FR2998089A1 - Method for transferring surface layer on receiver substrate to form heterogeneous structure in electronic industry, involves separating surface layer along weakened zone, and transferring surface layer on receiver substrate - Google Patents
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Abstract
Description
t. 1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de formation d'une structure hétérogène.t. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a heterogeneous structure.
Historique de l'invention Des solutions de pointe pour les industries du domaine de l'électronique et de l'énergie demandent de nouveaux substrats de haute performance 10 comme par exemple des substrats de silicium-sur-saphir (SOS). Les tranches de SOS classiques qui utilisent une couche de silicium qui a été formé par épitaxie présentent cependant une mobilité de transistor et une qualité du silicium inférieures par rapport aux substrats de SOS monocristallins collés réalisés par des techniques de collage directe de 15 tranche. La réalisation de produits tels que le SOS est vraiment difficile en utilisant les procédés de transfert de couche standard du type Smart CUtTM en raison de la différence des coefficients d'expansion thermique du silicium et du saphir. Cette différence induit une déformation élevée, mesurée par la 20 courbure, de la structure collée pendant l'étape de recuit destinée à séparer le substrat du silicium du substrat du saphir, laissant une couche transférée de silicium sur le saphir. La déformation élevée résulte en une dissociation complexe et à peine contrôlée de la couche pendant le recuit et une rupture du substrat du silicium peut survenir pendant ce procédé. Ceci s'applique de 25 manière similaire à d'autres structures pour lesquelles les substrats des matériaux diffèrent en ce qui concerne le coefficient d'expansion thermique. L'accumulation de tension à l'intérieur des couches en raison des T 2 traitements thermiques peut provoquer une rupture non contrôlée des matériaux soumis à la tension. Une approche de l'art antérieur pour surmonter cette incompatibilité a été réalisée par l'application d'un procédé de collage réalisé à hautes températures en vue de limiter la différence de température entre la température à laquelle la collage survient et la température à laquelle la séparation survient. La déformation de la structure pendant le procédé de dissociation/séparation est proportionnelle à cette différence. En réduisant la déformation, on réduit donc le risque de dissociation non contrôlée et on améliore la qualité du transfert. Cependant, le procédé de collage à hautes températures n'est pas un procédé standard utilisant un équipement standard, la manipulation de structures incurvées et sous contrainte après le collage n'est pas facile, et un risque élevé de déstratification (c'est-à-dire de décollage) persiste lorsque ces structures collées sous contrainte sont refroidies à température ambiante. Une autre approche de l'art antérieur, divulguée dans le document US 6 858 517 B2, pour un procédé destiné à former un assemblage hétérogène d'un premier et d'un deuxième matériau présentant des coefficients d'expansion thermique différents inclut la fourniture d'un substrat de renforcement en un troisième matériau en vue de conserver une planéité suffisante et d'empêcher la rupture de la couche de transfert pendant la séparation du premier substrat. Ainsi, le substrat de renforcement est collé soit au premier soit au deuxième substrat et présente un coefficient d'expansion thermique qui est identique ou proche de celui du matériau du substrat auquel le substrat de renforcement est collé. En vue de mettre en oeuvre un tel substrat de renforcement, on doit de - préférence conserver un certain rapport d'épaisseur entre la structure renforcée et le substrat restant respectif, en vue de pouvoir conserver la planéité et d'empêcher la rupture. En outre, certains substrats peuvent uniquement exister sous forme relativement mince quelle qu'en soit la raison, par exemple dans le cas de couches autoportantes de nitrure de gallium ou d'autres matériaux semi-conducteurs. Dans le cas où le substrat de renforcement est collé au substrat receveur, il serait difficile de mettre en 5 oeuvre un procédé qui réutilise le même premier substrat pour une séparation répétitive de couches minces à cause des difficultés suivantes du procédé standard Smart CutTM appliqué à des substrats donneurs minces : risque de rupture élevé pendant les étapes mécaniques comme par exemple le transport, la manipulation par un opérateur ou le polissage CMP 10 (chemical-mechanical polishing - polissage chimiomécanique) pour repréparer la surface. Un procédé permettant un transfert de couche répétitif est divulgué dans le document de l'art antérieur EP 1 324 385 A2, où le transfert successif des couches minces d'une tranche donneuse à une tranche receveuse 15 comprend un procédé répétitif Smart CutTM pour lequel la tranche donneuse est renforcée par une tranche support. La tranche support peut à cette fin être de moindre qualité que la tranche donneuse. Un tel procédé de transfert ne convient pas pour des matériaux présentant des coefficients d'expansion thermique différents, en raison de la tension 20 induite par le bilan thermique pendant le procédé de transfert de couche. Objet de l'invention L'objectif de cette invention réside dans la mise à disposition d'un procédé 25 d'assemblage d'une structure hétérogène supprimant les inconvénients mentionnés ci-dessus. Brève description de l'invention En particulier, la présente invention concerne un procédé de transfert d'une couche mince sur un substrat receveur, le matériau de ladite couche mince et le matériau du substrat receveur présentant des coefficients d'expansion 5 thermique différents, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) la fourniture d'une structure donneuse qui comprend un substrat support et une couche donneuse assemblée sur le substrat support de manière à fournir une face libre de la couche donneuse et le substrat support présentant un coefficient d'expansion thermique proche ou identique 10 à celui du substrat receveur ; (b) la formation d'une zone fragilisée dans ladite couche donneuse à une profondeur contrôlée de manière à définir une couche mince de la couche donneuse ; (c) l'assemblage de la face libre de la couche donneuse de la structure 15 donneuse sur le substrat receveur ; (d) la séparation de la couche mince de la couche donneuse le long de la zone fragilisée, la couche mince de la couche donneuse étant transférée sur le substrat receveur. 20 Ceci fournit l'avantage bénéfique d'empêcher la rupture et la dissociation non contrôlée dues à la différence de coefficient d'expansion thermique entre la structure donneuse et le substrat receveur pendant l'assemblage. Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'assemblage de la 25 couche donneuse sur le substrat support pendant l'étape (a) du procédé de transfert d'une couche mince sur un substrat receveur, du matériau de la couche mince et du matériau du substrat receveur présentant des coefficients d'expansion thermique différents, est réalisé par adhérence moléculaire entre la couche donneuse et le substrat support. 30 Dans d'autres formes de réalisations avantageuses, l'étape (a) du procédé comprend en outre le collage d'un substrat donneur sur le substrat support, et un amincissement du substrat donneur après le collage.Background of the Invention Advanced solutions for industries in the field of electronics and energy require new high performance substrates such as silicon-on-sapphire (SOS) substrates. Conventional SOS slices that utilize a silicon layer that has been epitaxially formed, however, have lower transistor mobility and silicon quality than single-crystal SOS substrates made by direct wafer bonding techniques. The realization of products such as SOS is really difficult using the Smart CUtTM standard layer transfer processes because of the difference in thermal expansion coefficients of silicon and sapphire. This difference induces a high deformation, as measured by the curvature, of the bonded structure during the annealing step for separating the silicon substrate from the sapphire substrate, leaving a transferred layer of silicon on the sapphire. The high deformation results in a complex and barely controlled dissociation of the layer during annealing and a rupture of the silicon substrate can occur during this process. This applies in a manner similar to other structures for which the material substrates differ with respect to the coefficient of thermal expansion. The build-up of tension inside the layers due to the T 2 heat treatments can cause uncontrolled rupture of the materials subjected to the stress. An approach of the prior art to overcome this incompatibility has been achieved by the application of a bonding process carried out at high temperatures in order to limit the temperature difference between the temperature at which the bonding occurs and the temperature at which the separation occurs. The deformation of the structure during the dissociation / separation process is proportional to this difference. Reducing the deformation reduces the risk of uncontrolled dissociation and improves the quality of the transfer. However, the high temperature bonding process is not a standard process using standard equipment, the manipulation of curved and stressed structures after bonding is not easy, and a high risk of delamination (ie say takeoff) persists when these bonded structures are cooled to room temperature. Another approach of the prior art, disclosed in US 6,858,517 B2, for a method for forming a heterogeneous assembly of a first and a second material having different thermal expansion coefficients includes the provision of a reinforcing substrate of a third material to maintain sufficient flatness and to prevent breakage of the transfer layer during separation of the first substrate. Thus, the reinforcing substrate is bonded to either the first or second substrate and has a coefficient of thermal expansion that is the same as or close to that of the substrate material to which the reinforcing substrate is bonded. In order to implement such a reinforcing substrate, it is preferable to maintain a certain thickness ratio between the reinforced structure and the respective remaining substrate, in order to be able to maintain flatness and to prevent breakage. In addition, some substrates can only exist in relatively thin form for any reason, for example in the case of self-supporting layers of gallium nitride or other semiconductor materials. In the case where the reinforcing substrate is bonded to the receiving substrate, it would be difficult to implement a method that reuses the same first substrate for repetitive separation of thin layers because of the following difficulties of the standard Smart CutTM process applied to thin donor substrates: high risk of rupture during mechanical steps such as transport, operator handling or CMP 10 polishing (chemical-mechanical polishing) to repair the surface. A method for repetitive layer transfer is disclosed in the prior art document EP 1 324 385 A2, wherein the successive transfer of the thin layers from a donor wafer to a recipient wafer comprises a Smart CutTM repetitive process for which the donor slice is reinforced by a support slice. The support slice may for this purpose be of lower quality than the donor slice. Such a transfer method is not suitable for materials having different thermal expansion coefficients because of the thermal balance induced voltage during the layer transfer process. OBJECT OF THE INVENTION The object of this invention is to provide a method of assembling a heterogeneous structure eliminating the disadvantages mentioned above. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION In particular, the present invention relates to a method of transferring a thin layer to a receiving substrate, the material of said thin layer and the material of the receiving substrate having different thermal expansion coefficients, the method comprising the steps of: (a) providing a donor structure which comprises a support substrate and an assembled donor layer on the support substrate so as to provide a free face of the donor layer and the support substrate having a coefficient of thermal expansion close to or identical to that of the receiving substrate; (b) forming a weakened zone in said donor layer at a controlled depth so as to define a thin layer of the donor layer; (c) assembling the free face of the donor layer of the donor structure on the recipient substrate; (d) separating the thin layer from the donor layer along the weakened zone, the thin layer of the donor layer being transferred onto the receiving substrate. This provides the beneficial advantage of preventing breakage and uncontrolled dissociation due to the difference in coefficient of thermal expansion between the donor structure and the recipient substrate during assembly. In other advantageous embodiments, the assembly of the donor layer on the support substrate during step (a) of the method of transferring a thin layer onto a receiving substrate, the material of the thin layer and the material of the receiving substrate having different coefficients of thermal expansion, is achieved by molecular adhesion between the donor layer and the support substrate. In other advantageous embodiments, step (a) of the method further comprises bonding a donor substrate to the support substrate, and thinning the donor substrate after gluing.
Dans d'autres formes de réalisations avantageuses, l'étape (a) du procédé comprend en outre la fourniture d'une couche de collage sur au moins l'un parmi le substrat support ou la couche donneuse avant le collage, la couche de collage étant fabriquée en un matériau résistant à une détérioration induite par l'implantation, et le détourage de la couche donneuse après l'assemblage, au moins une partie de ladite au moins une couche de collage restant. Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, la structure donneuse de l'étape (a) du procédé comprend un substrat support et une couche 15 donneuse présentant un rapport d'épaisseur de 5:1, de préférence de 10:1 ou encore plus préférentiellement de 30:1. Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'étape (b) du procédé est réalisée par implantation ionique d'espèces gazeuses. 20 Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'étape (c) du procédé est réalisée par collage moléculaire. Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, avant le collage 25 moléculaire de la structure donneuse sur la structure receveuse, une couche de collage est fournie sur au moins l'un parmi la couche donneuse ou le substrat receveur, avec un renforcement éventuel du collage par un recuit thermique, de préférence sous 200°C. 30 Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'étape (d) du procédé est réalisée par l'application d'une contrainte thermique ou mécanique.In other advantageous embodiments, step (a) of the method further comprises providing a bonding layer on at least one of the support substrate or the donor layer before bonding, the bonding layer being made of a material resistant to implantation-induced deterioration, and the trimming of the donor layer after assembly, at least a portion of said at least one remaining bonding layer. In other advantageous embodiments, the donor structure of step (a) of the method comprises a support substrate and a donor layer having a thickness ratio of 5: 1, preferably 10: 1 or more preferably 30: 1. In other advantageous embodiments, step (b) of the process is carried out by ion implantation of gaseous species. In other advantageous embodiments, step (c) of the process is carried out by molecular bonding. In other advantageous embodiments, prior to the molecular bonding of the donor structure to the recipient structure, a bonding layer is provided on at least one of the donor layer or the receiving substrate, with optional bonding reinforcement. by thermal annealing, preferably under 200 ° C. In other advantageous embodiments, step (d) of the process is carried out by the application of a thermal or mechanical stress.
Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'étape (d) du procédé est réalisée par l'application d'un recuit thermique sous la température de rupture à laquelle l'énergie élastique de la couche donneuse est identique au seuil de rupture du matériau donneur.In other advantageous embodiments, step (d) of the process is carried out by the application of a thermal annealing under the breaking temperature at which the elastic energy of the donor layer is identical to the rupture threshold of the donor material.
Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'étape (d) est réalisée par l'application d'un recuit thermique sous une température de rupture de 950°C, de préférence sous 425°C.In other advantageous embodiments, step (d) is carried out by applying thermal annealing at a breaking temperature of 950 ° C, preferably at 425 ° C.
Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, le matériau de la couche donneuse est choisi dans le groupe comprenant le silicium, le germanium, le silicium-germanium, le carbure de silicium, le nitrure de gallium, le phosphure d'indium, l'arséniure de gallium.In other advantageous embodiments, the material of the donor layer is chosen from the group comprising silicon, germanium, silicon-germanium, silicon carbide, gallium nitride, indium phosphide, gallium arsenide.
Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, les matériaux du substrat receveur et du substrat support du procédé sont choisis dans le groupe comprenant le saphir, le silicium, le germanium, le quartz, le verre, la mullite, le molybdène, le nitrure d'aluminium, l'alumine, le carbone sous forme de diamant amorphe, le carbure de silicium, le tungstène.In other advantageous embodiments, the materials of the receiving substrate and of the support substrate of the process are chosen from the group comprising sapphire, silicon, germanium, quartz, glass, mullite, molybdenum, nitride and the like. aluminum, alumina, carbon in the form of amorphous diamond, silicon carbide, tungsten.
Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, l'épaisseur de la couche donneuse se situe entre 1 et 30 pm, de préférence entre 10 et 20 pm. Dans d'autres formes de réalisation avantageuses, les étapes (b) à (d) sont répétées sans toucher au substrat support de l'étape (a) et comprennent en outre une étape d'amincissement pour repréparer la surface de la structure donneuse entre deux transferts de couche, l'amincissement éliminant 5 pm, de préférence 1 pm, une couche donneuse (1021) dotée d'une surface bien préparée restant.In other advantageous embodiments, the thickness of the donor layer is between 1 and 30 μm, preferably between 10 and 20 μm. In other advantageous embodiments, steps (b) to (d) are repeated without touching the support substrate of step (a) and further comprise a thinning step for repainting the surface of the donor structure between two layer transfers, the thinning eliminating 5 μm, preferably 1 μm, a donor layer (1021) having a well prepared surface remaining.
L'invention sera décrite plus en détail à titre d'exemple ci-après à l'aide de formes de réalisation avantageuses et en se référant aux dessins. Les formes de réalisation décrites sont uniquement des configurations possibles dans lesquelles les caractéristiques individuelles peuvent cependant, comme décrit ci-dessus, être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou peuvent être omises. Des éléments équivalents illustrés dans les dessins sont donnés avec les signes de référence équivalents. Des parties de la description relatives à des éléments équivalents illustrés dans différents dessins peuvent être omises. Description des figures Les figures 1A-1E illustrent schématiquement un procédé de transfert de couche selon une forme de réalisation préférée de l'invention. Les figures 2A-2J illustrent schématiquement un procédé de transfert de couche selon d'autres formes de réalisation de l'invention. Description détaillée de l'invention La présente invention sera maintenant décrite en se référant à des formes 20 de réalisation spécifiques. Il apparaîtra à l'homme du métier que les caractéristiques et les variantes de l'une quelconque des formes de réalisation peuvent être combinées, indépendamment les unes des autres, avec les caractéristiques et les variantes d'une quelconque autre forme de réalisation conformément à la portée des revendications. 25 En particulier, la figure 1A et la figure 1B représentent schématiquement l'assemblage d'une couche donneuse 10 et d'un substrat support 20, en vue de former une structure donneuse 30. Le substrat support 20 est formé à partir d'un premier matériau et la couche donneuse 10 est formée à partir 30 d'un deuxième matériau. Le deuxième matériau présente un coefficient d'expansion thermique différent de celui du premier matériau. Par exemple, à température ambiante, la différence relative entre les deux coefficients 15 d'expansion thermique est d'au moins environ 10% mais peut être d'environ 20% ou même plus, comme par exemple de plus de 100% comme dans le cas du silicium et du saphir.The invention will be described in more detail by way of example below with the aid of advantageous embodiments and with reference to the drawings. The described embodiments are only possible configurations in which the individual characteristics can however, as described above, be implemented independently of one another or can be omitted. Equivalent elements illustrated in the drawings are given with the equivalent reference signs. Parts of the description relating to equivalent elements illustrated in different drawings may be omitted. DESCRIPTION OF THE FIGURES FIGS. 1A-1E schematically illustrate a layer transfer method according to a preferred embodiment of the invention. Figs. 2A-2J schematically illustrate a layer transfer method according to other embodiments of the invention. Detailed Description of the Invention The present invention will now be described with reference to specific embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that the features and variations of any of the embodiments may be combined, independently of each other, with the features and variations of any other embodiment in accordance with the present invention. scope of the claims. In particular, FIG. 1A and FIG. 1B schematically show the assembly of a donor layer 10 and a support substrate 20, to form a donor structure 30. The support substrate 20 is formed from a first material and the donor layer 10 is formed from a second material. The second material has a coefficient of thermal expansion different from that of the first material. For example, at room temperature, the relative difference between the two coefficients of thermal expansion is at least about 10% but may be about 20% or even more, such as more than 100% as in case of silicon and sapphire.
C'est cette différence de coefficient d'expansion thermique qui ne permet pas le transfert direct d'une couche d'un substrat présentant un coefficient d'expansion thermique différent sur le substrat qui reçoit la couche transférée à cause des températures assez élevées utilisées pendant l'étape de séparation. Ces températures élevées induisent trop de tension dans la structure assemblée et la relaxation non contrôlée conduit à une dissociation non contrôlée et à une rupture de la couche à transférer et éventuellement aussi du substrat donneur. Ce problème est surmonté par l'utilisation de la structure donneuse 30 mentionnée ci-dessus comme expliqué en détail ultérieurement dans ce texte.It is this difference in coefficient of thermal expansion that does not allow the direct transfer of a layer of a substrate having a different coefficient of thermal expansion on the substrate which receives the transferred layer because of the rather high temperatures used during the separation step. These high temperatures induce too much tension in the assembled structure and uncontrolled relaxation leads to uncontrolled dissociation and rupture of the layer to be transferred and possibly also of the donor substrate. This problem is overcome by the use of the donor structure mentioned above as explained in detail later in this text.
La couche donneuse 10 est par exemple fabriquée en un matériau semiconducteur. Dans un exemple, la couche donneuse 10 est formée de silicium et le substrat support 20 est formé de saphir, et, donc, un assemblage de type silicium-sur-saphir est obtenu pour la structure 20 donneuse 30. D'autres variantes sont par exemple des assemblages de type silicium-sur-quartz, carbure de silicium-sur-silicium, nitrure de gallium-sursilicium, nitrure de gallium-sur-mullite, nitrure de gallium-sur-molybdène, phosphure d'indium-sur-silicium ou saphir, arséniure de gallium-sur-silicium ou saphir, germanium-sur-silicium ou saphir, et silicium-germanium-sur25 saphir. La couche donneuse 10 peut être par exemple une tranche massive dudit premier matériau obtenu à partir des lingots ou une couche épitaxiale épaisse dudit premier matériau qui a été formé sur une couche germe. Dans le dernier cas, la couche germe est retirée avant ou après l'assemblage de 30 la couche donneuse 10 sur le substrat support 20. Ceci peut être réalisé par exemple par un polissage chimiomécanique ou une autre technique de gravure ou de polissage appropriée pour le matériau utilisé. Le substrat support 20 peut être par exemple une tranche massive. L'assemblage de la couche donneuse 10 et du substrat support 20 peut être obtenu par adhérence moléculaire ou par une quelconque autre technique de collage entre les interfaces de la couche donneuse 10 et du substrat support 20. Un homme du métier saurait comment préparer les interfaces avant l'assemblage en termes de rugosité par des traitements appropriés de polissage ou de gravure, ou comment former des couches d'oxyde appropriées sur au moins une des interfaces, pour augmenter davantage l'adhérence de collage. Un renforcement du collage peut être obtenu par l'application d'un traitement thermique à basses températures, en particulier à des températures de jusqu'à 200°C. A ces températures, la tension induite dans la structure donneuse 30 ne dépasse pas le seuil de rupture. Le recuit thermique devrait être maintenu sous la température de rupture de la structure assemblée à laquelle il est appliqué. Pendant un traitement thermique, une structure assemblée se déforme selon les différents coefficients d'expansion thermique et les modules de Young respectifs des couches constituantes, qui sont directement associés à des paramètres physiques comme par exemple l'énergie élastique contenue dans une couche ou une structure de couches. Si l'énergie élastique accumulée dans une couche dépasse un certain seuil de rupture, la couche ne peut pas supporter les tensions et se rompt en vue de relaxer la tension et les contraintes. Cette rupture peut être assez violente en raison de la relaxation soudaine. On peut faire une approximation de la valeur de ce seuil de rupture à l'aide de paramètres de matériau de manière simple par le rapport entre le carré de la ductilité du matériau et son module de Young, exprimé en J/m2. Ceci correspond à un seuil d'énergie de surface (J/m2) au-dessus duquel une fracture ou un défaut existant(e) ouvre une interface pour propager la fracture. Cette valeur seuil est d'environ 4 J/m2 dans le cas du silicium. Pour des informations plus détaillées, le lecteur est renvoyé à la littérature, par exemple la publication de Thomas D. Moore "A simple and fundamental design rule for resisting delamination in biomaterial structures" publiée dans Microelectronics Reliabilty 43 (2003), pages 487-494. Par exemple, dans le cas d'un assemblage de silicium (625 pm) sur du saphir (625 pm), l'énergie élastique pour la couche de silicium présente une valeur d'environ 3,7 J/m2 à 235°C et d'environ 4,4 à 250°C. En vue d'empêcher une rupture, de tels assemblages ne peuvent pas supporter une température de recuit supérieure à 240°C. La rupture survient pour des températures supérieures à ce seuil quand le collage a été renforcé.The donor layer 10 is for example made of a semiconductor material. In one example, the donor layer 10 is formed of silicon and the support substrate 20 is made of sapphire, and therefore a silicon-on-sapphire type assembly is obtained for the donor structure 30. Other variants are example of silicon-on-quartz, silicon-on-silicon carbide, gallium-sursilicon nitride, gallium-on-mullite nitride, gallium-on-molybdenum nitride, indium-on-silicon phosphide or sapphire, gallium-on-silicon arsenide or sapphire, germanium-on-silicon or sapphire, and silicon-germanium-on sapphire. The donor layer 10 may be for example a massive slice of said first material obtained from ingots or a thick epitaxial layer of said first material which has been formed on a seed layer. In the latter case, the seed layer is removed before or after the donor layer 10 is assembled on the support substrate 20. This can be achieved for example by chemomechanical polishing or other suitable etching or polishing technique for the material used. The support substrate 20 may be for example a massive slice. The assembly of the donor layer 10 and the support substrate 20 can be obtained by molecular adhesion or by any other bonding technique between the interfaces of the donor layer 10 and the support substrate 20. A person skilled in the art would know how to prepare the interfaces prior to assembly in terms of roughness by appropriate polishing or etching treatments, or how to form appropriate oxide layers on at least one of the interfaces, to further increase stickiness adhesion. Reinforcement of the bonding can be achieved by applying heat treatment at low temperatures, particularly at temperatures of up to 200 ° C. At these temperatures, the induced voltage in the donor structure 30 does not exceed the breakpoint. Thermal annealing should be kept below the breaking temperature of the assembled structure to which it is applied. During a heat treatment, an assembled structure is deformed according to the different coefficients of thermal expansion and the respective Young's moduli of the constituent layers, which are directly associated with physical parameters such as, for example, the elastic energy contained in a layer or a structure of layers. If the elastic energy accumulated in a layer exceeds a certain threshold of rupture, the layer can not withstand the voltages and breaks in order to relax the tension and the stresses. This break can be quite violent because of the sudden relaxation. The value of this fracture threshold can be approximated by material parameters in a simple way by the ratio between the square of the ductility of the material and its Young's modulus, expressed in J / m2. This corresponds to a surface energy threshold (J / m2) above which an existing fracture or defect opens an interface to propagate the fracture. This threshold value is about 4 J / m2 in the case of silicon. For more detailed information, the reader is referred to the literature, for example the publication of Thomas D. Moore "A simple and fundamental design rule for resisting delamination in biomaterial structures" published in Microelectronics Reliabilty 43 (2003), pages 487-494 . For example, in the case of a silicon (625 μm) assembly on sapphire (625 μm), the elastic energy for the silicon layer has a value of about 3.7 J / m 2 at 235 ° C and from about 4.4 to 250 ° C. In order to prevent breakage, such assemblies can not withstand an annealing temperature above 240 ° C. The break occurs at temperatures above this threshold when bonding has been strengthened.
Autrement, les tensions accumulées dans les couches conduiront uniquement à une ouverture spontanée le long de l'interface de collage, normalement à environ 100 jusqu'à 150°C. Dans ce cas, les traitements thermiques pour renforcer le collage devraient être maintenus sous ce seuil pour éviter un tel décollement spontané.Otherwise, the accumulated stresses in the layers will only lead to spontaneous opening along the bonding interface, normally at about 100 to 150 ° C. In this case, the heat treatments to reinforce the bonding should be kept below this threshold to avoid such spontaneous detachment.
Dans une autre étape, schématiquement représentée dans la figure 1C, une zone fragilisée 12 est créée dans la couche donneuse 10 de la structure donneuse 30. Le volume de la couche donneuse 10 est ainsi séparé en une couche superficielle 101 qui représente la couche mince à transférer et une région restante 102 qui représente le volume restant de la couche donneuse 10. La formation de la zone fragilisée 12 peut être obtenue par l'implantation de substances gazeuses atomiques ou ioniques telles que l'hydrogène, mais on peut également utiliser à la place une implantation d'une combinaison de substances telles qu'hydrogène/hélium. En raison de l'homogénéité de l'implantation, la zone fragilisée 12 est définie à une épaisseur uniforme prédéterminée sur toute la couche donneuse 10 de manière à définir la couche superficielle 101 à transférer. Ceci présente l'avantage que par exemple dans le cas d'une structure donneuse BSOS (bonded silicon on sapphire - silicium collé sur saphir), les légères déviations d'une surface parfaitement plane dues aux techniques d'amincissement/de polissage utilisées comme finition du BSOS ne jouent aucun rôle pour les procédés de transfert consécutifs utilisant la zone fragilisée 12 obtenue par implantation. On peut donc, par exemple, former des structures de silicium sur saphir présentant une épaisseur uniforme. Un raisonnement similaire s'applique à d'autres structures avec finition par une étape d'amincissement ou de polissage avant le transfert de couche. La figure 1D représente schématiquement l'assemblage de la face libre de la couche superficielle 101 de la couche donneuse 10 de la structure donneuse 30 avec un substrat receveur 40. Comme illustré schématiquement par le remplissage en lignes en pointillés dans la figure 1D, le substrat receveur 40 présente un coefficient d'expansion thermique identique ou proche de celui du substrat support 20, ce qui signifie que la différence relative entre leurs coefficients d'expansion thermique est inférieure à 10%. Des techniques de collage de tranches bien connues peuvent être utilisées pour assembler la face libre de la couche donneuse 10 de la structure donneuse 30 au substrat receveur 40, la couche superficielle 101, qui est la couche à transférer, étant ainsi amenée en contact avec le substrat receveur 40. Ceci résulte en une structure sandwich 60 comportant la couche donneuse 10, ou respectivement la couche superficielle 101 et la région restante 102, entre le substrat support 20 et le substrat receveur 40. Par exemple, dans le cas d'un assemblage de saphir (625 pm)/silicium 25 (20 pm)/saphir (625 pm), ou même uniquement de saphir (625 pm)/silicium (20 pm), qui représente une forme de réalisation particulière de notre invention avant et après la séparation de la couche donneuse 10 à transférer, l'énergie élastique de la couche de silicium dépasse le seuil de 4 J/m2 à une température d'environ 400 à 425°C. Dans le cas d'une couche 30 de silicium encore plus mince présentant une épaisseur d'environ 200 nm, le seuil de température augmente jusqu'à 950°C. En raison de la plus faible épaisseur, l'énergie élastique respective de la couche de silicium est inférieure à des températures équivalentes. En fonction des matériaux utilisés et de l'épaisseur des couches respectives, le traitement thermique pourrait être réalisé jusqu'à des températures sous le seuil de rupture mentionné ci-dessus, dans la plage de jusqu'à 425°C ou même supérieures dans le cas de la structure silicium/saphir ou saphir/silicium/saphir citée ci-dessus. La structure sandwich 60 représentée dans la figure 1D prévient le risque que la couche de transfert 101 puisse se rompre ou se dissocier de manière non contrôlée pendant la séparation et le transfert à ces températures élevées sur le substrat receveur 40, même si la couche donneuse 10 et le substrat receveur 40 présentent des coefficients d'expansion thermique substantiellement différents. Une fenêtre de température de procédé s'ouvre, ce qui donne beaucoup plus de souplesse au procédé de transfert et permet d'utiliser des températures plus appropriées pour l'étape de séparation par exemple. Comme représenté schématiquement dans la figure 1E, la couche superficielle 101 de la couche donneuse 10 est séparée et écartée de la région restante 102, laissant une nouvelle structure donneuse 301. En vue de transférer la couche superficielle 101 de la couche donneuse 10 sur le substrat receveur 40, on peut par exemple utiliser la technique Smart CutTM bien connue conformément à une forme de réalisation préférée de cette invention. L'épaisseur de la couche donneuse 10 se situe entre 1 pm et 30 pm, de préférence entre 10 pm et 20 pm, conformément aux formes de réalisation de la présente invention. L'épaisseur de la couche superficielle 101 se situe dans la plage de 100 nm jusqu'à 1 pm, en fonction de l'utilisation de la structure hétérogène. Après l'assemblage du substrat donneur 30 et du substrat receveur 40, la couche superficielle 101 peut par exemple être séparée à l'aide d'un traitement thermique et/ou de l'application d'une contrainte mécanique pour provoquer une fracturation le long de la zone fragilisée.In another step, schematically shown in FIG. 1C, a weakened zone 12 is created in the donor layer 10 of the donor structure 30. The volume of the donor layer 10 is thus separated into a surface layer 101 which represents the thin layer at transfer and a remaining region 102 which represents the remaining volume of the donor layer 10. The formation of the weakened zone 12 can be obtained by the implantation of atomic or ionic gaseous substances such as hydrogen, but it is also possible to use the place an implantation of a combination of substances such as hydrogen / helium. Due to the homogeneity of the implantation, the weakened zone 12 is defined at a predetermined uniform thickness over the entire donor layer 10 so as to define the surface layer 101 to be transferred. This has the advantage that, for example, in the case of a BSOS donor structure (bonded silicon on sapphire), the slight deviations of a perfectly flat surface due to the thinning / polishing techniques used as finishing of BSOS play no role for consecutive transfer processes using the weakened zone 12 obtained by implantation. It is therefore possible, for example, to form silicon structures on sapphire having a uniform thickness. Similar reasoning applies to other structures with finishing by a thinning or polishing step prior to layer transfer. FIG. 1D shows schematically the assembly of the free face of the surface layer 101 of the donor layer 10 of the donor structure 30 with a receiving substrate 40. As illustrated schematically by the dotted line filling in FIG. 1D, the substrate Receiver 40 has a coefficient of thermal expansion identical or close to that of the support substrate 20, which means that the relative difference between their thermal expansion coefficients is less than 10%. Well-known slice bonding techniques can be used to assemble the free face of the donor layer 10 of the donor structure 30 to the recipient substrate 40, the surface layer 101, which is the layer to be transferred, thus being brought into contact with the Receiving substrate 40. This results in a sandwich structure 60 comprising the donor layer 10, or respectively the surface layer 101 and the remaining region 102, between the support substrate 20 and the receiving substrate 40. For example, in the case of an assembly of sapphire (625 μm) / silicon (20 μm) / sapphire (625 μm), or even only sapphire (625 μm) / silicon (20 μm), which represents a particular embodiment of our invention before and after separation of the donor layer 10 to be transferred, the elastic energy of the silicon layer exceeds the threshold of 4 J / m2 at a temperature of about 400 to 425 ° C. In the case of an even thinner silicon layer having a thickness of about 200 nm, the temperature threshold increases to 950 ° C. Due to the smaller thickness, the respective elastic energy of the silicon layer is lower than equivalent temperatures. Depending on the materials used and the thickness of the respective layers, the heat treatment could be performed up to temperatures below the above-mentioned breaking point, in the range of up to 425 ° C or even higher in the case of the silicon / sapphire or sapphire / silicon / sapphire structure mentioned above. The sandwich structure 60 shown in FIG. 1D prevents the risk that the transfer layer 101 may rupture or disassociate in an uncontrolled manner during separation and transfer at these elevated temperatures to the receiving substrate 40, even if the donor layer 10 and the receiver substrate 40 has substantially different coefficients of thermal expansion. A process temperature window opens, which gives the transfer process much more flexibility and makes it possible to use more suitable temperatures for the separation step for example. As schematically represented in FIG. 1E, the superficial layer 101 of the donor layer 10 is separated and separated from the remaining region 102, leaving a new donor structure 301. In order to transfer the superficial layer 101 of the donor layer 10 onto the substrate Receiver 40, one can for example use the well-known Smart CutTM technique according to a preferred embodiment of this invention. The thickness of the donor layer 10 is between 1 μm and 30 μm, preferably between 10 μm and 20 μm, in accordance with the embodiments of the present invention. The thickness of the surface layer 101 is in the range of 100 nm to 1 μm, depending on the use of the heterogeneous structure. After assembly of the donor substrate 30 and the recipient substrate 40, the surface layer 101 may for example be separated using a heat treatment and / or the application of a mechanical stress to cause fracturing along of the weakened zone.
Une autre forme de réalisation est illustrée schématiquement dans les Figures 2A à 2D. Elles montrent que l'assemblage de la structure donneuse 30 peut être obtenu par collage d'un substrat donneur 50 au substrat support 20 comme représenté dans la figure 2C. La figure 2D montre un amincissement consécutif du substrat donneur 50 laissant la couche donneuse 10 collée au substrat support 20, formant ainsi la structure donneuse 30. L'épaisseur de la couche donneuse 10 peut se situer dans la plage de 1 pm jusqu'à 30 pm, de préférence dans la plage de 10 pm à 20 pm. Cependant, des couches donneuses 10 encore plus épaisses peuvent être imaginables. Plus préférablement, le rapport d'épaisseur entre le substrat support 20 et la couche donneuse 10 vaut 5:1, de préférence 10:1 ou encore plus préférablement 30:1. Ceci assure une déformation minimale et un niveau de tension minimum dans la structure sandwich 60 pendant les traitements thermiques à des températures relativement élevées, comme par exemple pendant et après la séparation et le transfert de couche de l'étape consécutive (d). Des techniques de collage à basse température sont les plus appropriées en raison du bilan thermique inférieur pour l'assemblage hétérogène de la couche donneuse 10 et du substrat support 20 à cause de la différence des coefficients d'expansion thermique. Par exemple, dans le cas d'un assemblage de type carbure de silicium-sursilicium de la structure donneuse 30, une étape de recuit thermique pour renforcer le collage entre la couche donneuse 10 et le substrat support 20 peut être maintenue à une température aussi basse que 200°C ou même inférieure. Le cas de l'assemblage collé bien connu de type silicium-sursaphir, désigné dans la suite par BSOS, est identique. La température de renforcement de collage appropriée maximale dépend de la différence de coefficient d'expansion thermique des matériaux impliqués dans la structure à coller et également de la nature chimique de l'interface de collage.Another embodiment is schematically illustrated in Figures 2A-2D. They show that the assembly of the donor structure 30 can be obtained by bonding a donor substrate 50 to the support substrate 20 as shown in FIG. 2C. Fig. 2D shows a subsequent thinning of the donor substrate 50 leaving the donor layer 10 bonded to the support substrate 20, thereby forming the donor structure 30. The thickness of the donor layer 10 can be in the range of 1 μm up to 30 pm, preferably in the range of 10 pm to 20 pm. However, even thicker donor layers can be imaginable. More preferably, the thickness ratio between the support substrate 20 and the donor layer 10 is 5: 1, preferably 10: 1 or even more preferably 30: 1. This ensures minimal deformation and a minimum voltage level in the sandwich structure 60 during heat treatments at relatively high temperatures, such as during and after the separation and layer transfer of the subsequent step (d). Low temperature bonding techniques are most appropriate because of the lower thermal balance for the heterogeneous assembly of the donor layer 10 and the support substrate 20 due to the difference in thermal expansion coefficients. For example, in the case of a silicon carbide-sursilicon type assembly of the donor structure 30, a thermal annealing step to enhance bonding between the donor layer 10 and the support substrate 20 can be maintained at such a low temperature than 200 ° C or even lower. The case of the well-known silicon-sursaphyr bonded assembly, hereinafter referred to as BSOS, is identical. The maximum appropriate bonding strength temperature depends on the difference in coefficient of thermal expansion of the materials involved in the structure to be bonded and also on the chemical nature of the bonding interface.
L'assemblage de la structure donneuse 30 peut en outre inclure la formation d'une couche de collage 21, 51 sur, soit le substrat support ou la couche donneuse du substrat donneur avant le collage, soit les deux. La figure 2B montre le cas dans lequel les couches de collage 21, 51 sont formées à la fois sur le substrat support 20 et le substrat donneur 50 avant leur assemblage représenté dans la figure 2C, pendant lequel les deux couches de collage 21, 51 sont amenées en contact pour le collage. Une étape de détourage éventuelle réalisée sur la couche donneuse 10 peut être utilisée non pas uniquement pour mieux définir les bords de la couche à transférer.The assembly of the donor structure 30 may further include forming a bonding layer 21, 51 on either the support substrate or the donor layer of the donor substrate prior to bonding, or both. FIG. 2B shows the case in which the bonding layers 21, 51 are formed on both the support substrate 20 and the donor substrate 50 before their assembly shown in FIG. 2C, during which the two bonding layers 21, 51 are brought into contact for gluing. Any clipping step performed on the donor layer 10 may be used not only to better define the edges of the layer to be transferred.
Après l'étape de détourage au moins une partie de couche sous-jacente d'au moins une couche de collage 21, 51 reste. Dans la figure 2E, on montre l'exemple dans lequel les deux couches de collage 21, 51 restent intactes après le détourage de la couche donneuse 10 de la structure donneuse 30. Cette couche de collage 21, 51 entre le substrat support 20 et la structure donneuse 30 peut en outre présenter la propriété avantageuse d'être résistante à la détérioration induite par l'implantation. Ceci peut présenter l'effet avantageux selon lequel le transfert de la couche comprenant une étape d'implantation n'affecte pas la couche de collage 21, 51, et une préparation de la surface après le transfert de la couche n'est nécessaire que pour la structure donneuse 30 elle-même alors que la couche sous-jacente d'au moins une couche de collage 21, 51 reste intacte. Aucune contamination par des particules venant du substrat support 20 ou de la couche de collage 21, 51 n'est ainsi possible et un procédé propre est obtenu.After the step of trimming at least one underlying layer portion of at least one bonding layer 21, 51 remains. In FIG. 2E, the example in which the two bonding layers 21, 51 remain intact after the trimming of the donor layer 10 of the donor structure 30 is shown. This bonding layer 21, 51 between the support substrate 20 and the The donor structure 30 may further exhibit the advantageous property of being resistant to implantation-induced deterioration. This may have the advantageous effect that the transfer of the layer comprising an implantation step does not affect the bonding layer 21, 51, and a preparation of the surface after the transfer of the layer is only necessary for the donor structure 30 itself while the underlying layer of at least one bonding layer 21, 51 remains intact. No contamination by particles from the support substrate 20 or the bonding layer 21, 51 is thus possible and a clean method is obtained.
La figure 2F représente l'exemple dans lequel la zone fragilisée 12 est formée par implantation dans la couche donneuse 10 après l'étape de détourage. Dans ce cas, l'implantation est également réalisée sur la partie restante de ladite au moins une couche de collage 21, 51 après l'étape de détourage. Celles-ci peuvent être choisies pour résister à la détérioration induite par l'implantation. On devrait noter que la profondeur de l'implantation dépend de l'énergie du procédé d'implantation et varie en fonction du matériau dans lequel l'implantation est réalisée. Par conséquent, l'épaisseur ou la somme des épaisseurs de la couche de collage 21, 51 restante devrait être choisie en vue d'être plus grande que la profondeur de l'implantation provoquée dans ces matériaux. La dose d'implantation nécessaire pour réaliser une séparation après un procédé Smart CutTM dépend également du matériau. Pour le silicium, on utilise normalement une dose de 5x1016 at/cm2. Dans le cas du saphir, la dose d'implantation pour un procédé caractéristique de Smart CutTM est d'environ 2x1017 at/cm2, soit 3 à 4 fois supérieure à celle pour le silicium. Par conséquent, on pourrait 10 également imaginer une autre situation dans laquelle soit aucune couche de collage 21, 51 n'est utilisée soit le détourage a éliminé les parties principales de la couche de collage 21, 51, de manière à ce qu'après le détourage au moins une partie du substrat support 20 serait affecté par une étape d'implantation consécutive. Dans le cas du silicium sur saphir, ceci n'aurait 15 pas d'impact sur le procédé car le substrat support 20 de saphir résisterait à au moins 3 étapes d'implantation consécutives, permettant ainsi au moins trois procédés de transfert consécutifs à l'aide de la même couche donneuse de silicium 10. Dans une variante, une couche de collage peut être formée sur au moins 20 l'une parmi la couche donneuse 10 ou la couche superficielle 101 qui est la couche à transférer, ou le substrat receveur 40, soit par oxydation thermique soit par dépôt d'un oxyde, par exemple l'oxyde de silicium. Ceci peut avoir lieu avant ou après la formation de la zone fragilisée 12. La figure 2G montre, par exemple, le cas dans lequel une couche de collage 41 est 25 formée sur le substrat receveur 40. Un renforcement éventuel du collage par un recuit à basse température sous 200°C peut être réalisé, de manière similaire à l'assemblage de la structure donneuse 30 mentionné ci-dessus. La figure 2Ha montre une séparation et un transfert de la couche 30 superficielle 101 sur le substrat receveur 40, sur lequel la couche de collage 41 a été formée avant le transfert, alors que dans la figure 2Hb, la situation, dans laquelle une couche de collage 42 a été formée sur la face libre de la couche superficielle 101 avant le collage, est représentée. Dans les deux cas, la couche restante 102 forme ainsi une nouvelle structure donneuse 301 pour un procédé consécutif de collage et de transfert comme déjà mentionné ci-dessus.Figure 2F shows the example in which the embrittled zone 12 is formed by implantation in the donor layer 10 after the trimming step. In this case, implantation is also performed on the remaining portion of said at least one bonding layer 21, 51 after the step of trimming. These can be chosen to resist the deterioration induced by implantation. It should be noted that the depth of implantation depends on the energy of the implantation process and varies depending on the material in which implantation is performed. Therefore, the thickness or sum of the thicknesses of the remaining bonding layer 21, 51 should be chosen to be greater than the depth of implantation caused in these materials. The implantation dose required to achieve separation after a Smart CutTM process also depends on the material. For silicon, a dose of 5x1016 at / cm 2 is normally used. In the case of sapphire, the implantation dose for a typical Smart CutTM process is about 2x1017 at / cm2, which is 3-4 times higher than that for silicon. Therefore, it could also be imagined another situation in which either no bonding layer 21, 51 is used or the trimming has removed the main parts of the bonding layer 21, 51, so that after the trimming at least a portion of the support substrate 20 would be affected by a subsequent implantation step. In the case of silicon on sapphire, this would have no impact on the process since the sapphire support substrate would withstand at least 3 consecutive implant steps, thus allowing at least three consecutive transfer processes to the Using the same silicon donor layer 10, alternatively, a bonding layer may be formed on at least one of the donor layer 10 or the superficial layer 101 which is the layer to be transferred, or the receiving substrate 40 either by thermal oxidation or by deposition of an oxide, for example silicon oxide. This can take place before or after the formation of the embrittled zone 12. FIG. 2G shows, for example, the case in which a bonding layer 41 is formed on the receiving substrate 40. A possible reinforcement of the bonding by annealing Low temperature at 200 ° C can be achieved similarly to the assembly of donor structure 30 mentioned above. FIG. 2Ha shows a separation and transfer of the superficial layer 101 on the receiving substrate 40, on which the bonding layer 41 was formed before the transfer, while in FIG. 2Hb, the situation, in which a layer of 42 bonding was formed on the free face of the surface layer 101 before bonding, is shown. In both cases, the remaining layer 102 thus forms a new donor structure 301 for a subsequent sticking and transfer process as already mentioned above.
La nouvelle structure donneuse 301 peut être réutilisée en vue de transférer une nouvelle couche mince de la région restante 102 par le procédé selon les formes de réalisation de l'invention. A cette fin, la face libre de la région restante 102 peut être préparée de préférence à l'aide de techniques de polissage et de préparation appropriées. On obtient ainsi un procédé qui permet le transfert successif de couches de la structure donneuse 30, 301 sur le substrat receveur 40 présentant des coefficients d'expansion thermique différents. Par exemple, dans le cas d'une structure donneuse 30, 301 de BSOS, il est beaucoup plus facile de préparer et de réutiliser le BSOS après un transfert de couche à l'aide de la technologie Smart CutTM. Le substrat donneur initial 30 de BSOS est préparé par collage d'une tranche de silicium sur une tranche de saphir à l'aide de techniques de collage standard et en réalisant un détourage consécutif. La force de collage sur les bords est beaucoup plus basse et l'étape de détourage induit un biseautage des bords du silicium. Le silicium de la structure de BSOS présente ainsi un diamètre initial légèrement inférieur au substrat de saphir. L'utilisation de techniques de transfert comme la technique Smart CutTM induit normalement des problèmes pour le transfert de la région des bords de la tranche à cause de la faible énergie de collage déjà mentionnée au niveau du bord, laissant une région de matériau non transféré sur la structure donneuse 30 qui représente des imperfections de surface. Cependant, ce problème ne survient pas en présence d'une structure donneuse 30, 301 de BSOS en raison du biseautage des bords de la structure de silicium par le détourage. Ceci s'applique de façon identique à une quelconque structure donneuse 30, 301 selon notre invention, sur laquelle une telle étape de détourage et de biseautage des bords a été réalisée. En vue de recycler une telle structure donneuse 30, 301 de BSOS, on a uniquement besoin d'appliquer une étape de polissage sur environ 1 pm en vue de pouvoir réutiliser la même structure donneuse 30 pour un transfert consécutif, au lieu de devoir polir au moins 10 pm en vue d'éliminer les imperfections induites dans le cas d'un Smart CutTM standard de tranches présentant les problèmes de transfert mentionnés ci-dessus sur les bords. La figure 21 illustre schématiquement de telles imperfections de surface sur la région superficielle 1011 de la région restante 102 de la structure donneuse 30, 301 après le transfert de la couche superficielle 101, et une légère étape d'amincissement/polissage pour préparer la surface ou pour préparer la surface pour un collage consécutive résulte en une région superficielle modifiée 1021 appropriée pour un collage et un transfert consécutifs. Toutes les formes de réalisation discutées préalablement ne sont pas destinées à des limitations mais servent d'exemples illustratifs des caractéristiques et des avantages de l'invention. On doit comprendre que certaines ou toutes les caractéristique décrites ci-dessus peuvent également être combinées de différentes manières.20The new donor structure 301 can be reused to transfer a new thin layer of the remaining region 102 by the method according to the embodiments of the invention. For this purpose, the free face of the remaining region 102 may preferably be prepared using appropriate polishing and preparation techniques. A method is thus obtained which allows the successive transfer of layers of the donor structure 30, 301 onto the receiving substrate 40 having different coefficients of thermal expansion. For example, in the case of a donor structure 30, 301 of BSOS, it is much easier to prepare and reuse BSOS after a layer transfer using Smart CutTM technology. The initial donor substrate 30 of BSOS is prepared by bonding a silicon wafer to a sapphire wafer using standard bonding techniques and performing a subsequent trimming. The bonding force at the edges is much lower and the trimming step induces a bevelling of the edges of the silicon. The silicon of the BSOS structure thus has an initial diameter slightly smaller than the sapphire substrate. The use of transfer techniques such as the Smart CutTM technique normally causes problems for the transfer of the edge region of the wafer because of the low bonding energy already mentioned at the edge, leaving a region of material not transferred to the donor structure 30 which represents surface imperfections. However, this problem does not occur in the presence of a donor structure 30, 301 of BSOS because of the beveling edges of the silicon structure by the trimming. This applies identically to any donor structure 30, 301 according to our invention, on which such a step of trimming and bevelling edges has been performed. In order to recycle such a donor structure 30, 301 of BSOS, it is only necessary to apply a polishing step to about 1 μm in order to be able to reuse the same donor structure for a subsequent transfer, instead of having to polish at the same time. minus 10 pm in order to eliminate the imperfections induced in the case of a standard Smart CutTM of wafers having the aforementioned transfer problems at the edges. Fig. 21 schematically illustrates such surface imperfections on the surface region 1011 of the remaining region 102 of the donor structure 30, 301 after the transfer of the surface layer 101, and a slight thinning / polishing step to prepare the surface or to prepare the surface for consecutive bonding results in a modified surface region 1021 suitable for consecutive bonding and transfer. All the previously discussed embodiments are not intended for limitations but serve as illustrative examples of the features and advantages of the invention. It should be understood that some or all of the features described above may also be combined in different ways.
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