche d'oxyde de silicium (SiO2), puis à réaliser une désoxydation (retrait) de cette couche d'oxyde sacrifiée.
Cette oxydation thermique est généralement conduite en soumettant la couche active de silicium à une température comprise entre 700°C et 1100°C pendant une durée de quelques minutes à quelques heures, selon l'épaisseur d'oxyde désirée, dans un four classique d'oxydation par voie sèche ou par voie humide.
L'épaisseur de l'oxyde de silicium (SiO2) thermique ainsi formé n'est malheureusement pas uniforme. Cette uniformité est en outre extrêmement difficile à contrôler au cours de l'étape d'oxydation sacrificielle elle-même. En conséquence, après le retrait de cette couche d'oxyde thermique (désoxydation), l'épaisseur résiduelle de la couche active de silicium 15 n'est plus uniforme. Il existe donc une dégradation non négligeable de la couche active de silicium entre son étape de transfert sur le support et son état fini. Il serait donc souhaitable d'améliorer ce procédé d'amincissement. Cette problématique se pose encore davantage lors de la réalisation d'un substrat connu sous l'acronyme anglo-saxon de "FDSOI", (qui 20 signifie : "Fully Depleted Silicon On Insulator", pour "serai conducteur sur isolant complètement appauvri"), dans lequel la couche active superficielle de silicium présente une épaisseur comprise entre 5 et 30 nanomètres environ, typiquement entre 5 et 12 nm. On comprend aisément qu'une irrégularité d'épaisseur dans une 25 couche extrêmement fine peut être particulièrement problématique, puisque si la couche de silicium obtenue après l'étape d'oxydation/désoxydation est trop mince ou trop épaisse en certains points, les propriétés électriques des composants qui seront fabriqués ultérieurement sur celle-ci risquent d'être fortement dégradées. 30 Ce problème se pose également, que le substrat FDSOI soit du type dans lequel l'épaisseur de la couche d'oxyde enterrée est voisine de 150 nanomètres ou soit du type dans lequel l'épaisseur de cette couche est inférieure ou égale à 30 nanomètres , comme dans les substrats connus sous l'acronyme de "FDSOI UTBOX", (qui signifie "Fully Depleted Silicon On Insulator 35 Ultra Thin Buried Oxide" pour "silicium sur isolant complètement appauvri avec un oxyde enterré ultra mince").
Parmi les caractéristiques électriques pouvant être fortement affectées par des variations de l'épaisseur de la couche active de silicium, on trouve la tension de seuil des transistors FD-SOI, c'est-à-dire la tension en-dessous de laquelle le transistor est dit "bloquant" ("OFF" en anglais) et au-dessus de laquelle il est dit "passant" ("ON" en anglais). La sensibilité de la tension de seuil aux variations d'épaisseur de la couche active est de l'ordre de 25mV/nm. La miniaturisation continue des transistors conduit à resserrer l'intervalle de tolérance dans lequel doit se trouver la tension de seuil de tous les transistors d'un même composant, et donc à réduire les variations tolérées de 10 l'épaisseur de la couche active. L'invention a donc pour but de fournir un procédé d'amincissement de la couche superficielle de silicium d'un substrat SOI, qui permette d'obtenir une couche de silicium amincie d'une épaisseur la plus uniforme possible. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'amincissement de la 15 couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (SOI), destiné à des applications dans les domaines de l'électronique, l'optique et/ou l'optronique, et qui comprend une couche d'isolant enterrée entre ladite couche active de silicium et un support, ce procédé comprenant au moins une étape d'amincissement sacrificiel de ladite couche active de silicium par formation 20 d'une couche d'oxyde de silicium sacrificielle par oxydation thermique et désoxydation sacrificielle de cette couche. Conformément à l'invention, ce procédé comprend en outre : - une étape de formation d'une couche oxyde, dit "complémentaire", sur ladite couche active de silicium, à l'aide d'un plasma 25 oxydant, cette couche d'oxyde complémentaire présentant un profil d'épaisseur complémentaire ou sensiblement complémentaire de celui de ladite couche d'oxyde de silicium sacrificielle, de sorte que la somme des épaisseurs de la couche d'oxyde complémentaire et de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle soit constante ou sensiblement constante sur toute la surface du substrat traité, 30 - une étape de désoxydation de cette couche d'oxyde complémentaire, de façon à amincir ladite couche active de silicium d'une épaisseur homogène, à l'issue de l'ensemble de ces étapes. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, l'amincissement global 35 obtenu est homogène, puisqu'il cumule le retrait de la couche d'oxyde non homogène formée lors de l'oxydation sacrificielle avec le retrait de l'oxyde complémentaire qui vient compenser le profil de la couche d'oxyde sacrificielle. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : - l'étape de formation de l'oxyde complémentaire à l'aide d'un plasma oxydant est réalisée dans un réacteur de type `Reactive Ion Etching' à couplage capacitif et effet magnétron ajustable, à une pression de l'ordre de 10 à 200 mTorr (soit de 1 à 30 Pa) d'oxygène pur, pendant une durée de 10 à 90s, avec une densité de puissance RF comprise entre 0,3 et 3W/cm2, - la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle est réalisée par oxydation humide à une température comprise entre 750°C et 1200 ° C, - la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle est réalisée par oxydation sèche à une température comprise entre 750°C et 1200°C, - la couche d'oxyde de silicium sacrificielle présente une épaisseur plus importante dans sa partie centrale et progressivement moins importante en allant vers sa périphérie annulaire et la couche d'oxyde complémentaire est réalisée de façon à présenter une épaisseur moins importante dans sa partie centrale et progressivement plus importante en allant vers sa périphérie annulaire, - la couche d'oxyde de silicium sacrificielle présente une épaisseur moins importante dans sa partie centrale et progressivement plus importante en allant vers sa périphérie annulaire et la couche d'oxyde complémentaire est réalisée de façon à présenter une épaisseur plus importante dans sa partie centrale et progressivement moins importante en allant vers sa périphérie annulaire, - l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat, en injectant moins de gaz dans la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et progressivement plus de gaz en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, - l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat, en défocalisant ces espèces ionisées et/ou ces radicaux dans la partie 35 où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et en concentrant progressivement ceux-ci en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, grâce à des aimants entourant l'enceinte plasma, - l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du 5 substrat, en disposant ledit substrat sur un socle comprenant plusieurs zones de chauffe indépendantes et en maintenant une température moins importante dans la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et progressivement plus importante en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, 10 - l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat, en disposant le substrat sur une électrode composée de plusieurs sous-électrodes alimentées électriquement indépendamment les unes des autres et en alimentant les sous-électrodes situées au niveau de la partie où l'on souhaite 15 obtenir une épaisseur moindre à une puissance donnée et en alimentant progressivement celles situées en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, à une puissance plus forte, - la désoxydation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle et/ou de la couche d'oxyde complémentaire est réalisée par un traitement à 20 l'acide fluorhydrique (HF), - les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire et de retrait de celle-ci sont effectuées avant l'étape d'amincissement sacrificiel, - les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire et de retrait de celle-ci sont effectuées après l'étape d'amincissement sacrificiel, 25 - les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire et de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle sont effectuées avant une unique étape de désoxydation sacrificielle de ces deux couches, - la couche active de silicium du substrat SOI a été obtenue par détachement le long d'une interface de fragilisation formée dans un substrat dit 30 "donneur", et transfert sur ledit support, en ce que le procédé comprend deux étapes de lissage par recuit thermique rapide (RTA), et l'étape d'amincissement sacrificiel est réalisée entre la première et la seconde étape de recuit thermique rapide (RTA), et les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire et de sa désoxydation sont réalisées après la seconde étape de recuit thermique 35 rapide (RTA), - le traitement de recuit thermique rapide (RTA) consiste à soumettre ledit substrat à une température comprise entre 950°C et 1350°C pendant 10 à 90 secondes environ.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, différents modes de réalisation possibles.
Sur ces dessins : - les figures 1A à 1C sont des schémas représentant les différentes étapes d'amincissement de la couche active d'un substrat SOI par la technique d'oxydation / désoxydation sacrificielle conforme à l'état de la technique, - les figures 2A à 2C, 3A à 3D et 4A à 4D sont des schémas 15 représentant les différentes étapes respectivement d'un premier, d'un deuxième et d'un troisième mode de réalisation du procédé d'amincissement conforme à l'invention, - les figures 5A à 5E sont des figures représentant des résultats de mesure obtenus à l'aide d'un ellipsomètre. 20 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Le procédé conforme à l'invention s'applique à un substrat 1 du type "silicium sur isolant" (SOI), tel que celui représenté par exemple sur la 25 figure 1A. Il comprend une couche d'isolant 4, généralement une couche d'oxyde de silicium (SiO2), enterrée entre une couche active superficielle de silicium 2 et un substrat support 3. Les figures 1B et 1C illustrent le procédé d'amincissement 30 conforme à l'état de la technique, selon lequel on réalise une oxydation thermique sacrificielle de la couche superficielle de silicium 2. Les paramètres de mise en oeuvre de cette oxydation sacrificielle sont décrits ci-après. Il s'agit d'un traitement de surface qui vise à créer une couche 35 mince d'oxyde 20 sur la surface et dans la partie supérieure de la couche de silicium 2, par exposition du substrat 1 à un agent oxydant à haute température.
L'oxydation du silicium est ainsi généralement pratiquée entre 750°C et 1200°C. Cette couche est dénommée "couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20". Ce procédé peut utiliser notamment de la vapeur d'eau (on parle alors d'oxydation humide), ou encore du dioxygène (on parle alors d'oxydation 5 sèche). Les réactions correspondantes sont : Si + 2 H2O SiO2 + 2H2 (oxydation humide) Si + 02 SiO2 (oxydation sèche) L'oxydation humide est plus rapide mais permet d'obtenir un oxyde d'une qualité inférieure à celui obtenu par l'oxydation sèche. 10 Le gaz oxydant peut aussi contenir quelques pourcents d'acide chlorhydrique (HCl), afin de supprimer les ions métalliques qui peuvent s'y trouver. La couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 est formée à la fois par une consommation du silicium de la couche 2 et par l'oxygène apporté par le 15 gaz ambiant. Ainsi, la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 croît à la fois vers l'intérieur du substrat (référence numérique 20a) et vers l'extérieur (référence numérique 20b) du substrat. On considère qu'approximativement 46 % de la couche d'oxyde de silicium 20 s'étend en dessous de la surface d'origine 22 (dénommée également 20 face avant du substrat) et 54 % s'étend au-dessus. En d'autres termes, la partie 20b correspond approximativement à ces 54 %. Selon l'épaisseur désirée de la couche d'oxyde et la température d'oxydation, le temps d'oxydation est généralement compris entre quelques minutes et quelques heures. 25 L'épaisseur globale de la couche formée d'oxyde sacrificiel est généralement comprise entre 50 et 500 nm, typiquement entre 100 et 300 nm. L'oxydation thermique du silicium est souvent pratiquée à l'aide de fours comprenant un ou plusieurs tubes, dans lesquels les substrats à traiter sont chargés. Pour des substrats SOI de grand diamètre, l'oxydation est plus 30 uniforme si elle est pratiquée dans des fours à tubes verticaux, dans lesquels les substrats sont placés horizontalement, les uns en dessous des autres. On constate toutefois que l'épaisseur de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 n'est pas uniforme sur la totalité de la surface du substrat 1. 35 Généralement, et comme cela est représenté de façon schématique sur la figure 1B, la formation de l'oxyde entraine une plus forte consommation du silicium dans la partie centrale de la couche 2 et donc la formation d'une couche d'oxyde de silicium 20 convexe (plus épaisse en son centre). Ainsi, à titre d'exemple, une couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 dont l'épaisseur dans sa partie centrale est de l'ordre de 50 nm, aura une épaisseur dans sa partie annulaire périphérique de l'ordre de 49,5 nm et une telle couche dont l'épaisseur dans sa partie centrale est de l'ordre de 500 nm, aura une épaisseur dans sa partie annulaire périphérique de l'ordre de 497 nm.
De telles variations d'épaisseur peuvent être observées par exemple à l'aide d'un ellipsomètre. L'ellipsonnétrie est une technique optique de caractérisation et d'analyse de surface, fondée sur le changement d'état de polarisation de la lumière, par réflexion de la lumière sur la surface observée. Le retrait de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 ou 15 "désoxydation sacrificielle" est une gravure généralement pratiquée par voie humide. Dans le cas du retrait d'une couche d'oxyde de silicium, l'agent assurant la gravure chimique est à base d'acide fluorhydrique (HF). Selon la concentration de l'acide HF, la vitesse de gravure est typiquement de l'ordre de 20 6 nm par minute avec de l'acide fluorhydrique (HF) à une concentration massique de 1%, ou de 60 nm par minute avec de l'acide fluorhydrique (HF) à une concentration massique de 10%. Ainsi, en utilisant une solution de HF avec cette dernière concentration, à titre d'exemple, pour un oxyde d'une épaisseur voisine de 25 50 nm, la désoxydation proprement dite dure environ 1 minute et pour un oxyde de 500 nm, elle dure environ 10 minutes. L'étape de gravure humide de l'oxyde par de l'acide fluorhydrique (HF) est généralement intégrée dans une séquence de nettoyage pratiquée dans un banc de nettoyage, connu sous la terminologie anglaise de "wet bench". 30 Une telle étape de nettoyage est par exemple réalisée en plongeant le substrat 1 dans un bain d'une solution de nettoyage connue sous la terminologie "SC-1", qui signifie "Standard Cleaning 1" et qui contient un mélange d'hydroxyde d'ammonium (NH4OH), de peroxyde d'hydrogène (H202) et d'eau. Les concentrations massiques typiques en NH4OH et H202 sont respectivement de 35 l'ordre de 1 à 6% et 2 à 6%.
Après le retrait de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 dont l'épaisseur n'est pas uniforme, on obtient une couche superficielle de silicium amincie 21 moins épaisse en son centre que sur ses bords, c'est-à-dire de forme concave, comme on peut le voir sur la figure 1C. Le substrat ainsi obtenu porte la référence 1'. On notera que dans certaines conditions, il est également possible d'obtenir l'inverse, c'est-à-dire une couche d'oxyde sacrificielle plus épaisse à sa périphérie qu'en son centre (c'est-à-dire concave) et donc inversement une couche de silicium amincie convexe. Toutefois, ce cas est beaucoup moins fréquent que le précédent. Parmi les paramètres susceptibles de conduire à une oxydation plus épaisse au centre, ou à l'inverse au bord, on trouve par exemple la pression partielle et le débit des différents gaz injectés lors de l'oxydation, la rampe éventuelle de température lors de l'oxydation (à l'origine d'un gradient éventuel de température entre le bord et le centre des plaques). Le procédé d'amincissement conforme à l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Un premier mode de réalisation de celui-ci va maintenant être décrit en faisant référence aux figures 2A à 2C. Ce procédé d'amincissement s'applique à un substrat SOI 1, tel que celui représenté sur la figure 1A et comprend une étape d'oxydation sacrificielle puis une étape de désoxydation sacrificielle identiques à celles décrites en liaison avec les figures 1B et 1C. Ces étapes ne seront donc pas décrites de nouveau à des fins de simplification. Le procédé conforme à l'invention se poursuit sur le substrat SOI 25 aminci 1', (on notera que les figures 1C et 2A sont identiques). Ce substrat aminci 1' est soumis à une étape de formation d'une couche d'oxyde 5, dite "complémentaire". Par "complémentaire", on désigne une couche dont le profil d'épaisseur complète celui de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 30 formée précédemment, de façon que la somme des épaisseurs de la couche d'oxyde complémentaire 5 et de la couche d'oxyde sacrificielle 20 sur toute la surface du substrat traité (référencé 1 puis 1') soit constante ou sensiblement constante. En d'autres termes, l'épaisseur de la couche d'oxyde complémentaire 5 est moindre aux endroits où la couche d'oxyde sacrificielle 20 est plus épaisse, et 35 inversement, de façon à compenser la non uniformité d'épaisseur de ladite couche d'oxyde sacrificielle 20.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 2B, la couche d'oxyde complémentaire 5 est plus mince en son centre et progressivement plus épaisse en allant vers sa périphérie annulaire. Comme décrit précédemment pour la couche d'oxyde sacrificielle 20, la couche d'oxyde complémentaire 5 croît à la fois vers l'intérieur (référence numérique 5a) en consommant du silicium et vers l'extérieur (référence numérique 5b) du substrat. A l'instar de ce qui est décrit pour l'oxyde complémentaire 5, les contributions 5a et 5b sont toutes deux plus épaisses à la périphérie annulaire du substrat qu'en son centre.
Les paramètres de mise en oeuvre de cette oxydation complémentaire sont décrits ci-après. Cette oxydation complémentaire est réalisée en soumettant la couche de silicium amincie 21 du substrat 1' à un plasma oxydant. Ce plasma oxydant peut être formé à l'aide d'équipements utilisés dans le domaine de la microélectronique, pour réaliser une gravure par voie sèche, par exemple un équipement de type RIE (de l'anglais "Reactive ion Etching" qui signifie "gravure ionique réactive"), ou encore pour réaliser des nettoyages par voie sèche, connus sous l'appellation anglaise de "stripping". Le substrat à traiter est disposé sur une électrode (anode ou cathode) à l'intérieur de l'enceinte d'un réacteur de génération de plasma. Une contre-électrode (cathode ou anode) est disposée également dans l'enceinte ainsi qu'un générateur de puissance (radio-fréquence). Les gaz réactifs sont introduits dans l'enceinte. L'application d'une décharge électrique entre les deux électrodes conduit à l'ionisation d'une partie du gaz. Les espèces présentes dans ce plasma, à savoir des atomes et/ou molécules ionisés et/ou électriquement neutres, des radicaux, peuvent alors réagir avec le substrat. Les différentes technologies de formation du plasma se distinguent par le type de décharge (alternatif ou continu), la pression de fonctionnement (atmosphérique ou basse pression), le type de couplage entre le générateur de puissance et l'enceinte dans laquelle est générée le plasma (capacitif ou inductif), l'électrode sur laquelle est placée le substrat à traiter (anode, cathode). Le plasma oxydant permet de générer une très fine couche d'oxyde de silicium complémentaire dont l'épaisseur moyenne sur le substrat est 35 comprise entre 3 et 20 nm, typiquement entre 5 et 10 nm.
Dans le cas d'un équipement du type RIE précité, par exemple, une exposition de la surface de silicium pendant environ 30 secondes, à un plasma d'oxygène pur, permet de former 5 à 10 nm d'oxyde de silicium (SiO2) selon des pressions typiquement comprises entre 10 et 200 mTorr, (soit environ entre 1 et 30 Pa) et une puissance typiquement de 0.3 à 3W/cm2. Selon le principe de fonctionnement de l'équipement utilisé, la croissance de l'oxyde complémentaire peut être gouvernée par les espèces ionisées bombardant physiquement la surface de la couche traitée (ici la couche de silicium 21) et/ou les radicaux réagissant chimiquement avec cette surface (exemple : les ions positifs ayant capturé un électron avant de réagir chimiquement avec le substrat). Pour chacune des technologies plasma disponibles pour réaliser un oxyde fin complémentaire, il existe un ou plusieurs paramètres sur lesquels il est possible d'agir pour obtenir un oxyde dont l'épaisseur peut être volontairement plus importante au bord qu'au centre (ou inversement si la couche de silicium 21 présente un profil plus épais au centre et plus mince au bord). Il est par exemple possible de créer un gradient de densité d'espèces ionisées et/ou de radicaux entre le bord et le centre du substrat, en injectant plus de gaz au centre qu'au bord ou inversement, ou encore en concentrant ou en défocalisant ces espèces grâce à un système ajustable d'aimants entourant l'enceinte plasma (effet magnétron). Il est également possible de faire croître un oxyde plus important au bord qu'au centre en maintenant une température plus haute au bord qu'au centre, ou l'inverse, grâce à un socle comprenant plusieurs zones de chauffe 25 indépendantes. On peut encore placer le substrat à oxyder par plasma sur une électrode composée de plusieurs sous-électrodes alimentées électriquement indépendamment les unes des autres, et en alimentant les sous électrodes du bord avec une plus forte puissance que celles du centre, ou inversement, de 30 sorte à oxyder le bord plus que le centre, ou inversement. On notera que selon une variante de réalisation simplifiée de l'invention, on choisit de réaliser une couche d'oxyde complémentaire 5 dont l'épaisseur sera globalement plus mince (ou inversement plus épaisse) au centre et progressivement plus épaisse (resp. plus mince) en allant vers sa périphérie 35 annulaire, mais sans effectuer une mesure précise du profil réel de la couche de silicium amincie 21, telle que celle que l'on pourrait obtenir par exemple par ellipsométrie. Toutefois, selon une variante de réalisation perfectionnée de l'invention, on pourrait effectuer un relevé précis du profil (cartographie) par exemple par ellipsométrie et affiner ensuite les paramètres d'ajustement de l'épaisseur de la couche d'oxyde complémentaire en fonction des valeurs des épaisseurs de la couche de silicium amincie 21 relevées en différents points de celle-ci. On procède ensuite au retrait de l'oxyde complémentaire 5, 10 comme représenté sur la figure 2C, de sorte que l'on obtient un substrat SOI 1" présentant une couche de silicium encore plus amincie, référencée 23 et dont l'épaisseur est constante ou quasiment constante sur toute la surface du substrat. Ce retrait de l'oxyde complémentaire 5 se fait de la même façon que le retrait de l'oxyde sacrificiel 20, à savoir par désoxydation. 15 On pourra se reporter à ce sujet aux techniques de désoxydation décrites précédemment. L'oxyde complémentaire 5 obtenu par plasma étant plus fin, le temps de désoxydation et/ou la concentration en acide fluorhydrique (HF) peuvent être réduits en proportion. Typiquement, pour retirer environ 6 nm 20 d'oxyde complémentaire 5 à l'aide d'une solution d'acide fluorhydrique à 1% en volume, une désoxydation de l'ordre d'une minute suffit. Un deuxième mode de réalisation du procédé conforme à l'invention va maintenant être décrit en faisant référence aux figures 3A à 3D. Les éléments identiques à ceux décrits en liaison avec le premier mode de 25 réalisation portent les mêmes références numériques à des fins de simplification et ne seront pas décrits de nouveau en détail. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que l'étape de formation de l'oxyde complémentaire 5 est effectuée avant la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20 et non après. 30 L'oxyde complémentaire 5 est formé sur le substrat SOI 1 par l'une des techniques précitées, de sorte que l'on obtient le substrat oxydé représenté sur la figure 3A. Cet oxyde complémentaire est formé en anticipant sur la différence d'épaisseur que présentera ultérieurement la couche d'oxyde de 35 silicium sacrificielle 20. Ainsi, si l'on sait que la technique qui sera utilisée pour la formation de la couche d'oxyde sacrificielle 20 conduira à former une couche dont l'épaisseur est plus importante au centre que sur les bords, on anticipera en formant une couche d'oxyde complémentaire 5 dont l'épaisseur est plus importante sur les bords qu'au centre. L'inverse s'applique également. On procède ensuite à la désoxydation de la couche d'oxyde complémentaire 5 par l'une des techniques précitées de désoxydation et l'on obtient le substrat référencé 1' présentant une couche superficielle de silicium amincie 21. Sur l'exemple représenté sur la figure 3B, cette couche amincie 21 est plus épaisse en son centre que sur ses bords et présente une forme convexe. L'étape suivante, représentée sur la figure 3C correspond à la 10 formation de la couche d'oxyde sacrificielle 20 et l'étape ultérieure, représentée sur la figure 3D, à la désoxydation de ladite couche d'oxyde 20, conformément à ce qui a été décrit pour le premier mode de réalisation. On obtient le substrat SOI 1" dont la couche de silicium 23 est encore plus amincie que la couche 21, mais surtout dont l'épaisseur est constante ou quasi-constante sur toute la 15 surface du substrat. L'uniformité d'épaisseur de la couche SOI 23 est ainsi conservée, voire améliorée après la séquence globale de finition. Un troisième mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 4A à 4D. Il diffère du premier et du deuxième mode de réalisation, en ce que non seulement l'étape de formation de l'oxyde complémentaire 5 est 20 effectuée avant la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle 20, mais aussi en ce que ces deux étapes sont effectuées successivement, sans étape de désoxydation intermédiaire de la couche d'oxyde complémentaire 5 et avec une seule étape de désoxydation commune de la couche d'oxyde complémentaire 5 et de la couche d'oxyde sacrificielle 20. A l'issue des deux étapes d'oxydation et 25 de l'étape de désoxydation, on obtient le substrat SOI final 1". Selon encore une autre variante, non représentée sur les figures, il est possible de procéder comme dans le troisième mode de réalisation, mais en inversant les étapes représentées sur les figures 4B et 4C, c'est-à-dire en formant d'abord la couche d'oxyde sacrificielle 20, puis la couche d'oxyde 30 complémentaire 5, avant la désoxydation globale. Le procédé conforme à l'invention trouve une application particulière dans le procédé suivant appliqué à un substrat SOI obtenu immédiatement après le détachement du reste du substrat donneur en silicium ("post-splitting" en anglais). 35 Ce procédé comprend les étapes successives suivantes : - a) premier traitement de lissage de la surface de la couche d'oxyde de silicium 2 par recuit thermique rapide (RTA), - b) formation d'une couche d'oxyde sacrificielle puis désoxydation sacrificielle, - c) deuxième traitement de lissage de la surface de la couche superficielle d'oxyde de silicium amincie 21 par recuit thermique rapide (RTA), - d) formation d'une nouvelle couche d'oxyde sacrificielle puis désoxydation sacrificielle, - e) formation de la couche d'oxyde complémentaire suivie d'une 10 désoxydation de cet oxyde complémentaire. Les étapes d) et e) peuvent être interverties. Pour mémoire, le recuit thermique rapide RTA, (d'après la terminologie anglaise de "Rapid Thermal Annealing") est un procédé qui dure typiquement de quelques millisecondes à quelques secondes , voire une à deux 15 minutes. Contrairement aux fours classiques (cf. oxydation), les équipements de RTA permettent le traitement d'une plaque à la fois avec des rampes de montée et descente en température très rapides (typiquement 50°C/s à 500°C/s, voire 1000 ° C/s). Dans le cas présent, la température maximale est comprise entre 20 950°C et 1350°C, typiquement de l'ordre de 1200°C ; la durée de recuit est comprise entre 10 et 90 secondes environ. Le RTA a pour but ici de guérir des défauts cristallins éventuellement présents dans la couche active après le détachement réalisé par implantation d'espèces d'atomiques conformément au procédé connu sous la marque Smart Cut TM 25 EXEMPLE On donnera ci-après le résultat d'un essai effectué avec un substrat SOI soumis au procédé précité incluant les deux étapes de RTA, en faisant référence aux figures 5A à 5E. 30 A l'issue du deuxième RTA de lissage, et donc de la première oxydation/désoxydation sacrificielle, on obtient un substrat dont la couche superficielle de silicium est représentée sur la figure 5A. L'écart entre les zones de plus forte épaisseur et celles de moindre épaisseur du silicium est de 0,71 nm. Toutefois, comme on peut le voir sur la figure, il existe des disparités d'épaisseur 35 importantes entre le centre et la périphérie annulaire qui est plus épaisse.
Après formation de la couche d'oxyde complémentaire sur le silicium , on obtient la couche d'oxyde représentée sur la figure 5B, la couche de silicium située en dessous étant représentée sur la figure 5C. Comme on peut le voir sur la figure 5B, la couche d'oxyde est plus épaisse au bord et son épaisseur décroit de façon assez régulière vers le centre. Ce profil d'oxydation complémentaire a été obtenu par exposition de la surface du SOI à un plasma à base d'oxygène pendant 30s à une pression de l'ordre de 50nnTorr et avec un effet magnétron maximisant l'oxydation en bord par rapport au centre du substrat.
La figure 5D illustre le silicium consommé par l'oxydation complémentaire. Enfin, la figure 5E montre le silicium obtenu après la désoxydation de l'oxyde complémentaire. L'écart entre les zones de plus forte épaisseur et celles de moindre épaisseur du silicium n'est plus que de 0,55 net. Il y a donc une 15 meilleure homogénéité de l'épaisseur.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'amincissement de la couche active de silicium (2) d'un substrat (1) du type "silicium sur isolant" (SOI), destiné à des applications dans les domaines de l'électronique, l'optique et/ou l'optronique, et qui comprend une couche d'isolant (4) enterrée entre ladite couche active de silicium (2) et un support (3), ce procédé comprenant au moins une étape d'amincissement sacrificiel de ladite couche active de silicium (2) par formation d'une couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) par oxydation thermique et désoxydation sacrificielle de cette couche (20), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une étape de formation d'une couche oxyde (5), dit "complémentaire", sur ladite couche active de silicium (2), à l'aide d'un plasma oxydant, cette couche d'oxyde complémentaire (5) présentant un profil d'épaisseur complémentaire ou sensiblement complémentaire de celui de ladite couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20), de sorte que la somme des épaisseurs de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) soit constante ou sensiblement constante sur toute la surface du substrat (1) traité, - une étape de désoxydation de cette couche d'oxyde complémentaire (5), de façon à amincir ladite couche active de silicium (2) d'une épaisseur homogène, à l'issue de l'ensemble de ces étapes.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de formation de l'oxyde complémentaire (5) à l'aide d'un plasma oxydant est réalisée dans un réacteur de type `Reactive Ion Etching' à couplage capacitif et effet magnétron ajustable, à une pression de l'ordre de 10 à 200 mTorr (soit de 1 à 30 Pa) d'oxygène pur, pendant une durée de 10 à 90s, avec une densité de puissance RF comprise entre 0,3 et 3W/cm2.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) est réalisée par oxydation humide à une température comprise entre 750°C et 1200°C.
  4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la formation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) est réalisée par oxydation sèche à une température comprise entre 750°C et 1200°C.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) présente une épaisseur plus importante dans sa partie centrale et progressivement moins importante en allant vers sa périphérie annulaire et en ce que la couche d'oxyde complémentaire (5) est réalisée de façon à présenter une épaisseur moins importante dans sa partie centrale et progressivement plus importante en allant vers sa périphérie annulaire.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) présente une épaisseur moins importante dans sa partie centrale et progressivement plus importante en allant vers sa périphérie annulaire et en ce que la couche d'oxyde complémentaire (5) est réalisée de façon à présenter une épaisseur plus importante dans sa partie centrale et progressivement moins importante en allant vers sa périphérie annulaire.
  7. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat (1), en injectant moins de gaz dans la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et progressivement plus de gaz en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante.
  8. 8. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat (1), en défocalisant ces espèces ionisées et/ou ces radicaux dans la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et en concentrant progressivement ceux-ci en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, grâce à des aimants entourant l'enceinte plasma.
  9. 9. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat (1), en disposant ledit substrat sur un socle comprenant plusieurs zones de chauffe indépendantes et en maintenant une température moins importante dans la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre et progressivement plus importante en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante.
  10. 10. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on crée un gradient de densité des espèces ionisées et/ou des radicaux du plasma oxydant entre la partie centrale et la périphérie annulaire du substrat (1), en disposant le substrat (1) sur une électrode composée de plusieurs sous- électrodes alimentées électriquement indépendamment les unes des autres et en alimentant les sous-électrodes situées au niveau de la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur moindre à une puissance donnée et en alimentant progressivement celles situées en allant vers la partie où l'on souhaite obtenir une épaisseur plus importante, à une puissance plus forte.
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la désoxydation de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) et/ou de la couche d'oxyde complémentaire (5) est réalisée par un traitement à l'acide fluorhydrique (HF).
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de retrait de celle-ci sont effectuées avant l'étape d'amincissement sacrificiel.
  13. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de retrait de celle-ci sont effectuées après l'étape d'amincissement sacrificiel.
  14. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de la couche d'oxyde de silicium sacrificielle (20) sont effectuées avant une unique étape de désoxydation sacrificielle de ces deux couches (5, 20).
  15. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche active de silicium (2) du substrat SOI (1) a été obtenue par détachement le long d'une interface de fragilisation formée dans un substrat dit "donneur", et transfert sur ledit support (3), en ce que le procédé comprend deux étapes de lissage par recuit thermique rapide (RTA), et en ce que l'étape d'amincissement sacrificiel est réalisée entre la première et la seconde étape de recuit thermique rapide (RTA), et les étapes de formation de la couche d'oxyde complémentaire (5) et de sa désoxydation sont réalisées après la seconde étape de recuit thermique rapide (RTA).
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le traitement de recuit thermique rapide (RTA) consiste à soumettre ledit substrat (1) à une température comprise entre 950°C et 1350°C pendant 10 à 90 secondes environ.
FR1252203A 2012-03-12 2012-03-12 Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi). Expired - Fee Related FR2987935B1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1252203A FR2987935B1 (fr) 2012-03-12 2012-03-12 Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi).
CN201380013727.7A CN104160475B (zh) 2012-03-12 2013-01-30 “绝缘体上硅”(soi)型衬底的活性硅层的薄化方法
SG11201405349WA SG11201405349WA (en) 2012-03-12 2013-01-30 Process for thinning the active silicon layer of a substrate of "silicon on insulator" (soi) type
PCT/IB2013/000147 WO2013136146A1 (fr) 2012-03-12 2013-01-30 Procédé d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat de type silicium sur isolant
KR20147025599A KR20140135980A (ko) 2012-03-12 2013-01-30 실리콘 온 인슐레이터(soi) 타입 기판의 활성 실리콘층 박막화 공정
US14/382,738 US9082819B2 (en) 2012-03-12 2013-01-30 Process for thinning the active silicon layer of a substrate of “silicon on insulator” (SOI) type
DE112013001393.2T DE112013001393T5 (de) 2012-03-12 2013-01-30 Verfahren zum Dünnen der aktiven Siliziumschicht eines Substrats vom Typ "Silizium-auf-lsolator" (SOI))

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1252203A FR2987935B1 (fr) 2012-03-12 2012-03-12 Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi).

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2987935A1 true FR2987935A1 (fr) 2013-09-13
FR2987935B1 FR2987935B1 (fr) 2016-07-22

Family

ID=47747710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1252203A Expired - Fee Related FR2987935B1 (fr) 2012-03-12 2012-03-12 Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi).

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9082819B2 (fr)
KR (1) KR20140135980A (fr)
CN (1) CN104160475B (fr)
DE (1) DE112013001393T5 (fr)
FR (1) FR2987935B1 (fr)
SG (1) SG11201405349WA (fr)
WO (1) WO2013136146A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3234987B1 (fr) 2014-12-19 2020-09-23 GlobalWafers Co., Ltd. Systèmes et procédés destinés à effectuer des processus de lissage épitaxial sur des structures semi-conductrices
US10304723B1 (en) * 2017-11-22 2019-05-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Process to form SOI substrate
US10395974B1 (en) * 2018-04-25 2019-08-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming a thin semiconductor-on-insulator (SOI) substrate
FR3132380A1 (fr) * 2022-01-31 2023-08-04 Soitec Procédé de fabrication d’une structure de type double semi-conducteur sur isolant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040121598A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-24 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for planarization of a material by growing a sacrificial film with customized thickness profile
EP1705704A1 (fr) * 2004-01-08 2006-09-27 SUMCO Corporation Procede de production d'une plaquette soi
WO2012012138A2 (fr) * 2010-06-30 2012-01-26 Corning Incorporated Procédé de finition de silicium sur des substrats isolants

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080070340A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Nicholas Francis Borrelli Image sensor using thin-film SOI
FR2912259B1 (fr) * 2007-02-01 2009-06-05 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'un substrat du type "silicium sur isolant".

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040121598A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-24 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for planarization of a material by growing a sacrificial film with customized thickness profile
EP1705704A1 (fr) * 2004-01-08 2006-09-27 SUMCO Corporation Procede de production d'une plaquette soi
WO2012012138A2 (fr) * 2010-06-30 2012-01-26 Corning Incorporated Procédé de finition de silicium sur des substrats isolants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SANO Y ET AL: "Ultraprecision finishing technique by numerically controlled sacrificial oxidation", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 310, no. 7-9, 1 April 2008 (2008-04-01), pages 2173 - 2177, XP022697602, ISSN: 0022-0248, [retrieved on 20071122], DOI: 10.1016/J.JCRYSGRO.2007.11.094 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013136146A1 (fr) 2013-09-19
US20150031190A1 (en) 2015-01-29
US9082819B2 (en) 2015-07-14
DE112013001393T5 (de) 2014-11-20
CN104160475A (zh) 2014-11-19
KR20140135980A (ko) 2014-11-27
CN104160475B (zh) 2016-12-07
FR2987935B1 (fr) 2016-07-22
SG11201405349WA (en) 2014-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2939262B1 (fr) Procédé microélectronique de gravure d'une couche
FR2896619A1 (fr) Procede de fabrication d'un substrat composite a proprietes electriques ameliorees
EP0780889B1 (fr) Procédé de depôt sélectif d'un siliciure de métal réfractaire sur du silicium
FR2888663A1 (fr) Procede de diminution de la rugosite d'une couche epaisse d'isolant
WO2001015218A1 (fr) Procede de traitement de substrats pour la micro-electronique et substrats obtenus par ce procede
EP1412972A2 (fr) Procede de diminution de rugosite de surface
FR2797713A1 (fr) Procede de traitement de substrats pour la microelectronique et substrats obtenus par ce procede
EP1811561A1 (fr) Procédé de fabrication d'un substrat composite
FR2777115A1 (fr) Procede de traitement de substrats semi-conducteurs et structures obtenues par ce procede
EP1435111A1 (fr) Procede de fabrication de couches minces contenant des microcomposants
FR2912259A1 (fr) Procede de fabrication d'un substrat du type "silicium sur isolant".
FR3094573A1 (fr) Procede de preparation d’une couche mince de materiau ferroelectrique
EP4189734A1 (fr) Procede de report d'une couche mince sur un substrat support muni d'une couche de piegeage de charges
FR2903809A1 (fr) Traitement thermique de stabilisation d'interface e collage.
FR2987935A1 (fr) Procede d'amincissement de la couche active de silicium d'un substrat du type "silicium sur isolant" (soi).
FR2912258A1 (fr) "procede de fabrication d'un substrat du type silicium sur isolant"
FR2991099A1 (fr) Procede de traitement d'une structure semi-conducteur sur isolant en vue d'uniformiser l'epaisseur de la couche semi-conductrice
EP1473765B1 (fr) Traitement par brossage d'une plaquette semiconductrice avant collage
FR2987682A1 (fr) Procede de test d'une structure semi-conducteur sur isolant et application dudit test pour la fabrication d'une telle structure
EP4000090B1 (fr) Procédé de collage hydrophile de substrats
FR3118828A1 (fr) Procédé de collage direct de substrats
EP4078658B1 (fr) Procede de gravure de substrats comportant une couche mince superficielle, pour ameliorer l'uniformite d'epaisseur de ladite couche
FR3071663A1 (fr) Procede de fabrication de plaque soi, et plaque soi
FR3007891A1 (fr) Procede de fabrication d'une structure composite
FR3106236A1 (fr) Procédé de fabrication d’un capteur d’image

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

ST Notification of lapse

Effective date: 20191105