FR2998090A1 - Method for structuring material surface of substrate for producing e.g. nanometric patterns on surface for LEDs, involves forming patterns due to difference between etch selectivity of material and changed etch selectivity of regions - Google Patents
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Abstract
Description
S 54524 TM 1 PROCEDE DE STRUCTURATION DE SURFACE PAR MODIFICATION LOCALE DE SELECTI VITE A LA GRAVURE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la structuration de surface de matériaux pour la création de motifs micrométriques voire nanométriques à la surface de matériaux. La structuration de surface trouve application dans de nombreux domaines, tels que dans le domaine de l'électronique où elle permet notamment la miniaturisation des composants, ou encore dans le domaine de l'optique où elle permet par exemple d'améliorer l'efficacité de conversion des diodes électroluminescentes. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une technique couramment utilisée en électronique ou en optique pour réaliser une structuration de surface d'un matériau consiste à soumettre un substrat, dont certaines parties sont protégées par un masque, à une attaque par une solution de gravure chimique. La gravure dans les régions de la surface laissées libres par le masque permet d'obtenir la topologie de surface désirée. Le masque est typiquement une photorésine appliquée sur la surface du substrat et dont certaines zones correspondant aux régions à graver ont été exposées à une irradiation lumineuse préalablement à la gravure.TECHNICAL FIELD The field of the invention is that of the surface structuring of materials for the creation of micrometric or even nanometric patterns on the surface of materials. SUMMARY OF THE INVENTION Surface structuring finds application in many fields, such as in the field of electronics where it allows the miniaturization of components, or in the field of optics where it allows for example to improve the efficiency of conversion of light emitting diodes. STATE OF THE PRIOR ART A technique commonly used in electronics or optics for effecting a surface structuring of a material consists in subjecting a substrate, some parts of which are protected by a mask, to attack by a chemical etching solution. The etching in the regions of the surface left free by the mask makes it possible to obtain the desired surface topology. The mask is typically a photoresin applied to the surface of the substrate and some areas corresponding to the regions to be etched have been exposed to light irradiation prior to etching.
La réalisation d'une telle structuration de surface nécessite de nombreuses étapes technologiques (dépôt de la photorésine, exposition lumineuse, gravure, retrait de la photorésine). EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à fournir un procédé alternatif de structuration de surface, avantageusement plus simple, avec un nombre réduit d'étapes, et pouvant s'affranchir d'étapes de masquage. L'invention propose pour ce faire un procédé de S 54524 TM 2 structuration de surface d'un substrat par gravure, comprenant avant gravure une modification de la sélectivité à la gravure d'au moins une première région du substrat réalisée par introduction d'espèces dans ladite au moins une première région du substrat, ladite gravure résultant en la formation d'au moins un motif sur le substrat au niveau de l'au moins une première région du fait de la différence entre la sélectivité à la gravure du matériau du substrat et la sélectivité à la gravure modifiée de l'au moins une première région du substrat. Certains aspects préférés mais non limitatifs de procédé sont les suivants : - la modification de la sélectivité à la gravure de l'au moins une première région du substrat est réalisée par une première implantation ionique localisée d'une espèce à travers la face libre du substrat dans l'au moins une première région du substrat ; - il comprend avant la gravure, la modification de la sélectivité à la gravure d'au moins une deuxième région du substrat, ladite au moins une deuxième région du substrat présentant après modification une sélectivité à la gravure différente de celle de l'au moins une première région ; - la modification de la sélectivité à la gravure de l'au moins une deuxième région du substrat est réalisée par une deuxième implantation ionique localisée d'une espèce à travers la face libre du substrat dans l'au moins une deuxième région du substrat, ladite deuxième implantation étant réalisée selon des conditions d'implantation différentes des conditions d'implantation de la première implantation avec une espèce différente et/ou une énergie d'implantation différente et/ou une dose d'implantation différente ; - la gravure est une gravure chimique humide, par exemple réalisée au moyen d'une solution de gravure TMAH ; - le substrat est en silicium et la ou les régions à la réactivité à la gravure modifiée sont des couches d'alliage à base de silicium ; - l'espèce de chaque implantation est à base de bore ou d'azote. - chaque implantation est réalisée au moyen d'un implanteur ionique à immersion plasma, le substrat pouvant présenter une topologie de surface initiale ; S 54524 TM 3 - chaque implantation est réalisée au moyen d'un implanteur ionique à lignes de faisceaux ; chaque implantation est réalisée avec une énergie d'implantation inférieure à 5 keV ; chaque implantation est réalisée avec une dose d'implantation supérieure à 1015 atomes/cm2; - chaque implantation est réalisée au travers d'un masque d'implantation adapté pour n'exposer à l'implantation que la face libre de la région du substrat à travers laquelle l'implantation doit être réalisée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : les figures la et lb représentent la concentration en espèces implantées dans une couche superficielle d'un substrat en fonction de la profondeur pour différentes conditions d'implantation ; la figure 2 représente l'épaisseur de silicium gravée en fonction du temps pour différentes conditions d'implantation ; la figure 3 illustre la définition en X et en Y des différentes régions à implanter ; les figures 4a et 4b illustrent les étapes d'implantation et de gravure humide, respectivement, mises en oeuvre dans un mode de réalisation possible du procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention porte sur un procédé de structuration de surface d'un substrat dans lequel on va réaliser une topographie localisée à la surface du substrat par gravure pleine plaque (la gravure étant appliquée à toute la surface du substrat). Le matériau du substrat présente une sélectivité à la gravure donnée, fonction du matériau du substrat et des conditions de la gravure (par exemple dans le cas S 54524 TM 4 d'une gravure chimique humide, le type de solution de gravure utilisée, la température et la durée de la gravure). Selon l'invention, on vient modifier, avant gravure, la sélectivité à la gravure d'au moins une première région du substrat. L'au moins une première région est par exemple une région superficielle du substrat, c'est-à-dire une région localisée s'étendant depuis une face libre du substrat en profondeur dans celui-ci sur une certaine épaisseur. L'au moins une première région peut également être une région enterrée dans le substrat, c'est-à-dire une région localisée à distance de la face libre du substrat (typiquement à une distance de l'ordre de 10nm à quelques microns, par exemple 5um). De telle manière, du fait de la différence entre la sélectivité à la gravure du matériau du substrat et la sélectivité à la gravure modifiée de l'au moins une première région du substrat, la gravure de la face libre du substrat résulte en la formation d'au moins un motif sur le substrat au niveau de l'au moins une première région. On relèvera que dans le cas d'une première région à la sélectivité à la gravure modifiée du type région enterrée, la gravure est initialement uniforme sur toute la surface de la plaque, puis une fois le niveau de la couche enterrée atteint, la vitesse de la gravure est modifiée au niveau de la couche enterrée tandis que la gravure se poursuit au même rythme sur le reste du substrat. Le motif est en relief lorsque la sélectivité à la gravure modifiée est plus importante que celle du matériau du substrat (la gravure étant ralentie voire stoppée au niveau de première région à la sélectivité à la gravure modifiée). Le motif est en creux dans le cas contraire (la gravure étant accélérée au niveau de première région à la sélectivité à la gravure modifiée). La modification de la sélectivité à la gravure peut notamment être réalisée par introduction d'espèces dans ladite au moins une première région du substrat.The realization of such a surface structuring requires many technological steps (deposition of photoresist, light exposure, etching, photoresist removal). DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims to provide an alternative method of structuring the surface, advantageously simpler, with a reduced number of steps, and being able to overcome masking steps. To this end, the invention proposes a method for structuring the surface of a substrate by etching, comprising, before etching, a modification of the selectivity for etching of at least a first region of the substrate made by introducing species. in said at least one first region of the substrate, said etching resulting in the formation of at least one pattern on the substrate at the at least one first region due to the difference between the etch selectivity of the substrate material and the selectivity to the modified etching of the at least one first region of the substrate. Some preferred but nonlimiting process aspects are as follows: the modification of the selectivity to etching of the at least one first region of the substrate is carried out by a first localized ion implantation of a species through the free face of the substrate in the at least one first region of the substrate; before the etching, it comprises modifying the etch selectivity of at least one second region of the substrate, said at least one second region of the substrate having, after modification, a selectivity to etching different from that of the at least one first region; the modification of the selectivity for etching the at least one second region of the substrate is carried out by a second localized ion implantation of a species through the free face of the substrate in the at least one second region of the substrate, said second implantation being performed according to different implantation conditions of the implantation conditions of the first implantation with a different species and / or a different implantation energy and / or a different implantation dose; the etching is a wet chemical etching, for example carried out using a TMAH etching solution; the substrate is made of silicon and the region or regions with the reactivity to the modified etching are silicon-based alloy layers; the species of each implantation is based on boron or nitrogen. each implantation is carried out by means of a plasma immersion ion implanter, the substrate possibly having an initial surface topology; S 54524 TM 3 - each implant is performed using a beamline ion implanter; each implantation is performed with an implantation energy of less than 5 keV; each implantation is performed with an implantation dose greater than 1015 atoms / cm 2; - Each implantation is performed through an implantation mask adapted to expose to implantation only the free face of the substrate region through which the implantation must be performed. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other aspects, objects, advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example, and made in reference to the accompanying drawings in which: Figures 1a and 1b represent the concentration of species implanted in a surface layer of a substrate as a function of depth for different implantation conditions; FIG. 2 represents the thickness of silicon etched as a function of time for different implantation conditions; Figure 3 illustrates the X and Y definition of the different regions to be implanted; Figures 4a and 4b illustrate the implantation and wet etching steps, respectively, implemented in a possible embodiment of the method according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The invention relates to a method for structuring the surface of a substrate in which a localized topography on the surface of the substrate will be made by full-plate etching (the etching being applied to the entire surface of the substrate ). The material of the substrate has a selectivity to the given etching, a function of the material of the substrate and the conditions of the etching (for example in the case S 54524 TM 4 of a wet chemical etching, the type of etching solution used, the temperature and the duration of the engraving). According to the invention, the selectivity to etching of at least a first region of the substrate is modified before etching. The at least one first region is for example a surface region of the substrate, that is to say a localized region extending from a free face of the substrate deep within it over a certain thickness. The at least one first region may also be a region buried in the substrate, that is to say a region located at a distance from the free face of the substrate (typically at a distance of the order of 10 nm to a few microns, for example 5um). In this way, because of the difference between the selectivity to the etching of the substrate material and the selectivity to the modified etching of the at least one first region of the substrate, the etching of the free face of the substrate results in the formation of at least one pattern on the substrate at the level of the at least one first region. It will be noted that in the case of a first region with the selectivity to the modified etching of the buried region type, the etching is initially uniform over the entire surface of the plate, and once the level of the buried layer has reached, the speed of the etching is modified at the level of the buried layer while the etching continues at the same rate on the rest of the substrate. The pattern is in relief when the selectivity to the modified etching is greater than that of the substrate material (the etching being slowed down or stopped at the first region at the selectivity to the modified etching). The pattern is hollow in the opposite case (the etching being accelerated at the first region to the selectivity to the modified etching). The modification of the selectivity to etching can in particular be carried out by introducing species into said at least one first region of the substrate.
Lorsque le substrat est en silicium, l'introduction d'espèces vient créer un alliage SixEy de silicium et de l'espèce E introduite. Dans un mode de réalisation, l'introduction d'espèces dans l'au moins une première région du substrat est réalisée par une première implantation ionique localisée d'une espèce à travers la face libre du substrat dans l'au moins une première région du substrat.When the substrate is silicon, the introduction of species creates a SixEy alloy of silicon and introduced species E. In one embodiment, the introduction of species into the at least one first region of the substrate is accomplished by first localized ion implantation of a species across the free face of the substrate in the at least one first region of the substrate. substrate.
S 54524 TM 5 L'implantation ionique permet d'introduire l'espèce à une certaine profondeur dans le substrat (fonction de l'énergie d'implantation) et avec une certaine concentration (fonction de la dose d'implantation). Le profil de concentration de l'espèce en fonction de la profondeur est globalement gaussien, la position du pic dépendant de l'énergie d'implantation. Dans ladite au moins une première région du substrat à réactivité à la gravure modifiée, la concentration de l'espèce est supérieure à une concentration minimale à partir de laquelle l'alliage formé par le matériau du substrat et par l'espèce implantée, par exemple SixEy dans le cas d'un substrat en silicium, est créé. Cette concentration minimale est par exemple de 5.1021 atomes/cm3 notamment dans le cas d'un substrat en silicium. Il faut ainsi recourir à une forte dose d'implantation, par exemple une dose supérieure à 1.1015 atomes/cm2, notamment dans le cas d'une implantation d'une espèce à base de bore ou d'azote dans du silicium. En d'autre termes, l'étendue de l'au moins une région dans le substrat est définie par le fait que l'on y retrouve l'espèce implantée à une concentration supérieure à ladite concentration minimale, cette concentration décroissant de part et d'autre du pic de concentration. Plus le niveau de concentration est élevé sur un niveau d'épaisseur, plus l'alliage créé diffère du matériau du substrat et plus la sélectivité à la gravure s'avère élevée. Afin de modifier la sélectivité à la gravure d'au moins une première région de type région superficielle, l'implantation est réalisée à une très faible énergie d'implantation pour obtenir un profil d'implantation gaussien à la surface, typiquement avec une énergie d'implantation inférieure à 5 keV. L'espèce est ainsi implantée avec une concentration qui décroit depuis la face libre du substrat. Les figures la et lb représentent plusieurs profils d'implantation dans du silicium d'espèces à base de bore et d'azote, respectivement. Ces profils, issus de mesures expérimentales par spectrométrie SIMS (« Secondary Ion Mass Spectrometry »), ne s'avèrent pas exacts en surface (profondeur inférieure à 5 nm). Bien entendu, de tels profils peuvent également être obtenus par simulation, notamment pour les implantations réalisées par un implanteur à lignes de faisceaux, par exemple au moyen du logiciel SRIM.S 54524 TM 5 Ion implantation allows to introduce the species to a certain depth in the substrate (function of the implantation energy) and with a certain concentration (function of the implantation dose). The concentration profile of the species as a function of the depth is globally Gaussian, the position of the peak depending on the implantation energy. In said at least a first region of the modified etch-reactive substrate, the concentration of the species is greater than a minimum concentration from which the alloy formed by the substrate material and the implanted species, e.g. SixEy in the case of a silicon substrate, is created. This minimum concentration is for example 5 × 10 21 atoms / cm 3, in particular in the case of a silicon substrate. It is thus necessary to resort to a high dose of implantation, for example a dose greater than 1.1015 atoms / cm 2, in particular in the case of implantation of a species based on boron or nitrogen in silicon. In other words, the extent of the at least one region in the substrate is defined by the fact that it contains the species implanted at a concentration greater than said minimum concentration, this decreasing concentration of part and of other peak concentration. The higher the level of concentration on a thickness level, the more the created alloy differs from the substrate material and the higher the selectivity to etching. In order to modify the etching selectivity of at least a first region of the surface region, the implantation is performed at a very low implantation energy to obtain a Gaussian implantation profile on the surface, typically with a surface energy. implantation less than 5 keV. The species is thus implanted with a concentration that decreases from the free face of the substrate. Figures 1a and 1b show several implant profiles in silicon of boron and nitrogen species, respectively. These profiles, derived from experimental measurements by SIMS spectroscopy ("Secondary Ion Mass Spectrometry"), do not prove to be accurate on the surface (depth less than 5 nm). Of course, such profiles can also be obtained by simulation, in particular for implementations carried out by a beamline implanter, for example by means of the SRIM software.
S 54524 TM 6 La figure la représente : un premier profil B1 résultant d'une implantation ionique de bore B+ réalisée par un implanteur à lignes de faisceaux avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2; - un deuxième profil B2 résultant d'une implantation ionique de bifluorure de bore BF2+ réalisée par un implanteur à lignes de faisceaux avec une énergie d'implantation de 4,5 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2; - un troisième profil B3 résultant d'une implantation ionique de diborane B2H6 réalisée par un implanteur à immersion plasma avec une énergie d'implantation de 2 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2. La figure lb représente : - un premier profil N1 résultant d'une implantation ionique d'azote N+ réalisée par un implanteur à lignes de faisceaux avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1017 atomes/cm2; - un deuxième profil N2 résultant d'une implantation ionique de diazote N2 réalisée par un implanteur à immersion plasma avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1017 atomes/cm2. Pour les profils de bore de la figure la, l'épaisseur de l'alliage créé par l'implantation est inférieure à 5 nm (région superficielle où la concentration en bore est supérieure à 5.1021 atomes/cm3), donc dans la zone faussée du graphe. Pour les profils d'azote de la figure la, l'épaisseur de l'alliage créé par l'implantation est de l'ordre de 13 nm pour le profil N1 et de l'ordre de 7 nm pour le profil N2 (dans les deux cas, région superficielle où la concentration en azote est supérieure à 5.1021 atomes/cm3).FIG. 1a represents a first profile B1 resulting from an ion implantation of B + boron carried out by a beam line implanter with an implantation energy of 1 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2 ; a second B2 profile resulting from an ion implantation of boron Bifluoride BF2 + carried out by a beamline implanter with an implantation energy of 4.5 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2; a third B3 profile resulting from an ion implantation of B2H6 diborane carried out by a plasma immersion implanter with an implantation energy of 2 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2. FIG. 1b represents: a first profile N1 resulting from an ion implantation of N + nitrogen carried out by a beamline implanter with an implantation energy of 1 keV and an implantation dose of 1.1017 atoms / cm 2; a second N2 profile resulting from an ion implantation of N2 dinitrogen carried out by a plasma immersion implanter with an implantation energy of 1 keV and an implantation dose of 1.1017 atoms / cm 2. For the boron profiles of FIG. 1a, the thickness of the alloy created by the implantation is less than 5 nm (superficial region where the boron concentration is greater than 5 × 10 21 atoms / cm 3), therefore in the distorted zone of the graph. For the nitrogen profiles of FIG. 1a, the thickness of the alloy created by the implantation is of the order of 13 nm for the N1 profile and of the order of 7 nm for the N2 profile (in the two cases, superficial region where the nitrogen concentration is greater than 5.1021 atoms / cm3).
La figure 2 représente l'épaisseur (en nanomètres) de silicium gravée à température ambiante à l'aide d'une solution de gravure TMAH (Hydroxyde de tétraméthylammonium) en fonction du temps (en minutes) pour différentes conditions d'implantation. La courbe Cl représente l'épaisseur gravée lorsque le silicium n'a pas été soumis à une modification de sa sélectivité à la gravure.FIG. 2 represents the thickness (in nanometers) of silicon etched at room temperature using a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) etching solution as a function of time (in minutes) for different implantation conditions. The curve C1 represents the thickness etched when the silicon has not been subjected to a change in its selectivity to etching.
S 54524 TM 7 La courbe C2 représente l'épaisseur gravée lorsque le silicium a été soumis à une modification de sa sélectivité à la gravure au moyen d'une implantation ionique de bore B+ réalisée par un implanteur à lignes de faisceaux avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2 (profil B1 de la figure la). La courbe C3 représente l'épaisseur gravée lorsque le silicium a été soumis à une modification de sa sélectivité à la gravure au moyen d'une implantation ionique de bifluorure de bore BF2+ réalisée par un implanteur à lignes de faisceaux avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2.The curve C2 represents the thickness etched when the silicon has been subjected to a modification of its selectivity to etching by means of an ion implantation of boron B + carried out by a beam line implanter with a laser energy. implantation of 1 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2 (profile B 1 of FIG. Curve C3 represents the thickness etched when the silicon has been subjected to a modification of its selectivity to etching by means of an ion implantation of boron Bifluoride BF2 + carried out by a beamline implanter with an energy of implantation of 1 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2.
La courbe C4 représente l'épaisseur gravée lorsque le silicium a été soumis à une modification de sa sélectivité à la gravure au moyen d'une implantation ionique de diborane B2H6 réalisée par un implanteur à immersion plasma avec une énergie d'implantation de 1 keV et une dose d'implantation de 1.1015 atomes/cm2. On constate que la sélectivité à la gravure est fonction des conditions d'implantation (type d'espèce, ici à base de bore, énergie d'implantation, dose d'implantation), et qu'une région implantée conformément à l'invention peut présenter une sélectivité à la gravure environ 20 fois plus importante que celle de la sélectivité à la gravure non modifiée du silicium (courbe C1). Dans une variante de l'invention, on prévoit de modifier non seulement la sélectivité à la gravure d'au moins une première région du substrat, mais également de modifier la sélectivité à la gravure d'au moins une deuxième région du substrat (superficielle ou enterrée), la sélectivité à la gravure de l'au moins une deuxième région étant différente de la sélectivité à la gravure de l'au moins une première région. On peut de la sorte former après gravure des motifs d'épaisseurs ou de profondeurs différentes sur le substrat. La modification de la sélectivité à la gravure de l'au moins une deuxième région du substrat peut être réalisée par une deuxième implantation ionique localisée d'une espèce à travers la face libre du substrat dans l'au moins une deuxième région du substrat, ladite deuxième implantation étant réalisée selon des conditions d'implantation différentes des conditions d'implantation de la première implantation avec une espèce S 54524 TM 8 différente et/ou une énergie d'implantation différente et/ou une dose d'implantation différente. On a représenté sur les figures 4a et 4b les étapes d'implantation et de gravure humide, respectivement, mises en oeuvre dans une telle variante de l'invention.Curve C4 represents the thickness etched when the silicon was subjected to a modification of its selectivity to etching by means of an ion implantation of B2H6 diborane carried out by a plasma immersion implanter with an implantation energy of 1 keV and an implantation dose of 1.1015 atoms / cm 2. It can be seen that the selectivity for etching is a function of the implantation conditions (type of species, here boron-based, implantation energy, implantation dose), and that a region implanted in accordance with the invention can have a selectivity to etching approximately 20 times greater than that of the selectivity to unmodified silicon etching (curve C1). In a variant of the invention, provision is made not only to modify the etch selectivity of at least one first region of the substrate, but also to modify the etch selectivity of at least a second region of the substrate (surface or buried), the etch selectivity of the at least one second region being different from the etching selectivity of the at least one first region. In this way, patterns of different thicknesses or depths on the substrate can be formed after etching. The modification of the selectivity to etching of the at least one second region of the substrate can be achieved by a second localized ion implantation of a species across the free face of the substrate in the at least one second region of the substrate, said second implantation being performed according to different implantation conditions of the implantation conditions of the first implantation with a different S 54524 TM 8 species and / or a different implantation energy and / or a different implantation dose. Figures 4a and 4b show the steps of implantation and wet etching, respectively, implemented in such a variant of the invention.
La figure 4a illustre la réalisation d'une première implantation localisée 11 pour la formation de trois premières régions superficielles R11-R13 du substrat S présentant une première réactivité à la gravure modifiée, suivie de la réalisation d'une seconde implantation localisée 12 pour la formation d'une deuxième région superficielle R2 du substrat S présentant une deuxième réactivité à la gravure modifiée. La première et la deuxième implantations 11, 12 sont par exemple réalisées avec une même espèce et une même énergie d'implantation, mais avec une dose d'implantation plus importante lors de la deuxième implantation 12. Il en découle une deuxième couche superficielle R2 plus épaisse que les premières couches superficielles R11-R13. La figure 4b illustre le substrat après gravure humide du matériau implanté. On constate la formation de motifs en relief sur le substrat résultant de la différence de réactivité à la gravure entre les régions non implantées et les régions implantées du substrat, à savoir trois premiers motifs M11-M13 au niveau des trois premières régions superficielles R11-R13 implantées selon la première implantation 11 et un deuxième motif M2 au niveau de la deuxième région superficielle R2 implantée selon la deuxième implantation 12. Le matériau non implanté du substrat est effectivement gravé plus rapidement que le matériau implanté. Et le matériau implanté selon la deuxième implantation 12 est lui-même gravé moins rapidement que le matériau implanté selon la première implantation 11, de sorte que le deuxième motif M2 est au final d'épaisseur plus importante que les trois premiers motifs M11-M13.FIG. 4a illustrates the realization of a first localized implantation 11 for the formation of three first surface regions R11-R13 of the substrate S having a first reactivity to the modified etching, followed by the realization of a second localized implantation 12 for the formation a second surface region R2 of the substrate S having a second reactivity to the modified etching. The first and second implantations 11, 12 are, for example, made with the same species and the same implantation energy, but with a higher implantation dose during the second implantation 12. This results in a second superficial layer R2 plus thick as the first superficial layers R11-R13. Figure 4b illustrates the substrate after wet etching of the implanted material. There is the formation of patterns in relief on the substrate resulting from the difference in reactivity to etching between the non-implanted regions and the implanted regions of the substrate, namely three first M11-M13 units at the first three surface regions R11-R13 implanted according to the first implantation 11 and a second pattern M2 at the second surface region R2 implanted according to the second implantation 12. The non-implanted material of the substrate is effectively etched more rapidly than the implanted material. And the implanted material according to the second implantation 12 is itself etched less rapidly than the implanted material according to the first implantation 11, so that the second pattern M2 is ultimately thicker than the first three patterns M11-M13.
Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 3, on vient définir en X et en Y les différentes régions R11-R13, R2 du substrat S à implanter. On procède ensuite à l'implantation successive de ces différentes régions en variant ou non les conditions d'implantation d'une implantation à l'autre selon la topologie de surface que l'on cherche à réaliser.In one embodiment shown in FIG. 3, the different regions R11-R13, R2 of the substrate S to be implanted are defined in X and Y. Successive implantation of these different regions is then carried out by varying or not the implantation conditions from one implantation to another according to the surface topology that is to be achieved.
S 54524 TM 9 Dans un autre mode de réalisation, plus particulièrement adaptée aux implanteurs réalisant des implantations pleine plaque, chaque implantation est réalisée au travers d'un masque d'implantation adapté pour n'exposer à l'implantation que la face libre de la région du substrat à travers laquelle l'implantation doit être réalisée. Le masque d'implantation peut être une photorésine auquel cas le procédé comprend, avant chaque implantation, l'application de la photorésine sur le substrat suivie de l'exposition de la photorésine à une exposition lumineuse avec un masquage adapté pour que la photorésine ne recouvre pas la face libre de la région superficielle du substrat à travers laquelle l'implantation doit être réalisée, et, après implantation, le retrait de la photorésine. D'une manière générale, l'implantation peut être réalisée au moyen d'un implanteur à ligne de faisceaux ou par un implanteur à immersion plasma. L'implanteur à immersion plasma est préféré pour réaliser une implantation superficielle créant une région superficielle à sélectivité à la gravure modifiée. L'implanteur à immersion plasma présente par ailleurs l'avantage de permettre la réalisation d'une implantation conforme par rapport à des motifs présents à la surface d'un substrat, et ainsi de permettre la mise en oeuvre de l'invention sur un substrat présentant une topologie de surface initiale.20S 54524 TM 9 In another embodiment, more particularly adapted to implants performing full plate implantations, each implantation is performed through an implantation mask adapted to expose to implantation only the free face of the implant. substrate region through which implantation must be performed. The implantation mask may be a photoresin in which case the process comprises, before each implantation, the application of the photoresin on the substrate followed by the exposure of the photoresin to a light exposure with a masking adapted so that the photoresist does not cover not the free face of the surface region of the substrate through which the implantation is to be performed, and, after implantation, the removal of the photoresist. In general, the implantation can be performed by means of a beam line implanter or by a plasma immersion implanter. Plasma immersion implanter is preferred for performing a surface implantation creating a surface region with selectivity to the modified etching. The plasma immersion implanter also has the advantage of allowing the implementation of a conformal implantation with respect to patterns present on the surface of a substrate, and thus to allow the implementation of the invention on a substrate. presenting an initial surface topology.20
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