FR2995618A1 - Procede de traitement de surface de monocristaux de materiaux - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau, permettant d'obtenir, après croissance à sa surface, des monocristaux de très haute qualité et présentant peu de défauts cristallins. L'invention concerne également l'utilisation d'un tel procédé pour la fabrication de composants électronique de puissance, de détecteurs de rayonnements de fortes énergies, de monochromateurs pour les rayonnements X synchrotron, de dispositifs optoélectroniques, et de dispositifs électroniques performants.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACE DE MONOCRISTAUX DE MATERIAUX La présente invention concerne un procédé de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau, permettant d'obtenir, après croissance à sa surface, des monocristaux de très haute qualité et présentant peu de défauts cristallins. L'invention concerne également l'utilisation d'un tel procédé pour la fabrication de composants électronique de puissance, de détecteurs de rayonnements de fortes énergies, de monochromateurs pour les rayonnements X synchrotron, de dispositifs optoélectroniques, et de dispositifs électroniques performants.

Le développement de monocristaux de matériaux de très hautes pureté et qualité cristalline connaît depuis quelques années un intérêt grandissant. Dans le cas du diamant, la mise à disposition de monocristaux de diamant ayant des densités de défauts très faibles associées à une grande pureté est un enjeu crucial pour les industriels intéressés par le développement d'une filière « diamant » et pour les industriels concernés par l'électronique de puissance. De tels monocristaux intéressent également les communautés cherchant à réaliser, par exemple, des détecteurs de rayonnements de fortes énergies (Pernegger, H., High mobility diamonds and particle detectors, Physica Status Solidi (a), 2006, vol. 203, pages 3299-3314) et des monochromateurs en diamant pour les rayonnements X synchrotron (Shvyd'ko, Y. V. et al., High-reflectivity high-resolution X-ray crystal optics with diamonds, Nat Phys, 2010, vol. 6, pages 196-199). Dans le cas de monocristaux d'autres matériaux comme les nitrures, l'obtention de films cristallins présentant une densité de dislocations très faible reste également un enjeu majeur en vue d'obtenir des dispositifs optoélectroniques (LEDs) et électroniques 25 performants comme les transistors HEMT ou High Electron Mobility Transistor en anglais (Bennett, S. E., Dislocations and their reduction in GaN, literature review: Materials Science and Technology, 2010, vol. 26, page 1017). Les applications des matériaux comme les carbures, par exemple, du SiC, nécessitant de très faibles densités de dislocations sont principalement celles de 30 l'électronique. En électronique de puissance, le SiC peut être utilisé comme composant actif pour la réalisation de MOSFET (de l'anglais Metal-Oxide-Semiconductor Field- Effect Transistor) ou de diodes Shottky, par exemple. Dans l'ensemble des applications électroniques, le SiC peut servir de matériau support sur lequel l'épitaxie de couches actives d'un autre matériau peut être réalisée. Par exemple, des lasers à base de GaN/InGaN sont souvent fabriqués sur des plaques de SiC permettant de bénéficier de la bonne conductivité thermique du matériau ou de sa résistivité électrique. Il est clair que dans le cadre de ces applications, la qualité cristalline du substrat de départ joue un rôle crucial sur les performances finales du composant. Les procédés d'élaboration de diamant par haute pression haute température (HPHT) permettent d'atteindre d'assez faibles densités de dislocation. Toutefois, il est extrêmement difficile de contrôler la pureté des cristaux par ces procédés, en raison de l'environnement de croissance qui est généralement un bain de métal liquide sous pression. La pureté des cristaux obtenus par ce type de procédé est donc, en général, médiocre et incompatible avec les applications en électronique. La technique de dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais chemical vapor deposition) permet un bon contrôle du taux d'impuretés dans les cristaux par la maîtrise de la pureté de la phase gazeuse, contrairement à la méthode de haute 15 pression haute température (HPHT). La technique de dépôt PACVD (Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) a montré sa capacité à obtenir des monocristaux de diamant de très grande pureté avec assez peu de dislocations grâce à des prétraitements de gravure plasma (ICP ou RIE) (A. Tallaire, et al., Oxygen plasma pre-treatments for high quality homoepitaxial CVD 20 diamond deposition: Phys. Stat. Sol. (a), 2004, vol. 201, pages 2419-2424 ; P. N. Volpe et al., Defect analysis and excitons diffusion in undoped homo epitaxial diamond films alter polishing and oxygen plasma etching: Diamond & Related Materials, 2009, vol. 18, page 1205; I. Friel et al., Control of surface and bulk crystalline quality in single crystal diamond grown by chemical vapour deposition. Diam. & Relat. Mat. 2009, vol. 18, page 25 808). Néanmoins, actuellement la qualité finale du cristal obtenue par CVD assistée par plasma reste encore fortement tributaire de la qualité du substrat germe, notamment en raison des dislocations de coeur qu'il peut contenir. Seuls des substrats « exceptionnels », donc très coûteux et surtout pratiquement non disponibles, pourraient permettre, sans prétraitements, de produire des films CVD de bonne qualité. 30 Il existe donc un réel besoin d'un procédé de traitement de monocristaux de matériau (aussi appelés cristaux « germes ») permettant d'obtenir, après croissance ou dépôt à leur surface, un film monocristallin d'un matériau de très haute qualité cristalline.

En particulier, il existe un réel besoin d'un procédé de traitement de monocristaux de matériaux (aussi appelés cristaux « germes ») - en tant que traitement préalable à la croissance ou au dépôt d'un film monocristallin d'un matériau, à la surface des monocristaux traités ; - conduisant, après croissance ou dépôt, à l'obtention de films cristallins de matériaux de très haute qualité cristalline et/ou présentant peu de défauts cristallins, notamment une faible densité de dislocations. Plus particulièrement, il existe un réel besoin d'un procédé de traitement de monocristaux de matériau (ou cristaux « germes ») tel que décrit ci-dessus qui ne nécessite 10 pas l'emploi de cristaux « germe » coûteux et peu disponibles. La présente invention a précisément pour but de répondre à ces besoins en fournissant un procédé de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : a) gravure d'un monocristal d'un matériau ; 15 b) dépôt d'un film métallique sur la surface du monocristal issu de l'étape a), par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou une variante de ce procédé ; et c) traitement thermique du monocristal issu de l'étape b). Le procédé de l'invention permet de réduire l'impact que les défauts cristallins 20 des cristaux « germes » pourront avoir sur un film monocristallin d'un matériau déposé à leur surface, notamment en empêchant leur propagation dans ledit film. Ainsi, grâce au procédé de l'invention, à partir d'un cristal germe de qualité médiocre il est possible de faire croître un film monocristallin d'un matériau de meilleure qualité. Les défauts cristallins présents à la surface du monocristal de départ se trouvent 25 « masqués » par le procédé de l'invention. De ce fait, le film monocristallin d'un matériau déposé à la surface dudit monocristal contient moins de défauts cristallins, en particulier moins de dislocations. Cela se traduit alors par une réduction de la densité des dislocations conduisant alors à des films mono cristallins de haute qualité cristalline. Par dislocation, on entend un défaut linéaire correspondant à une discontinuité 30 dans l'organisation de la structure cristalline d'un matériau monocristallin. Les dislocations qui sont des défauts étendus dans les cristaux tendent à se former et à se propager le long de la direction de croissance (« dislocations traversantes »), soit dans le prolongement de dislocations ou défauts déjà existant dans le substrat (origine A), soit au niveau de l'interface avec le substrat en raison de la présence de contaminants ou de contraintes (origine B). Ces dislocations viennent alors abaisser fortement les champs de claquage du matériau et les mobilités des porteurs de charges en se comportant soit comme des pièges, des centres recombinants ou des chemins de conduction parasites pour les porteurs de charge. Le procédé de l'invention permet de limiter, plus spécifiquement, les défauts d'origine A. La densité de dislocations d'un cristal, exprimée en cm-2, correspond au nombre de lignes de dislocation par unité de surface du cristal. En fait, la densité de dislocation est définie comme la longueur totale des dislocations (en m) rapportée sur le volume du 10 cristal (en m3). Le résultat est donc exprimé en m-2. Elle varie typiquement entre 105 et - -12 1U cm -2 suivant le type et la qualité du matériau. Plus la densité des dislocations est réduite, meilleures seront la qualité cristalline et les propriétés électriques du film monocristallin. Le procédé de traitement de surface selon l'invention peut s'appliquer à différents 15 types de matériau. De préférence, le monocristal utilisé dans le procédé de l'invention est un monocristal d'un matériau choisi parmi : - le diamant ; - les carbures choisis parmi les carbures de bore, de silicium (SiC) ; - les nitrures choisis parmi BN, GaN, AIN, InN ou leurs alliages ; 20 - les oxydes choisis parmi le quartz, ZnO, MgO. De tels monocristaux peuvent être obtenus commercialement et en grande quantité. Ils peuvent être de qualité moyenne ou haute. Les matériaux semi-conducteurs classiques comme le silicium et le germanium peuvent également convenir. 15 De préférence, le monocristal utilisé dans le procédé de l'invention est un monocristal de diamant ou de SiC. La première étape du procédé de traitement de surface de l'invention est l'étape de gravure d'un monocristal d'un matériau (étape a). Cette étape permet de révéler les défauts présents dans le monocristal et qui émergent à sa surface, notamment les 30 dislocations, en faisant apparaître des figures de gravure typiques (trous pyramidaux ou « etch-pits » en anglais) à l'endroit où se trouvent ces défauts.

Par gravure, on entend l'opération qui consiste à retirer une ou plusieurs couches de surface d'un monocristal d'un matériau. Lorsque cela s'avère nécessaire, le monocristal peut éventuellement subir plusieurs étapes de gravure. L'étape de gravure a) peut être une gravure chimique.

La gravure chimique peut être une « gravure chimique par voie humide ». Selon cette technique, le substrat à graver est plongé dans une solution qui va attaquer chimiquement la surface du substrat non-protégée. Il s'agit en général d'un acide comme l'acide fluorhydrique, l'acide chlorhydrique ou plus faible, tel que l'acide citrique. La gravure peut également être réalisée avec une solution basique, comme une solution de potasse (KOH), par exemple. La gravure chimique peut également être « une gravure chimique par voie sèche ». Cette technique, qui est une technique physico-chimique, repose sur l'action combinée d'espèces chimiques neutres réactives et éventuellement d'un bombardement de la surface à graver par des ions, ces ions étant issus d'un plasma. La mise en oeuvre d'une gravure chimique par voie sèche est à titre d'exemple la suivante : un premier gaz relativement inerte chimiquement sera ionisé bombardant la surface du substrat puis un gaz fortement réactif est ajouté (en général un dérivé du fluor comme l'hexafluorure de soufre (SF6), le tétrafluorure de carbone (CF4), ou un dérivé du chlore comme le trichlorure de bore (BC13), le dichlore (C12), le tétrachlorure de silicium (SiC14), etc.). Le gaz réactif sera ionisé et réagira chimiquement avec la surface du substrat, formant un composé volatil. Selon une variante préférée de l'invention, la gravure de l'étape a) est une gravure chimique par voie sèche, notamment une gravure au plasma. Le plasma peut être constitué d'un gaz ou d'un mélange d'au moins deux gaz choisi(s) parmiT oxygène, l'argon, le xénon, l'hélium, l'azote, l'hydrogène, le méthane, le fluor ou le chlore. Le plasma peut être, par exemple, un mélange d'hydrogène et d'oxygène (H2/02), un mélange d'argon d'hydrogène et d'oxygène (Ar/H2/02), un mélange d'argon et de chlore (Ar/C12). Le plasma est, de préférence, un mélange d'hydrogène et d'oxygène (H2/02). De 30 tels mélanges de plasmas peuvent être réalisés in situ, par exemple dans des conditions décrites par J. Achard et al., 2007, J. Phys. D : Appl. Phys., vol. 40, pages 6175-6188 ; Lee et al., DRM 2008, 17, p.1292 ; A. Tallaire et al., 2004, Phys. Stat. Solidi A, vol. 201, pages 2419-2424).

La proportion massique de chacun des gaz constituant le plasma dépend de la nature des gaz. Dans tous les cas et quelque soit le gaz ou le mélange de gaz utilisé(s), la proportion massique totale des gaz constituant le plasma doit être de 100. A titre d'exemple, on peut citer un plasma qui est un mélange : - d'hydrogène et d'oxygène (H2/02) dans une proportion massique pouvant aller de 99/1 à 96/4, bornes incluses ; - d'argon et de chlore (Ar/C12) dans une proportion massique 40/60 ; ou - d'argon, d'hydrogène et d'oxygène (ArIH2/02) dans une proportion massique 10/88/2. Le plasma est, de préférence, un mélange d'hydrogène et d'oxygène (H2/02) dans une proportion massique 98/2. Les proportions des gaz sont réglées en ajustant des débits massiques de gaz. Dans le cadre de la présente invention, plus particulièrement, l'étape a) consiste à placer le substrat à graver dans une chambre dans laquelle un vide secondaire (avec une pression comprise entre 10-3 à 10-7 mbars ou entre 0,1 à 10-5 Pa, bornes incluses) est effectué. Un ou plusieurs gaz est (sont) ensuite introduit(s). Dans la variante préférée de la présente invention, les gaz introduits sont l'oxygène (02) et l'hydrogène (H2). Un champ électrique élevé compris dans l'intervalle 15-18 kV/m est imposé à l'intérieur d'une cavité micro-onde, générant dans la chambre un plasma, c'est-à-dire un gaz ou un mélange de gaz, en partie ionisé. Dans la variante préférée de la présente invention, l'oxygène et l'hydrogène sont ainsi dissociés et les espèces réactives formées sont 0, H et OH. Le substrat subit alors une érosion chimique de sa surface sous l'action des espèces réactives créées par le plasma. Le plasma peut être produit par différentes sources, par exemple, par une source micro-onde ou une source radiofréquence ou même DC (Direct Current). Dans le cadre de la présente invention, le plasma est avantageusement produit par une source micro-onde dont la puissance est supérieure à 600 W et peut aller de 800 à 6000W, de préférence entre 2000 et 4000 W, bornes incluses, dans un réacteur BJS®1 50 commercialisé par la Société Plassys.

La gravure chimique par voie sèche au plasma peut se faire dans un réacteur dont la pression, avant introduction des gaz constituant le plasma, peut varier largement. Elle est typiquement, de 0,5 Pa (cas de la gravure ICP ou Inductively Coupled Plasma en anglais) à plusieurs centaines d'hectopascal (cas des gravures par plasma micro-onde notamment plasma 112/02). Plus particulièrement, l'étape de gravure a) est réalisée lorsque la pression est comprise entre 2000 et 40000 Pa, de préférence entre 12000 et 25000 Pa, bornes incluses. L'étape de gravure a) peut être réalisée à une température de surface du 5 monocristal comprise entre 100 et 1500°C, par exemple de 300 à 1200°C, de préférence de 500 à 1000°C, bornes incluses mesuré par un pyromètre bichromatique, tel que le pyromètre Williamson modèle Pro 82-40®. La durée de l'étape de gravure a) dépend de la nature du monocristal de départ et de sa qualité cristalline (avec plus ou moins de défauts). Elle peut être de 1 minute à 7 10 heures, de préférence de 5 minutes à 4 heures, plus préférentiellement de 30 à 90 minutes, bornes incluses. A l'issue de l'étape a), le monocristal gravé est directement soumis à l'étape b). Un film métallique est alors déposé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou une variante de ce procédé (étape b) à la surface dudit monocristal. 15 Au cours de l'étape b), le dépôt ou la croissance du film métallique s'effectue sur les défauts préalablement révélés par la gravure à l'étape a), avant de recouvrir complètement la surface du monocristal. Le métal doit donc pouvoir diffuser vers les points d'accroche qui sont les défauts cristallins du monocristal tout en ayant une adhésion faible sur la surface du monocristal 20 qui ne comporte pas de défaut. L'élément métallique à déposer doit être un métal d'une très bonne stabilité thermique et peu réactif, qui ne réagit pas chimiquement avec le monocristal en formant, par exemple, du carbure avec le monocristal lorsque celui-ci est du diamant. L'énergie de surface du métal doit aussi être faible de sorte que le film métallique déposé puisse se 25 délaminer aisément. _L'élément rné_tallique du film métallique déposé à l'étape b) est avantageusement choisi parmi le platine, l'iridium, le palladium, le rhodium, l'or ou l'argent peuvent convenir. Dans le cas où le monocristal est du diamant, le platine et l'iridium présentent les propriétés recherchées. Selon une variante préférée de l'invention, l'élément métallique est choisi parmi 30 le platine ou l'iridium. Différents composés organométalliques de platine et d'iridium, qui sont des complexes contenant du platine ou de l'iridium et des ligands organiques, peuvent être utilisés. Ces complexes, également appelés ici précurseurs, sont largement décrits dans la littérature. A titre indicatif de précurseurs de platine, on peut citer par exemple : Pt(acac)2, Pt(PF3)4, (cod)PtMe2, MeCpPtMe3, EtCpPtMe3. D'autres précurseurs de platine tels que ceux décrits dans la demande de brevet français FR 2940980 ou encore ceux décrits par C. Thurier et al. (C. Thurier, P.Doppelt, Coord. Chem. Rev., 2008, vol. 152, pages 155-169), peuvent également être utilisés. A titre indicatif de précurseurs d'iridium, on peut citer par exemple : Ir2(PF3)4, Ir(acac)3, Ir(beta-dicétonate)(COD) . D'autres précurseurs d'iridium tels que ceux décrits 10 dans P.D. Tran et al., (Chem Vap. Deposition, 2009, pages 1-7), peuvent également convenir. Les points d'ancrage mécanique du film métallique déposé sont principalement chimiques, en particulier les défauts de la surface qui contiennent, entre autres, des liaisons C-0 ou C-C capables de fixer les métaux, en particulier le platine ou l'iridium. 15 Par exemple, lorsque le monocristal de matériau est le diamant et l'élément métallique est le platine, les points de fixation du film de platine sont principalement de fortes liaisons chimiques telles que [Pt C-0] ou [Pt C=C] qui permettent un véritable ancrage mécanique et se localisent dans un premier temps, sur les défauts de la surface préalablement révélés par la gravure à l'étape a), avant de recouvrir complètement la surface de diamant. 20 Comme déjà indiqué, le dépôt d'un film métallique sur la surface du monocristal obtenu à l'étape a) peut se faire par un procédé de dépôt en phase vapeur (CVD) ou une variante de ce procédé. Dans un procédé CVD typique, le monocristal issu de l'étape a) est exposé à un ou plusieurs précurseurs en phase gazeuse, qui réagissent et/ou se décomposent à la 25 surface dudit_monocristal pour générer le dépôt désiré. Fréquemment des sous-produits de réactions, eux-mêmes en phase gazeuse, sont produits et évacués par le flux gazeux qui traverse en continu la chambre de réaction. Le dépôt d'un film métallique sur la surface du monocristal traité à l'étape a) peut encore être réalisé par une variante de CVD. On peut utiliser l'une quelconque des 30 variantes de CVD connus de l'homme du métier comme par exemple, les procédés assistés par plasma comme MPCVD (ou Microwave plasma-assisted en anglais) ; PECVD (ou Plasma Enhanced CVD en anglais) ; RPECVD (ou Remote plasma-enhanced en anglais) ; ALCVD (ou Atomic layer CVD en anglais) ; HWCVD (ou Hot wire CVD en anglais) ; ou MOCVD (de l'anglais Metalorganic chemical vapor deposition). Parmi tous les procédés de dépôt de métaux, le procédé de dépôt chimique en phase vapeur d'un composé organométallique (MOCVD) qui est le procédé préféré dans le 5 cadre de la présente invention, donne de très bons résultats en termes de coûts, de températures de traitement, de durées, de pouvoir couvrant et de qualité générale du dépôt. La possibilité de former un dépôt métallique satisfaisant par la méthode MOCVD dépend de la volatilité du précurseur. En effet, cette méthode requiert la possibilité d'obtenir une pression de vapeur élevée du précurseur et une stabilité élevée de ce même 10 précurseur. A titre d'exemple de précurseur, on peut citer, (nbd)Pt(CH3)2 et IreF3)4. D'autres précurseurs de Pt comme ceux décrits dans Cyril Thurier, Pascal Doppelt , Coordination Chemistry Reviews, 2008, 252, pages 155-169 ou d'Ir comme ceux décrits dans P.D. Tran et al., Chem Vap. Deposition, 2009, pages 1-7, peuvent également être cités à titre d'exemple. 15 Le principe du MOCVD est de vaporiser un précurseur volatil du métal, à savoir un complexe organométallique, qui va venir se décomposer thermiquement sur le substrat (ici le monocristal gravé) pour former un film métallique. En pratique la vaporisation se fait dans des conditions de pression et de température permettant d'obtenir une tension de vapeur du précurseur suffisante pour le dépôt, tout en restant dans son domaine de 20 stabilité. Le substrat (ici le monocristal issu de l'étape a)) quant à lui est chauffé au-delà de ce domaine de stabilité, ce qui permet la décomposition de l'assemblage organométallique et la formation de particules de métal. Le procédé de dépôt par CVD présente différents avantages sur les autres méthodes connues : la température de pyrolyse en CVD de composés organométalliques est 1 à 2 milliers de degrés plus bas que pour les 25 autres techniques de dépôt en phase vapeur. Les filins obtenus sont denses et uniformes (ils ne présentent pas de lacunes visibles au microscope électronique à balayage ou à force atomique dans les films formés à la surface du monocristal) et continus, ce qui permet d'éviter une porosité incompatible avec de bonnes propriétés électriques. C'est donc une méthode rapide et économique pour obtenir des dépôts de films contrôlés de bonne 30 qualité. Le dépôt chimique en phase vapeur MOCVD comprend au moins deux étapes : une première étape de mise en phase vapeur du précurseur, dans des conditions qui n'affectent pas sa stabilité, et une seconde étape de décomposition du précurseur sur un monocristal issu de l'étape a). On peut effectuer la mise en phase vapeur du précurseur pur, qu'il soit liquide ou solide à température ambiante (20 ± 5°C), ou du précurseur en solution dans un solvant.

Dans le cas d'un précurseur de Pt, par exemple, l'utilisation d'une solution de celui-ci peut s'avérer avantageuse. Cependant, dans le cas d'un précurseur d'Ir, son utilisation sous forme solide peut s'avérer avantageuse, lorsque ce précurseur d'Ir n'est pas stable en solution. Parmi les solvants utilisables pour la mise en oeuvre du procédé de dépôt de 10 l'étape b), les composés organiques qui sont liquides à température ambiante (20 ± 5°C) et jusqu'à environ 200° C dans les conditions normales de pression, qui ne réagissent ni avec le précurseur ni avec le monocristal et qui sont résistants à l'oxydation, sont préférés. A titre d'exemple, on peut citer les solvants hydrocarbonés cycliques tels que par exemple le cyclohexane ou le tétrahydrofuranne et les solvants aromatiques tels que le mésitylène, le 15 xylène, le toluène ou encore le n-octane. Lorsque le précurseur est utilisé sous forme d'une solution dans un liquide organique, la concentration en précurseur de la solution est avantageusement supérieure ou égale à 10-3 mol/1. Lorsque l'on utilise une solution très diluée de précurseur, on favorise la formation d'un dépôt discontinu de particules métalliques, tandis que des concentrations 20 élevées favorisent la formation d'un film continu. La dilution de la solution de précurseur influe aussi sur la taille des cristaux formés. Lors de la mise en oeuvre du dépôt de films métalliques sur le monocristal issu de l'étape a), la composition contenant le précurseur est envoyée dans un dispositif de vaporisation par l'intermédiaire duquel elle est introduite dans une enceinte de dépôt à 25 température élev_ée qui_c_o_ntient Le support sur lequel la couche de métal doit être déposée. Par exemple on fait buller un gaz dans le réservoir contenant le précurseur et ce gaz entraîne le précurseur en phase vapeur. De façon habituelle, avant son arrivée dans le dispositif de vaporisation, le précurseur est maintenu dans un réservoir à température ambiante (20 ± 5°C). La 30 vaporisation du précurseur peut être effectuée à l'aide de divers dispositifs connus de l'homme de métier. Par exemple, on peut citer le dispositif décrit dans T. Y. Chen et al., Chem. Mat. 2001, 13, 3993, commercialisé par la société Jipelec sous le nom de "Infect Système d'injection et d'évaporation de précurseurs liquides purs ou sous forme de solutions". Lorsque le précurseur est liquide ou qu'il est mis en solution, on peut utiliser pour son introduction dans l'enceinte de dépôt le procédé d'injection liquide 5 d'organométalliques par CVD (DLI-MOCVD) tel que décrit dans W02007/088292. Le principe de la DLI-MOCVD est issu des systèmes classiques de CVD. Les espèces réactives sont apportées sous forme liquide et sont injectées à haute pression par des injecteurs. Ce procédé permet de contrôler la morphologie des particules en fonction des paramètres d'élaboration (la masse de produit injecté, la fréquence d'injection, le solvant 10 du précurseur et le temps de dépôt) et permet une mise en oeuvre facile à l'échelle industrielle. Le précurseur est ainsi, par l'une quelconque des méthodes citées ci-dessus, introduit dans l'enceinte de dépôt. Dans cette enceinte se trouve le monocristal issu de l'étape a) sur lequel doit se faire le dépôt métallique. Le précurseur est alors soumis à une 15 décomposition qui entraîne le dépôt d'un film métallique sur ledit monocristal. La température du monocristal à revêtir est supérieure ou égale à la température de décomposition du précurseur. La température dans l'enceinte de dépôt est supérieure ou égale à la température de vaporisation du précurseur et inférieure ou égale à la température de décomposition du précurseur. Lorsque le dépôt est effectué en présence de plasma, il 20 est suffisant pour que le monocristal destiné à recevoir le film métallique soit maintenu à la même température que l'évaporateur. En l'absence de plasma, il est préférable que le monocristal soit à une température supérieure à celle de l'enceinte, la différence de température étant au moins égale à 20°C, de préférence au moins égale à 50°C, afin d'éviter le dépôt de métal sur les parois du réacteur. 25 _Les températures d_eaporisation et de décomposition du précurseur peuvent être facilement déterminées pour chaque composé. L'épaisseur du film métallique qui se dépose sur le monocristal dépend de la concentration du précurseur, du débit du précurseur lors du passage dans le dispositif de vaporisation, de la durée de la vaporisation, des températures respectives dans le réacteur 30 et sur le monocristal. De manière générale, on utilise des compositions moins concentrées et/ou des débits plus faibles pour l'obtention de films minces, et des compositions plus concentrées et/ou des débits plus élevés pour l'obtention de films épais.

Le film métallique déposé à l'étape b) est un film mince. Au sens de l'invention, par film mince, on entend généralement une couche ayant une épaisseur inférieure ou égale à 100 nm, en particulier de 1 à 100 nm, plus particulièrement de 5 à 50 nm, bornes incluses.

Ainsi, la concentration du précurseur, son débit lors du passage dans le dispositif de vaporisation, de la durée de la vaporisation, les températures respectives dans le réacteur et sur le monocristal seront choisis de manière à obtenir un film mince répondant à la définition ci-dessus. Pour l'obtention de films minces, on peut utiliser le précurseur pur ou une solution de précurseur. Dans ce dernier cas, le solvant choisi doit être chimiquement inerte vis-à-vis du précurseur. Il ne doit pas se décomposer dans les conditions du dépôt. Le solvant choisi peut avoir des propriétés particulières de stabilisation du précurseur ou d'aide à sa décomposition. L'homme du métier sera en mesure d'adapter les conditions opératoires pour obtenir des films minces avec l'épaisseur souhaitée.

Suivant les conditions opératoires et les paramètres de dépôt, il est possible que la vitesse de dépôt du film métallique soit limitée par la cinétique de décomposition du précurseur. Ceci implique que, dans la phase initiale de dépôt, le précurseur diffuse sur la surface du monocristal jusqu'à trouver un défaut et s'y décomposer. Le dépôt du film métallique par MOCVD s'opère sélectivement dans les défauts structuraux et les couvrent en premier. Par la suite, le film croît également sur le reste de la surface du monocristal du fait de la perte de sélectivité qui apparaît inévitablement avec le temps. Cependant, l'adhésion du film est beaucoup plus grande dans les défauts. Le dépôt par un procédé MOCVD permet donc de bien recouvrir la surface gravée et donc assez rugueuse du monocristal. Le dépôt du film métallique obtenu à la surface du monocristal gravé est ainsi uniforme. Après dépôt du film métallique, de préférence en platine ou en iridium, sur l'ensemble du cristal, l'étape suivante est l'étape du traitement thermique (étape c). Le traitement thermique assure que le métal déposé à l'étape b) reste bien sur les défauts. Plus précisément, l'étape c), consiste à faire subir un traitement thermique au film 30 métallique déposé sur le monocristal résultant de l'étape b), de manière à ce que ledit film devienne discontinu et que des surfaces de diamant non couvertes deviennent apparentes. L'étape c), permet le démouillage du film (le film métallique à la surface du monocristal se rétracte) et le masquage au niveau des défauts préalablement révélés. En effet, l'adhésion du film étant beaucoup plus grande au niveau des défauts, le traitement thermique de l'étape c) fait que les métaux se rassemblent et se localisent au niveau des défauts et les recouvrent. Le film métallique déposé à l'étape b) devient ainsi discontinu et la propagation des défauts est ainsi bloquée.

L'obtention de tels films discontinus a été reportée par plusieurs auteurs que ce soit pour des films de platine (Mitani, S. et al., Formation of self-assembled platinum particles on diamond and their embedding in diamond by microwave plasma chemical vapor depositions: Diamond and Related Materials, 2006, vol. 15, pages 1544-1549) ou pour d'autres matériaux (Janssen, W. et al., Dry etching of diamond nanowires using self- metal droplet masks: Diamond and Related Materials, 2011, vol. 20, pages 389- 394.). Le film « démouillé » forme alors des îlots isolés afin de minimiser son énergie de surface. Ces îlots tendent à s'accumuler préférentiellement dans les cavités laissées par les figures de gravure comme cela a été observé pour des films d'or dans des tranchées (Basu, J. et al., Nanopatterning by solid-state dewetting on reconstructed ceramic surfaces: Applied Physics Letters, 2009, vol. 94, pages 171114-3). Il devient ainsi possible de localiser préférentiellement le métal sur les défauts présents sur le substrat. La Figure 3 montre, par exemple, l'accumulation d'ilots de platine déposés par MOCVD dans les figures de gravure présents à la surface d'un monocristal de diamant.

Le traitement thermique à l'étape c) peut être, par exemple, un procédé de recuit thermique ou un traitement thermique par plasma. Dans le cas d'un recuit thermique, les paramètres les plus importants sont la température de chauffage, la durée du traitement et la pression de travail. Le recuit thermique peut être obtenu par élévation de température du métal à des températures allant M de 300 à 1200°C, par_exemple, de 500 à 850°C, bornes incluses. La qualité du recuit exige un cycle de chauffe bien maîtrisé (il peut être lent ou rapide). Le cycle lent de recuit peut avoir lieu pendant 1 à 60 heures, par exemple, pendant 15 à 40 heures, bornes incluses. Le recuit rapide permet quant à lui un cycle de chauffage rapide, par exemple pendant 1 à 90 secondes, en général de 3 à 60 secondes, bornes incluses. Qu'il s'agisse d'un recuit lent ou 30 rapide, l'étape de refroidissement doit être lente. Par exemple, le refroidissement peut être fait à l'air (78% d'azote (N2) et 20% d'oxygène (02)), jusqu'à une température inférieure à 300°C. S'agissant de procédés connus, l'homme de métier saura en mesure d'adapter les 14 conditions du recuit suivant la nature du monocristal et celle du film métallique formé en sa surface. Le recuit thermique est réalisé dans une enceinte permettant d'obtenir une pression comprise entre 0,1 et 10-5 Pa (l0-3 et 107 mbars), de préférence entre 0,01 et 104 5 Pa (le et 10-6 mbar) bornes incluses. Selon une variante préférée de l'invention, le traitement thermique de l'étape c) est un traitement thermique par plasma. Le plasma peut être constitué d'un gaz ou d'un mélange d'au moins deux gaz choisi(s) parmi l'hydrogène, l'azote, l'hélium, l'argon. De préférence, le traitement thermique est effectué par plasma d'hydrogène et/ou d'azote. 10 La température du traitement thermique peut être comprise entre 100 et 1000°C, de préférence, entre 300 et 950°C, plus préférentiellement entre 300 et 850°C, bornes incluses. La durée du traitement thermique peut être comprise entre 1 et 60 minutes, de préférence entre 15 et 45 minutes, bornes incluses. 15 Après l'étape de traitement thermique c), le dépôt d'un film monocristallin d'un matériau à la surface du monocristal « germe » dont les défauts ont été masqués par le métal, peut être entrepris. Il est à noter que la nature chimique du monocristal « germe » dont la surface a été traité selon le procédé de l'invention, peut être identique (homoépitaxie) ou différente (hétéroépitaxie) à celle du film monocristallin qui croîtra à sa 20 surface. Ainsi, un film monocristallin d'un matériau monocristallin choisi parmi le diamant, le carbure de silicium, le carbone de bore, le nitrure de bore, le nitrure de gallium le nitrure d'aluminium et les alliages de ces nitrures, le quartz, l'oxyde de zinc, et l'oxyde de magnésium de très bonne qualité et d'une épaisseur variable peut être réalisée.

Dans le cadre de la_présente in_v_ention, par film monocristallin on entend un film continu constitué de monocristaux d'un matériau monocristallin tel que défini ci-dessus dont l'épaisseur peut aller de 1 ium à 1 mm. Lors du dépôt du film monocristallin d'un matériau qui peut suivre le procédé de l'invention, les dislocations qui auraient dû se propager à partir de ces défauts se trouvent alors bloquées grâce au procédé de traitement de surface selon l'invention. Il en résulte qu'en partant d'un monocristal « germe » de qualité médiocre, des films rnonocristallins de matériaux de haute qualité cristalline peuvent être obtenus. De tels films peuvent, par 15 exemple, présenter une densité de dislocation inférieure à 104cm-2, de préférence inférieure à 103cm-2. La Figure 4 montre un exemple de la morphologie d'un film monocristallin de diamant réalisé à la surface d'un monocristal « germe » en diamant dont les défauts ont été 5 masqués avec du platine. Il apparaît clairement que le platine est complètement enterré par le film de diamant épitaxié. L'absence de défauts de croissance telles que les cristallites non épitaxiées ou pyramides de croissance souligne que le platine n'a pas eu d'impact négatif sur la croissance du film monocristallin. La croissance ou le dépôt d'un filin monocristallin de diamant sur un monocristal 10 « germe » en diamant dont une partie des défauts seulement a été masquée par le platine avec le procédé de l'invention, montre que la partie masquée présente une densité de défauts bien moindre (Figure 5). Ceci souligne l'efficacité du procédé de traitement de surface selon l'invention. Le procédé de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau selon 15 l'invention peut être répété successivement autant de fois que nécessaire, de manière à réduire au maximum la densité de dislocations dudit monocristal et à atteindre la densité de dislocation souhaitée dans le film monocristallin de matériau réalisé finalement. Un autre objet de l'invention est un film monocristallin d'un matériau déposé sur un monocristal dont la surface a été traitée au préalable par le procédé selon l'invention, 20 caractérisé en ce qu'il présente une densité de dislocation inférieure à 104cm-2, de préférence inférieure à 103cm-2. L'invention a également pour objet l'utilisation d'un procédé de traitement de surface selon l'invention, pour la fabrication de composants électronique de puissance, de détecteurs de rayonnements de fortes énergies, de monochromateurs pour les 25 rayonnements X synchrotro_n, de dispositifs optoélectroniques, et de dispositifs électroniques performants. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un tel procédé pour la fabrication d'un composant électronique de puissance, d'un détecteur de rayonnements de fortes énergies, d'un monochromateur pour les rayonnements X synchrotron, d'un dispositif 30 optoélectronique, et d'un dispositif électronique performant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau selon le procédé de l'invention.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture des exemples ci-dessous donnés à titre illustratif et non limitatif et des Figures annexées dans lesquelles : - la Figure 1 représente l'image au microscope optique d'un substrat de diamant 5 haute pression haute température (HPHT) ayant subi un traitement de gravure afin de révéler les défauts et dislocations et profil d'une série de motifs de gravure ; - la Figure 2 représente un substrat de diamant recouvert d'un film de platine « miroir » de 10 nm d'épaisseur environ ; - la Figure 3 montre l'accumulation d'îlots de platine déposés par MOCVD dans 10 les figures de gravure présents à la surface du monocristal de diamant ; - la Figure 4 représente l'image en microscopie optique d'un monocristal de diamant dont les défauts sont masqués par des îlots de platine avant (image du haut) et après (image du bas) la croissance d'un film de diamant homoépitaxié à sa surface ; - la Figure 5 représente l'image en microscopie optique d'un film de diamant qui 15 a été déposé sur un monocristal de diamant dont une partie seulement a été masquée par le platine. Le film a ensuite subi un traitement de gravure par plasma H2/02 pour révéler les défauts notamment les dislocations présentes. EXEMPLES EXEMPLE 1 : Procédé de traitement de surface de monocristaux de diamant 20 Les monocristaux germes utilisés dans cet exemple sont typiquement obtenus par procédé haute pression haute température (HPHT) ou bien obtenus par CVD et qui sont fournis commercialement par Sumitomo ou Element 6. Etape a) Dans un premier temps, le monocristal germe doit être préparé afin de révéler les 25 défauts présents dans le cristal. Pour cela, un plasma de gravure H2/02 (typiquement 98/2) est réalisé in situ dans le réacteur de dépôt de diamant à forte puissance micro-onde (3 kW) tel que décrit par J. Achard et al., 2007, J. Phys. D : Appl. Phys., vol. 40, pages 61756188. Ce traitement laisse apparaître des motifs de gravure typiques en forme de pyramide inversée à base carré comme montré en Figure 1. Le sommet de la pyramide inversée 30 pointe ainsi vers une dislocation (ou un groupe de dislocations) dans le cristal alors que les flancs de la pyramide sont généralement constitués de faces cristallines {113} comme cela est décrit dans J. Achard et al., 2009, Identification of etch-pit crystallographic faces induced on diamond surface by H2/02 etching plasma treatment: physica status solidi (a), vol. 206, pages 1949-1954. Etape b) A la suite de l'étape a), un film métallique mince (ayant une épaisseur de 30 ±5nrn) de platine a été déposé sur le substrat par MOCVD. Le dépôt du film métallique mince a été réalisé selon deux systèmes différents qui sont les suivants : i) Système d'injection N°1 : JIPELEC INJECT SYSTEM e Une solution de 5.10-2 molli de 1 l'organométallique [Pt-Nbd-Me2] dans le tétrahydrofurane(THF) est préparée. Pour l'injection de cette solution vers la chambre de réaction, un injecteur, JIPELEC INJECT SYSTEM , a été utilisé. L'utilisation d'un injecteur est particulièrement adaptée pour les solutions de précurseurs sensibles thermiquement, tels le [Pt-Nbd-Me2], qui sont susceptibles de se décomposer s'ils sont chauffés pendant des durées assez longues (de 15min à plusieurs heures). Dans ce cas, le précurseur est maintenu à température ambiante (20°C) et il n'est chauffé qu'à partir du moment où il transite dans l'évaporateur. Le temps du chauffage s'effectue en moins d'une seconde jusqu'à ce que les vapeurs atteignent le substrat également chauffé. Il est à noter que le tétrahydrofurane représente le solvant adéquat pour la mise en solution de [Pt-Nbd-Me2]. En effet, la dissolution de [Pt-Nbd-Me2] se révèle rapide et simple puisqu'il suffit d'agiter à la main pendant quelques minutes sans avoir besoin de chauffer. De plus, la température de l'évaporateur en contact avec le THF ne doit pas dépasser 80°C car certaines parties de l'injecteur sont thermosensibles. Ainsi, le THF qui a un point d'ébullition de 66°C à pression atmosphérique, s'évapore facilement. Enfin, le THF ne dégrade pas le précurseur.

L'injecteur utilisé était un injecteur de voiture modifié (injecteur Bosch) dont l'utilité première est d'amener l'essence dans le carburateur avec une très bonne reproductibilité (±2%). Le débit d'injection est régulé via une micro-électrovanne piloté par boîtier de commande. La solution contenant le précurseur est incorporée dans un réservoir (tube). La sortie de l'injecteur comporte quatre trous de taille micrométrique.

Lors de l'ouverture de la micro-vanne, le précurseur liquide, sous pression, est projeté en fines gouttelettes vers l'intérieur de l'évaporateur chaud, pour ensuite passer instantanément à l'état de vapeur au contact du gaz vecteur chaud.

Conditions de dépôt du film : Solvant utilisé : Tétrahydrofurane THF Concentration en précurseur : 5.10-2 mo1.1-1, condition optimale (10-1 à 104 possible mais pas limité à ces valeurs) Gaz vecteur : Oxygène (azote ou argon, hydrogène possible) Débit du gaz vecteur : 100 sccm, condition optimale (10 à 1000 sccm possible mais pas limité à ces valeurs) Température d'évaporateur : 130°C, condition optimale (T < 130°C car au dessus décomposition possible) Température d'étuve : 130°C, condition optimale (T < 130°C car au dessus décomposition possible) Température du suscepteur : 300°C (140 à 400° C possible mais pas limité à ces valeurs) Fréquence d'injection : 1Hz (10 à 0,01 Hz possible mais pas limité à ces valeurs) Durée d'ouverture de l'injecteur : 1 ms (0,1 à 10 ms possible mais pas limité à ces valeurs) ii) Système d'injection N°2 (Vapbox 500 - Kemstream) : Le système d'injection Vapbox 500-Keamstream se décompose en trois parties : un injecteur de liquide, une zone de mélange et un injecteur de mélange (liquide et gaz).

La différence de pression entre la ligne de liquide et de gaz (AP d'environ 0,5bar) permet une vaporisation « flash » dans la chambre d'évaporation. Ce système étant entièrement piloté par un logiciel, il est possible de contrôler tous les paramètres d'injection du précurseur dans la chambre d'évaporation. Le solvant utilisé est le butanol. Une solution de 5.10-2 mo1.1-1 de 1"organométallique [Pt-Nbd-Mêirdàns 115-tirairorest-prép-arée-.--1.:' apport d'oxygène n'est plus nécessaire pour réaliser le dépôt. Ce système permet de diminuer les températures de dépôt (évaporateur, étuve, suscepteur), ainsi que le temps des dépôts. Pour une même épaisseur, le temps de dépôt passe de 30 minutes initialement à 5 minutes. Conditions de dépôt du film : Solvant utilisé : Butanol Concentration en précurseur : 5.10-2 mo1.1-1, condition optimale (101 à 104 possible mais pas limité à ces valeurs) Gaz vecteur : Argon ou azote (gaz neutre, He possible) Débit du gaz vecteur : 100 sccm condition optimale (10 à 1000 sccm possible mais pas limité à ces valeurs) Température d'évaporateur : 90°C condition optimale (T < 130°C car au dessus décomposition possible) Température d'étuve : 110°C-130°C conditions optimales (T < 130°C car au dessus décomposition possible) Température suscepteur : 180°C-250°C conditions optimales (140 à 400° C possible mais pas limité à ces valeurs) Fréquence d'injection : 3Hz condition optimale (10 à 0,01 Hz possible mais pas limité à ces valeurs) Durée d'ouverture de l'injecteur : 5,7ms (0,1 ms à 10 ms possible mais pas limité à ces valeurs) Dans les deux systèmes i) et ii), le vide est maintenu à 2-5 millibars. La Figure 2 montre ainsi un film de platine « miroir » de 10 nm d'épaisseur environ réalisé sur un monocristal de diamant. Le dépôt par MOCVD dans les conditions indiquées ci-dessus permet d'obtenir un dépôt uniforme partout sur la surface même dans les défauts les plus profonds (ce qui est beaucoup plus difficile d'obtenir par la technique de dépôt PACVD). Après le traitement thermique, le platine se rassemble là ou il y a le plus de points d'accroche, c'est- à-dire dans les défauts, notamment, les dislocations. Etape c) Le traitement thermique du monocristal de diamant recouvert du film de platine a ensuite été effectué par un plasma d'hydrogène à une température d'environ 800°C, dans des conditions plasma identiques à celles utilisées pour l'étape de croissance de diamant et décrites par J. Achard et al., 2007, J. Phys. D : Appl. Phys., vol. 40, pages 6175-6188. EXEMPLE 2 Dépôt d'un film monocristallin de diamant Finalement, la croissance d'un film monocristallin de diamant homoépitaxié sur le monocristal germe de diamant masqué par le procédé de l'invention tel que décrit dans cet exemple a été réalisée dans un réacteur de croissance BJS 150 commercialisé par la 30 société PLASSYS.

La Figure 4 montre la morphologie d'un film de diamant d'environ 20i_tm d'épaisseur déposé sur un monocristal de diamant dont les défauts ont été masqués par des îlots de platine avant (image du haut) et après (image du bas) la croissance d'un film de diamant homoépitaxié à sa surface. On notera également l'absence de défauts de croissance telles que les cristallites non épitaxiées ou pyramides de croissance ce qui souligne que le platine n'a pas eu d'impact négatif sur la croissance du film de monocristaux de diamant. Enfin sur la Figure 5 est présenté un film de diamant qui a été déposé sur un monocristal de diamant dont une partie seulement a été masquée par le platine. Le film a ensuite subi un traitement de gravure par plasma H2/02 afin de révéler les dislocations présentes. Il apparaît clairement que la partie masquée présente une densité de défauts bien moindre. Ceci souligne l'efficacité du procédé de traitement de surface de la présente invention.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : a) gravure d'un monocristal d'un matériau ; b) dépôt d'un film métallique sur la surface du monocristal issu de l'étape a) par un procédé de dépôt en phase vapeur (CVD) ou une variante de ce procédé ; et c) traitement thermique du monocristal issu de l'étape b).
2. 2. Procédé de traitement de surface selon la revendication 1, caractérisé en ce que le monocristal est un monocristal d'un matériau choisi parmi : - le diamant ; - les carbures choisis parmi les carbures de bore, de silicium (SiC) ; - les nitrures choisis parmi BN, GaN, AIN, InN ou leurs alliages ; - les oxydes choisis parmi le quartz, ZnO, MgO.
3. 3. Procédé de traitement de surface selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de gravure a) est une gravure au plasma.
4. 4. Procédé de traitement de surface selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plasma est constitué d'un gaz ou d'un mélange d'au moins deux gaz choisi(s) parmi l'oxygène, l'argon, le xénon, l'hélium, l'azote, l'hydrogène, le méthane, le fluor ou le chlore, de préférence d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène (H2/02).
5. 5. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plasma est constitué d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène (H2/02) dans une proportion 98/2.
6. 6. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de gravure a) est réalisée à une pression comprise entre 2000 et 40000 Pa, de préférence entre 12000 et 25000 Pa, bornes incluses.
7. 7. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de gravure a) est réalisée à une température de surface du monocristal comprise entre 100 et 1500°C, par exemple de 300 à 1200°C, de préférence de 500 à 1000°C, bornes incluses.
8. 8. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la durée de l'étape de gravure a) est de 1 minute à 7 heures, de préférence de 5 minutes à 4 heures, plus préférentiellement de 30 à 90 minutes, bornes incluses.
9. 9. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'à l'étape b) le dépôt d'un film métallique sur la surface du monocristal issu de l'étape a) est réalisé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur d'un composé organométallique (MOCVD).
10. 10. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 10 caractérisé en ce que l'élément métallique du film métallique déposé à l'étape b) est choisi parmi le platine, l'iridium, le palladium, le rhodium, l'or ou l'argent:
11. 11. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le traitement thermique de l'étape c) est un traitement thermique par plasma. 15
12. 12. Procédé de traitement thermique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le plasma est constitué d'un gaz ou d'un mélange d'au moins deux gaz choisi(s) parmi l'hydrogène, l'azote, l'hélium, l'argon.
13. 13. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le traitement thermique de l'étape c) est réalisé à une température 20 comprise entre 100 et 1000°C, de préférence, entre 300 et 950°C, plus préférentiellement entre 300 et 850°C, bornes incluses.
14. 14. Procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la durée du traitement thermique de l'étape c) est comprise entre 1 et 60 minutes, de préférence entre 15 et 45 minutes, bornes incluses. 25
15. 15. Film monocristallin d'un matériau déposé sur un monocristal d'un matériau dont la surface a été traitée au préalable par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il présente une densité de dislocation inférieure à 104cm-2, de préférence inférieure à 103cm-2.
16. 16. Utilisation d'un procédé de traitement de surface selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 14, dans la fabrication de composants électronique de puissance, de détecteurs de rayonnements de fortes énergies, de monochromateurs pour les rayonnements X synchrotron, de dispositifs optoélectroniques, de dispositifs électroniques performants.
17. 17. Procédé de fabrication d'un composant électronique de puissance, d'un détecteur de rayonnements de fortes énergies, d'un monochromateur pour les rayonnements X synchrotron, d'un dispositif optoélectronique, et d'un dispositif électronique performant 5 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement de surface d'un monocristal d'un matériau selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.