DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de séparation mécanique d'une structure formée de deux substrats, l'un au moins de ces deux substrats étant destiné à être utilisé dans le domaine de l'électronique, l'optique, l'optoélectronique et/ou le photovoltaïque, ladite structure ayant la forme d'un disque et comprenant au moins une interface de séparation. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Cette séparation mécanique peut être effectuée le long de différents types d'interfaces de séparation. Un premier type d'interface de séparation est une interface de collage, par exemple une interface de collage par adhésion moléculaire. Par "collage par adhésion moléculaire", on désigne un collage par 15 contact intime entre deux surfaces mettant en oeuvre des forces d'adhésion, principalement les forces de Van der Watts, et n'utilisant pas de couche adhésive. Une structure apte à être séparée le long d'une interface de collage, par exemple par adhésion moléculaire, est connue de l'homme du métier sous l'appellation de structure "décollable" ou structure à interface de collage 20 réversible (en anglais "debondable structure"). Sans vouloir être limitatif, on peut toutefois considérer que ce type de structure décollable peut être utilisé principalement dans quatre applications différentes : a) collage d'un raidisseur mécanique : il peut être souhaitable de 25 coller un raidisseur mécanique sur un substrat ou une couche mince fragile pour éviter son endommagement ou sa rupture durant certaines étapes de fabrication, puis de pouvoir retirer ce raidisseur mécanique lorsque sa présence n'est plus nécessaire. b) rectification d'un mauvais collage : le décollement permet de 30 décoller deux substrats qui n'auraient pas été collés correctement une première fois, puis de les recoller après nettoyage, afin d'améliorer la rentabilité d'un procédé de fabrication et d'éviter par exemple la mise au rebut de substrats mal collés. c) protection temporaire : lors de certaines étapes de stockage ou de transport de substrats, notamment dans des boites en matière plastique, il peut être utile de protéger temporairement leurs surfaces, notamment celles destinées à être utilisées ultérieurement pour la fabrication de composants électroniques, afin d'éviter tout risque de contamination. Une solution simple consiste à coller deux substrats de façon que leurs faces à protéger soient collées respectivement l'une avec l'autre, puis à décoller ces deux substrats lors de leur utilisation finale. d) double transfert d'une couche : il consiste à réaliser une interface de collage réversible entre une couche active et un premier substrat support (éventuellement réalisé en un matériau coûteux), puis à transférer cette couche active sur un second substrat définitif, par décollement de ladite interface de collage réversible. Un deuxième type d'interface de séparation est une interface dite "de fragilisation", qui désigne par exemple une zone obtenue par implantation d'espèces atomiques. Une séparation selon une telle interface est utilisée dans un procédé de transfert d'une couche d'un premier substrat vers un second, tel que celui connu par exemple sous la dénomination commerciale "Smart Cute". Une interface de fragilisation peut également être une zone 20 poreuse. Un troisième type d'interface de séparation est une interface entre un premier et un second matériau, qui peuvent avoir été joints l'un à l'autre par un apport du second sur le premier, par une technique de dépôt, par exemple dépôt CVD ou une épitaxie. 25 Dans la suite de la description et des revendications, nous partirons du principe que ces structures séparables ont la forme d'un disque de faible épaisseur. Ces structures ont généralement des diamètres de l'ordre de 50 mm à 300 mm pour des épaisseurs de l'ordre de 300 [Inn à 1 mm. En se reportant à la figure 1 jointe, on peut voir un schéma de 30 principe théorique représentant un exemple d'une telle structure 1, qui comprend deux substrats rnonocristallins, respectivement 11 et 12, collés entre eux le long d'une interface de collage 13. Le substrat 11 est recouvert d'une couche de matériau 16, par exemple en matériau isolant. Il existe donc entre les deux, une interface de 35 dépôt 14.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method of mechanical separation of a structure formed of two substrates, at least one of these two substrates being intended to be used in the field of electronics, optics, electronic Optoelectronics and / or photovoltaics, said structure having the form of a disk and comprising at least one separation interface. BACKGROUND OF THE INVENTION This mechanical separation can be performed along different types of separation interfaces. A first type of separation interface is a bonding interface, for example a molecular bond bonding interface. By "molecular adhesion bonding" is meant an intimate contact bonding between two surfaces employing adhesion forces, mainly Van der Watts forces, and not using an adhesive layer. A structure capable of being separated along a bonding interface, for example by molecular adhesion, is known to those skilled in the art under the name of "peelable" structure or reversible bonding interface structure (in English "). debondable structure "). Without wishing to be limiting, it can nevertheless be considered that this type of peelable structure can be used mainly in four different applications: a) bonding a mechanical stiffener: it may be desirable to glue a mechanical stiffener onto a substrate or a thin layer fragile to prevent damage or breakage during certain manufacturing steps, then to remove the mechanical stiffener when its presence is no longer necessary. b) rectification of a bad bonding: the delamination makes it possible to take off two substrates which would not have been glued correctly a first time, then to reattach them after cleaning, in order to improve the profitability of a manufacturing process and avoid, for example, the disposal of poorly bonded substrates. c) Temporary protection: during certain stages of storage or transport of substrates, especially in plastic boxes, it may be useful to temporarily protect their surfaces, especially those intended to be used later for the manufacture of electronic components, so to avoid any risk of contamination. A simple solution is to stick two substrates so that their faces to be protected are respectively bonded to each other, and then to take off these two substrates during their final use. d) double transfer of a layer: it consists in producing a reversible bonding interface between an active layer and a first support substrate (possibly made of an expensive material), then transferring this active layer to a second final substrate, by detachment of said reversible bonding interface. A second type of separation interface is an interface called "weakening", which for example means a zone obtained by implantation of atomic species. A separation according to such an interface is used in a method of transferring a layer from a first substrate to a second, such as that known for example under the trade name "Smart Cute". An embrittlement interface may also be a porous zone. A third type of separation interface is an interface between a first and a second material, which may have been joined to each other by a contribution of the second on the first, by a deposition technique, for example CVD deposit or epitaxy. In the remainder of the description and claims, it will be assumed that these separable structures are in the form of a thin disc. These structures generally have diameters of the order of 50 mm to 300 mm for thicknesses of the order of 300 [Inn at 1 mm. Referring to the attached FIG. 1, there can be seen a theoretical schematic diagram showing an example of such a structure 1, which comprises two non-crystalline substrates, respectively 11 and 12, glued together along a bonding interface. 13. The substrate 11 is covered with a layer of material 16, for example of insulating material. There is therefore between the two, a depot interface 14.
Enfin, la couche 12 présente une zone ou interface de fragilisation 15. Trois types d'interfaces de séparation 13, 14 et 15 sont donc représentés sur cette figure. Bien entendu, une structure 1 peut ne présenter 5 qu'une ou deux de ces types d'interface ou au contraire plusieurs interfaces de même type. Les deux faces extérieures respectives de la structure 1 sont référencées 110 et 120. Comme représenté sur les schémas des figures 2a et 2b jointes, la 10 séparation mécanique consiste à insérer une lame 2, de préférence épaisse, entre les deux substrats 11 et 12 de la structure 1, depuis la périphérie de celle-ci, plus précisément entre les bords chanfreinés de ces substrats. Le déplacement de la lame 2 en direction de l'intérieur de la structure 1 provoque un effet de coin et la séparation (l'écartement) en deux 15 parties de celle-ci, (voir figure 2b). Bien que la lame 2 soit insérée entre les deux substrats 11 et 12, la séparation proprement dite s'effectue en fait au niveau de l'interface de séparation où l'énergie de liaison est la plus faible. En d'autres termes, la séparation s'effectue au niveau de l'interface 20 où la quantité d'énergie à apporter pour provoquer la séparation est la plus faible. Cet écartement des deux parties, (voir figure 2b), a pour effet d'initier la formation d'une onde de séparation ("onde d'ouverture"). Sur le schéma de la figure 3 jointe, on peut voir que cet 25 écartement, initié en un point unique I, crée une onde de séparation W, qui se propage jusqu'à l'extrémité diamétralement opposée de la structure 1, et qui devient rapidement rectiligne, avant d'atteindre le diamètre de la structure. Comme on peut le voir en se reportant à la figure 5 jointe, lorsque l'on sépare mécaniquement deux substrats, en insérant entre eux une lame 2 30 d'épaisseur tb, l'interface la plus faible s'ouvre sur une longueur L. Dans le cas d'un collage asymétrique, c'est-à-dire entre deux substrats d'épaisseurs différentes, la relation entre cette longueur L, l'énergie d'adhésion y et les paramètres des matériaux est la suivante : 35 3t2 E t3 E t3 b 12 w12 11 wll Y =3 _Lp 16r1" ( \E12`t34,12 ' '11'f 34,311 ) relation dans laquelle E11 et E12 sont les modules de Young respectifs des substrats 11 et 12, et tw11 et tw12 les épaisseurs respectives des substrats 11 et 12.Finally, the layer 12 has an embrittlement zone or interface 15. Three types of separation interfaces 13, 14 and 15 are therefore represented in this figure. Of course, a structure 1 may have only one or two of these interface types or, conversely, several interfaces of the same type. The two respective outer faces of the structure 1 are referenced 110 and 120. As shown in the diagrams of FIGS. 2a and 2b attached, the mechanical separation consists in inserting a blade 2, preferably thick, between the two substrates 11 and 12 of structure 1, from the periphery thereof, more precisely between the chamfered edges of these substrates. Moving the blade 2 toward the interior of the structure 1 causes a wedge effect and separation (gap) into two portions thereof (see Figure 2b). Although the blade 2 is inserted between the two substrates 11 and 12, the actual separation is actually performed at the separation interface where the binding energy is the lowest. In other words, the separation takes place at the interface 20 where the amount of energy to bring to cause the separation is the lowest. This separation of the two parts, (see Figure 2b), has the effect of initiating the formation of a separation wave ("opening wave"). In the diagram of the accompanying FIG. 3, it can be seen that this separation, initiated at a single point I, creates a separation wave W, which propagates to the diametrically opposite end of the structure 1, and which becomes straight ahead, before reaching the diameter of the structure. As can be seen with reference to the attached FIG. 5, when two substrates are mechanically separated, by inserting between them a blade 2 of thickness tb, the weakest interface opens on a length L. In the case of asymmetrical bonding, that is to say between two substrates of different thicknesses, the relationship between this length L, the adhesion energy y and the parameters of the materials is as follows: 35 3t2 E where E11 and E12 are the respective Young's moduli of substrates 11 and 12, and tw11 and tw12. the respective thicknesses of the substrates 11 and 12.
Au fond de la fissure initiée par la lame 2, c'est-à-dire sur le front d'ouverture, le facteur G de concentration de contraintes est tel, qu'a l'équilibre, il est égal à deux fois l'énergie d'adhésion y des deux substrats. En d'autres termes, G correspond également à l'énergie disponible pour propager la fracture en tête de fissure.At the bottom of the crack initiated by the plate 2, that is to say on the opening edge, the stress concentration factor G is such that, at equilibrium, it is equal to twice the adhesion energy y of the two substrates. In other words, G also corresponds to the energy available to propagate the fracture at the crack tip.
Cette fracture ne peut se propager le long de l'interface de séparation où elle a été initiée, que si G est supérieur à deux fois l'énergie de séparation de cette interface. Lorsque l'on effectue une séparation mécanique, on souhaite que l'interface de séparation soit située dans un plan parallèle aux plans des deux 15 substrats 11, 12 que l'on sépare. Or, dans un substrat nnonocristallin, tous les plans cristallins n'ont pas la même énergie de séparation. Les plans de plus faible énergie sont appelés "plans de clivages", car ils constituent des chemins préférentiels en cas de propagation d'une fracture. 20 Lorsque l'on réalise une séparation mécanique, s'il s'avère que l'interface de séparation présente localement une énergie de séparation plus forte qu'attendue, l'onde de séparation W peut cesser de progresser parallèlement aux surfaces des deux substrats et se propager préférentiellement selon un plan de clivage d'un des deux substrats. La raison est qu'il devient 25 énergétiquennent plus favorable à la fracture de progresser selon un plan de clivage que selon l'interface de séparation. La fracture se propage alors dans ce plan de clivage et la structure 1 se rompt non plus dans un plan parallèle aux plans des deux substrats 11, 12 (c'est-à-dire ceux de leurs faces extérieures 110 et 120), mais selon ce plan de 30 clivage qui a été représenté sur la figure 5 et qui porte la référence PC. Dans ce cas, on ne parvient pas à séparer les deux substrats 11 et 12 correctement et l'un d'entre eux (le substrat 12 sur l'exemple de la figure 5) se rompt. En procédant à des études de la déformation des deux parties de la 35 structure lors de la séparation, la demanderesse a pu constater que les zones les plus soumises à des contraintes mécaniques sont celles situées au niveau de la tête de fissure, c'est-à-dire à l'endroit où se trouve l'onde de séparation W. Initialement courbe au niveau du point d'introduction de la lame, cette onde devient rapidement rectiligne, comme illustrée sur la figure 3. Dans ce cas, la déformation mécanique sollicite les substrats selon une direction cristallographique unique. Si cette direction correspond à un plan de clivage de l'un des deux substrats, le risque de casse de l'assemblage est élevé. La casse s'effectue dans le substrat contenant le plan de clivage qu'a emprunté la fissure, à la position de l'onde de séparation. L'invention a donc pour objectif d'améliorer les procédés de 10 séparation existants, afin de diminuer, voire même d'éviter totalement tout risque de rupture de l'un des deux substrats de la structure à séparer. A cet effet, l'invention concerne un procédé de séparation mécanique d'une structure formée de deux substrats rnonocristallins, l'un au moins de ces deux substrats étant destiné à être utilisé dans le domaine de 15 l'électronique, l'optique, l'optoélectronique et/ou le photovoltaïque, lesdits substrats ayant chacun la forme d'un disque et ladite structure comprenant au moins une interface de séparation, ce procédé comprenant une étape consistant à insérer une lame entre les bords chanfreinés des deux substrats qui composent ladite structure, de façon à initier la séparation le long de ladite ou de l'une 20 desdites interface(s) de séparation. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : -a) pour chacun des deux substrats, établir le diagramme polaire représentant sur 3600, les valeurs de l'énergie de fracture du substrat en flexion 25 selon une direction perpendiculaire à sa surface pour une direction donnée, -b) superposer ces deux diagrammes polaires selon la même orientation angulaire que celle desdits deux substrats superposés de la structure (1), de façon à obtenir un diagramme polaire d'ensemble de la structure, -c) déterminer sur ce diagramme polaire d'ensemble, la ou les 30 direction(s) correspondant aux valeurs d'énergie de fracture les plus faibles, dites "directions faibles" (Y1-Y1 , Y2-Y'2), -d) procéder à ladite séparation mécanique de la structure en insérant ladite lame de façon qu'elle soit orientée et déplacée selon un axe (X-X'), dit "de séparation", qui forme un angle (a) d'au moins 5° avec la ou avec 35 chacune desdites direction(s) faibles (Y1-Y1 , Y2-Y'2).This fracture can only propagate along the separation interface where it has been initiated, if G is greater than twice the separation energy of this interface. When mechanical separation is performed, it is desired that the separation interface be located in a plane parallel to the planes of the two substrates 11, 12 which are separated. However, in a non-crystalline substrate, not all crystalline planes have the same separation energy. The lower energy planes are called "cleavage planes" because they are preferential paths in case of propagation of a fracture. When mechanical separation is performed, if it turns out that the separation interface locally has a higher separation energy than expected, the separation wave W may stop progressing parallel to the surfaces of the two substrates. and propagate preferentially in a cleavage plane of one of the two substrates. The reason is that it becomes energetically more favorable for the fracture to progress along a cleavage plane than according to the separation interface. The fracture then propagates in this cleavage plane and the structure 1 is no longer broken in a plane parallel to the planes of the two substrates 11, 12 (that is to say those of their outer faces 110 and 120), but according to this cleavage plane which has been shown in FIG. 5 and which bears the reference PC. In this case, it is not possible to separate the two substrates 11 and 12 correctly and one of them (the substrate 12 in the example of Figure 5) breaks. By carrying out studies of the deformation of the two parts of the structure during the separation, the Applicant has been able to observe that the areas most subjected to mechanical stresses are those located at the level of the crack head, that is, ie at the location of the separation wave W. Initially curved at the point of introduction of the blade, this wave quickly becomes rectilinear, as shown in Figure 3. In this case, the mechanical deformation stresses the substrates in a single crystallographic direction. If this direction corresponds to a cleavage plane of one of the two substrates, the risk of breakage of the assembly is high. The break occurs in the substrate containing the cleavage plane that has taken the crack at the position of the separation wave. The object of the invention is therefore to improve the existing separation processes, in order to reduce or even completely avoid any risk of rupture of one of the two substrates of the structure to be separated. To this end, the invention relates to a method of mechanical separation of a structure formed of two non-crystalline substrates, at least one of these two substrates being intended to be used in the field of electronics, optics, optoelectronics and / or photovoltaics, said substrates each having the form of a disk and said structure comprising at least one separation interface, this method comprising a step of inserting a blade between the chamfered edges of the two substrates that make up said structure, so as to initiate separation along said one or one of said separation interface (s). According to the invention, this method is characterized in that it comprises the following steps: -a) for each of the two substrates, to establish the polar diagram representing on 3600, the values of the fracture energy of the flexural substrate 25 in a direction perpendicular to its surface for a given direction, -b) superpose these two polar diagrams in the same angular orientation as that of said two superimposed substrates of the structure (1), so as to obtain an overall polar diagram of the structure, -c) determine on this overall polar diagram, the direction (s) corresponding to the weakest fracture energy values, called "weak directions" (Y1-Y1, Y2-Y'2) , -d) effecting said mechanical separation of the structure by inserting said blade so that it is oriented and displaced along an axis (X-X '), called "separation", which forms an angle (a) of at least 5 ° with or with 35 each of said di weak rection (Y1-Y1, Y2-Y'2).
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : - le plan de séparation (P) forme un angle (a) le plus important possible avec la ou avec chacune desdites direction(s) faibles (Y1-Y1 , Y2-Y'2), - l'axe de séparation (X-X') forme un angle (B) compris entre 00 et 100 par rapport au plan de l'une des faces extérieures de la structure, - l'interface de séparation correspond à une interface de collage par adhésion moléculaire existant au sein de ladite structure, - l'interface de séparation correspond à une zone de fragilisation 10 existant au sein de ladite structure, - l'interface de séparation correspond à une interface de dépôt existant au sein de ladite structure. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 15 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, un mode de réalisation possible. Sur ces dessins : 20 - la figure 1 est un schéma représentant un exemple de réalisation d'une structure à séparer ; - les figures 2a et 2b sont des schémas représentant la séparation (ouverture) en deux parties d'une structure par insertion d'une lame ; 25 - la figure 3 est un schéma représentant la propagation de l'onde de séparation W sur une structure vue du dessus ; - la figure 4 est un schéma représentant la mise en oeuvre du procédé de séparation conforme à l'invention ; - la figure 5 est un schéma représentant un test de séparation 30 d'une structure, et - les figures 6 à 10 représentent des diagrammes polaires de la valeur des énergies de fracture de différents substrats et/ou structures. 35 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION La demanderesse a mis au point un procédé de séparation mécanique d'une structure 1, formée de deux substrats 11 et 12, qui comprend une étape consistant à insérer une lame 2 entre les bords chanfreinés de ces substrats, de façon à initier la séparation le long de l'une des interfaces de séparation présentes, par exemple l'interface de collage 13, l'interface de dépôt 14 ou l'interface de fragilisation 15. Conformément à l'invention, ce procédé comprend une première étape consistant à déterminer, pour chacun des deux substrats 11 et 12, le diagramme polaire représentant sur 3600, les valeurs de l'énergie de fracture du substrat en flexion selon une direction perpendiculaire au plan de sa face extérieure 110 ou 120 et selon une direction donnée. Ces valeurs dépendent fortement de la structure cristallographique du matériau. Les plans de clivage du cristal apparaitront sous la forme des directions pour lesquelles l'énergie de fracture du matériau est la plus faible.According to other advantageous and nonlimiting features of the invention, taken alone or in combination: the separation plane (P) forms an angle (a) as large as possible with the or with each of said weak direction (s) ( Y1-Y1, Y2-Y'2), the separation axis (X-X ') forms an angle (B) between 00 and 100 with respect to the plane of one of the outer faces of the structure; the separation interface corresponds to a molecular adhesion bonding interface existing within said structure, the separation interface corresponds to an embrittlement zone existing within said structure, the separation interface corresponds to a existing repository interface within said structure. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will emerge from the description which will now be made with reference to the accompanying drawings, which represent, by way of indication but without limitation, a possible embodiment. In these drawings: FIG. 1 is a diagram showing an exemplary embodiment of a structure to be separated; - Figures 2a and 2b are diagrams showing the separation (opening) into two parts of a structure by insertion of a blade; FIG. 3 is a diagram showing the propagation of the separation wave W on a structure seen from above; - Figure 4 is a diagram showing the implementation of the separation method according to the invention; FIG. 5 is a diagram showing a separation test of a structure, and FIGS. 6 to 10 show polar diagrams of the value of the fracture energies of different substrates and / or structures. DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT The Applicant has developed a method of mechanical separation of a structure 1, formed of two substrates 11 and 12, which comprises a step of inserting a blade 2 between the chamfered edges of these substrates, so as to initiate the separation along one of the separation interfaces present, for example the bonding interface 13, the deposition interface 14 or the embrittlement interface 15. According to the invention, this method comprises a first step of determining, for each of the two substrates 11 and 12, the polar diagram representing, on 3600, the values of the fracture energy of the flexural substrate in a direction perpendicular to the plane of its outer face 110 or 120 and in a given direction. These values strongly depend on the crystallographic structure of the material. The cleavage planes of the crystal will appear in the form of the directions for which the fracture energy of the material is the weakest.
On notera également que même lorsqu'un substrat est recouvert d'au moins une couche fine de matériau, (par exemple le substrat 11 recouvert d'une couche 16), c'est le substrat qui à cause de son épaisseur supportera l'essentiel des contraintes mécaniques appliquées lors de la séparation. On observera donc le comportement du substrat (par exemple le substrat 11) et on fera abstraction de ce qui se passe dans la ou les couche(s) fine(s) (par exemple la couche 16). Un exemple de ce type de diagramme polaire est représenté sur la figure 6. Il concerne celui d'un substrat en silicium (100), c'est-à-dire un substrat dont la face extérieure, par exemple la face 120, appartient à la famille des 25 plans cristallographiques [1001. Sur ce schéma, les deux familles de directions cristallographiques <110> perpendiculaires entre elles et les deux familles de directions cristallographiques <100> sont représentées. On notera que le plan cristallographique de clivage (110) est 30 perpendiculaire à la direction cristallographique <110>. Lorsque les substrats en silicium (100) se cassent, les plans cristallographiques qui cassent en premier sont ceux perpendiculaires aux directions cristallographiques <110>. Les substrats se cassent donc en morceaux faisant des angles de 90°. 35 A titre d'exemple, des substrats de silicium (111) se cassent en morceaux faisant des angles de 60°.It will also be noted that even when a substrate is covered with at least one thin layer of material, (for example the substrate 11 covered with a layer 16), it is the substrate which, because of its thickness, will bear the essential mechanical stresses applied during the separation. We will observe the behavior of the substrate (for example the substrate 11) and we will ignore what happens in the thin layer (s) (for example the layer 16). An example of this type of polar diagram is shown in FIG. 6. It concerns that of a silicon substrate (100), that is to say a substrate whose outer face, for example the face 120, belongs to the family of 25 crystallographic planes [1001. In this diagram, the two families of crystallographic directions <110> perpendicular to each other and the two families of crystallographic directions <100> are represented. It will be appreciated that the cleavage crystallographic plane (110) is perpendicular to the <110> crystallographic direction. When the silicon substrates (100) break, the crystallographic planes that break first are those perpendicular to the <110> crystallographic directions. The substrates thus break into pieces making 90 ° angles. By way of example, silicon substrates (111) break into pieces at 60 ° angles.
L'énergie des plans de fracture cristallographique (110) est de 5,17 J/nri2 (voir les points A sur la figure 6), alors que celle des plans de fracture cristallographique (100) est de 5,52 J/nri2 (voir les points B sur la figure 6). L'énergie de fracture la plus faible correspond donc à celle des 5 plans cristallographique (110), donc les plans de clivage préférentiels de ce substrat seront les plans (110). Lorsque l'on a établi le diagramme polaire pour chacun des deux substrats 11 et 12, on superpose ces deux diagrammes polaires selon la même orientation angulaire que celle des deux substrats 11 et 12 lorsqu'ils sont 10 superposés pour former la structure 1. Lors de la fabrication industrielle des substrats, une encoche est généralement formée sur leur bord, afin de repérer l'orientation cristallographique du substrat. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le substrat 12 présente une encoche 121. Sur la figure 6, cette encoche (non 15 représentée) est située au niveau du repère 00 . Grâce à cette encoche, il est possible de déterminer le décalage angulaire qui existe entre les différents plans cristallographiques de deux substrats superposés. Ce décalage est induit par le procédé d'assemblage des deux substrats, comme par exemple le collage. Il est appelé "angle de twist". 20 A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 7, le diagramme polaire d'ensemble obtenu lorsque l'on superpose, selon la même orientation angulaire, les deux diagrammes polaires du silicium Si (100). En d'autres termes, il n'existe pas de décalage angulaire entre les deux substrats (100) et leurs encoches respectives 121 sont superposées et alignées avec le repère 00 . 25 Dans ce cas, on constate que les courbes représentant les énergies de fracture se superposent parfaitement, de sorte que pour la structure 1 ainsi obtenue, les plans de clivage présentant la plus faible énergie sont ceux correspondant aux points A et sont identiques pour les deux substrats. A titre de comparaison, on a représenté sur la figure 8, le résultat 30 obtenu lors de la superposition des diagrammes polaires de deux substrats Si (100) identiques, mais dont l'un d'entre eux a été décalé de 45° (angle de twist de 450) En d'autres termes, ces deux substrats ont été superposés de façon que leurs encoches respectives 121 soient positionnées à 45° l'une de l'autre, (l'une des encoches est alignée avec le repère 00, l'autre avec le repère 45°). On 35 notera qu'a des fins de simplification, les familles de direction <100>, <110> du substrat du dessous n'ont pas été représentées.The energy of the crystallographic fracture planes (110) is 5.17 J / nr2 (see points A in Figure 6), while that of the crystallographic fracture planes (100) is 5.52 J / nr2 ( see points B in Figure 6). The weakest fracture energy therefore corresponds to that of the 5 crystallographic planes (110), so the preferential cleavage planes of this substrate will be the planes (110). When the polar pattern has been established for each of the two substrates 11 and 12, these two polar patterns are superimposed in the same angular orientation as that of the two substrates 11 and 12 when they are superimposed to form the structure 1. When In the industrial manufacture of the substrates, a notch is generally formed on their edge, in order to identify the crystallographic orientation of the substrate. In the example shown in Figure 4, the substrate 12 has a notch 121. In Figure 6, this notch (not shown) is located at the mark 00. Thanks to this notch, it is possible to determine the angular offset that exists between the different crystallographic planes of two superimposed substrates. This shift is induced by the assembly process of the two substrates, such as gluing. It is called "twist angle". By way of example, FIG. 7 shows the overall polar pattern obtained when the two polar diagrams of silicon Si (100) are superimposed in the same angular orientation. In other words, there is no angular offset between the two substrates (100) and their respective notches 121 are superimposed and aligned with the mark 00. In this case, it is found that the curves representing the fracture energies are superimposed perfectly, so that for the structure 1 thus obtained, the cleavage planes having the lowest energy are those corresponding to the points A and are identical for both. substrates. By way of comparison, FIG. 8 shows the result obtained during the superposition of the polar diagrams of two identical Si (100) substrates, but one of which has been shifted by 45.degree. In other words, these two substrates have been superimposed so that their respective notches 121 are positioned at 45 ° from each other, (one of the notches is aligned with the mark 00, the other with the 45 ° mark). It will be appreciated that for simplification purposes, families of <100>, <110> direction of the bottom substrate have not been shown.
La courbe en trait plein représente les résultats obtenus pour le silicium (100) et celle en pointillés les résultats obtenus pour le Si (100) décalé de 45°. Les plans de clivage préférentiels du substrat Si 100 sont 5 représentés par les points A et ceux du substrat Si (100) décalé de 45° sont représentés par les points B. Sur la figure 9, on a représenté le diagramme polaire obtenu lors de la superposition d'un substrat en germanium (100) (courbe en trait plein) sur un substrat en silicium (100) 45° off (courbe en pointillés). 10 On constate que le germanium, quelque soit la direction considérée, présente toujours une énergie de fracture plus faible que celle du silicium (100) 45° off et qu'il cassera toujours en premier et préférentiellement selon les plans (110), correspondant aux points A. Les plans de clivage d'énergie faible du Si (100) 45° off sont 15 représentés par les points B. Enfin, en se reportant à la figure 10, on peut voir le diagramme polaire d'ensemble correspondant à la superposition des diagrammes polaires obtenus pour du germanium (100) (représenté en trait plein) et pour un produit X (représenté en pointillés). 20 Les plans de clivage de plus faible énergie du produit X passent par les points B. L'étape suivante du procédé consiste à déterminer, sur le diagramme polaire d'ensemble et pour chacun des deux substrats 11 et 12 la ou les directions Y1-Y1, Y2-Y'2 correspondant aux valeurs d'énergie de fracture les 25 plus faibles, dites ci-après "directions faibles". On sélectionne ensuite la direction X-X' qui passe à au moins 5° de chacune des directions d'énergie faibles déterminées comme ci-dessus, de préférence encore, qui passe le plus loin possible de chacune de ces directions faibles de la structure. 30 Ainsi, dans l'exemple du Si/Si représenté sur la figure 7, les directions faibles Y1-Y1, Y2-Y'2 passent par les points A, c'est-à-dire les deux familles de direction <110>. On sélectionnera donc préférentiellement la ou les direction(s) X-X' située(s) le plus loin possible de ces directions faibles et qui passe(nt) par les points C. On insèrera la lame 2 entre les bords chanfreinés des 35 substrats 11 et 12 qui composent la structure 1 selon cet axe X-X'.The solid line curve represents the results obtained for the silicon (100) and the dotted line the results obtained for the Si (100) shifted by 45 °. The preferential cleavage planes of the substrate Si 100 are represented by the points A and those of the Si substrate (100) shifted by 45 ° are represented by the points B. In FIG. 9, the polar diagram obtained in FIG. superposition of a germanium substrate (100) (solid curve) on a silicon substrate (100) 45 ° off (dotted line). It can be seen that germanium, whatever the direction considered, always has a lower fracture energy than silicon (100) 45 ° off and that it will always break first and preferentially according to the plans (110), corresponding to points A. The weak energy cleavage planes of Si (100) 45 ° off are represented by the points B. Finally, referring to FIG. 10, we can see the overall polar pattern corresponding to the superimposition Polar diagrams obtained for germanium (100) (shown in solid lines) and for a product X (shown in dotted lines). The lower energy cleavage planes of the product X pass through the points B. The next step of the method is to determine, on the overall polar pattern and for each of the two substrates 11 and 12, the Y1 direction (s). Y1, Y2-Y'2 corresponding to the lowest fracture energy values, hereinafter referred to as "weak directions". Next, the direction X-X 'which is at least 5 ° of each of the weak energy directions determined as above is selected, preferably still, which passes as far as possible from each of these weak directions of the structure. Thus, in the Si / Si example shown in FIG. 7, the weak directions Y1-Y1, Y2-Y'2 pass through the points A, that is to say the two families of direction <110> . Therefore, the direction (s) XX 'located as far as possible from these weak directions and passing through points C will preferably be selected. The blade 2 will be inserted between the chamfered edges of the substrates 11 and 12 which compose the structure 1 along this axis X-X '.
Comme on peut le voir sur la figure 4, cet axe X-X', dit "axe de séparation" s'étend lui-même dans un plan P, dit "plan de séparation", perpendiculaire aux deux faces extérieures 110, 120 et qui forme un angle (a) avec chacune des directions faibles Y1-Y'1, Y2-Y'2. Cet angle a est donc d'au moins 5°. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, où les directions faibles Y1-Y1, Y2-Y'2 sont espacées de 90°, l'angle a fait alors préférentiellement 45°. Enfin, selon une variante de réalisation représentée sur la figure 4, l'axe de séparation, tout en étant inclus dans le plan de séparation P, peut 10 former un angle (8) non nul avec la face extérieure 120 du substrat 12. Cet axe de séparation est alors référencé X1-X'1. L'angle B est compris entre 0° et 10°. L'insertion de la lame 2 est poursuivie jusqu'à obtenir la séparation de la structure 1 en deux parties. En procédant conformément au procédé de séparation selon 15 l'invention, on constate d'après les essais effectués que les substrats ne se rompent plus. La séparation peut être réalisée par exemple à l'aide d'un dispositif à lame, tel que celui décrit dans le document US 7 406 994. Sur l'exemple de la figure 8, les directions faibles Y1-Y'1, Y2-Y'2 20 passent respectivement par les points A et les points B. Les axes de séparation X-X' possibles passent de préférence par les points C situés à 22,5°, 67,5°, 112,5° et 157,5°. Sur l'exemple de la figure 9, les axes de séparation préférentiels X-X' sont situés à 45° et 135°, c'est-à-dire dans les plans de clivage du silicium 25 (100) 45° off, mais le plus loin possible des plans de clivage du germanium. Il en est de même dans l'exemple de la figure 10.As can be seen in FIG. 4, this X-X 'axis, called the "separation axis" itself extends in a plane P, called a "separation plane", perpendicular to the two outer faces 110, 120 and which forms an angle (a) with each of the weak directions Y1-Y'1, Y2-Y'2. This angle a is therefore at least 5 °. In the example shown in FIG. 4, where the weak directions Y1-Y1, Y2-Y'2 are spaced 90 °, the angle is then preferably 45 °. Finally, according to an alternative embodiment shown in FIG. 4, the separation axis, while included in the separation plane P, can form a non-zero angle (8) with the external face 120 of the substrate 12. This separation axis is then referenced X1-X'1. The angle B is between 0 ° and 10 °. The insertion of the blade 2 is continued until separation of the structure 1 into two parts. By proceeding according to the separation method according to the invention, it is found from the tests carried out that the substrates no longer break. The separation can be carried out for example by means of a blade device, such as that described in US Pat. No. 7,406,994. In the example of FIG. 8, the weak directions Y1-Y'1, Y2- Y'2 20 pass respectively through the points A and points B. The possible separation axes XX 'preferably pass through the points C located at 22.5 °, 67.5 °, 112.5 ° and 157.5 ° . In the example of FIG. 9, the preferred separation axes XX 'are situated at 45 ° and 135 °, that is to say in the silicon cleavage planes (100) 45 ° off, but the most far from the cleavage planes of germanium. It is the same in the example of Figure 10.