FR3103627A1 - Procede de production d'un substrat comprenant une etape de traitement thermique de relaxation - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de production d'un substrat de croissance comprenant la préparation d'un substrat donneur (2) en formant une couche de surface cristalline semi-conductrice (1) sur une couche germe (2a) d'un support (2b). La préparation de la couche de surface (1) comprend la formation d'une couche primaire (1a) comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche germe (2a), puis la formation d'une couche secondaire (1b) comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche primaire (1a), la couche secondaire (1b) présentant un paramètre naturel de maille supérieur à une couche d'InGaN contenant 8% d'indium et la couche primaire (1a) présentant un paramètre naturel de maille inférieur à celui du maille naturel de la couche secondaire (1b).
Figure à publier avec l'abrégé : Fig. 1
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de production d'un substrat qui comprend une étape de traitement thermique de relaxation. Un tel substrat peut être utile pour la croissance d'une structure semi-conductrice, telle qu'une structure opto-électronique.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Des procédés de fabrication permettant de former des îlots de croissance cristallins d'InGaN au moins partiellement relaxés sur un support sont connus d'après les documents EP2151852 ou EP2151856. Les îlots de croissance ont une concentration en indium comprise entre 5 et 7 % pour une épaisseur d'environ 100 nm.
Ces procédés comprennent d'abord la préparation d'un substrat donneur comprenant une couche de surface d'InGaN sous contrainte de compression, disposée sur une couche germe de GaN formée sur un support donneur. Au moins une partie de la couche de surface est ensuite transférée sur un substrat de relaxation, en interposant une couche de fluage entre la couche d'InGaN transférée et le substrat de relaxation. Selon ces procédés, les îlots de croissance sont définis dans la couche de surface et un traitement thermique est appliqué pour relaxer au moins partiellement ces îlots.
Une fois ce procédé achevé, les îlots de croissance d'InGaN ont un paramètre de maille adapté à la croissance d'une structure semi-conductrice opto-électronique, et ce paramètre de maille ne peut être fourni par un matériau massif (ou en vrac), en volume et à un coût raisonnable. La structure semi-conductrice peut être par exemple une diode électroluminescente (LED), une diode laser, une cellule photovoltaïque.
Une telle structure opto-électronique semi-conductrice, par exemple une diode électroluminescente (LED), comprend une pile de couches semi-conductrices cristallines, comprenant au moins une couche active, c'est-à-dire une couche ayant des propriétés opto-électroniques. Une couche active LED peut inclure, comme on le sait, une alternance répétée d'une couche barrière et d'une couche à puits quantique. La teneur en indium d'une couche à puits quantique d'InGaN peut être de l'ordre de 10 % pour former des diodes émettant dans le bleu, supérieure à environ 20 % lorsque la diode émet dans le vert, supérieure à environ 40 % pour une diode émettant dans le rouge. La couche barrière a une teneur en indium inférieure à celle de la couche à puits quantique.
Plus la teneur en indium est élevée, plus le paramètre de maille naturel (c'est-à-dire celui d'une couche qui serait parfaitement relaxée) de la couche à puits quantiques est important. En d'autres termes, plus la teneur en indium est élevée, plus la couche à puits quantiques est soumise à une contrainte de compression lorsqu'elle est formée sur un support de croissance avec un paramètre de maille spécifié.
Une contrainte excessive dans la pile formant une structure opto-électronique peut conduire à une structure défectueuse. Cette contrainte peut notamment être à l'origine de dislocations ou de défauts pyramidaux (appelés "V-pits" dans la littérature anglo-saxonne dans ce domaine) se formant à la surface des films d'InGaN. Ces défauts affectent les performances fonctionnelles de la structure opto-électronique. Notamment, les fosses en V profondes entraînent des fuites et une faible durée de vie de la structure.
L'apparition de défauts pyramidaux lors de l'épitaxie d'un film d'InGaN est largement documentée, par exemple par l'article de Jahnen, B. et al. "Trou d'épingle, dislocations et relaxation de la tension dans l'InGaN." Materials Research Society Internet Journal of Nitride Semiconductor Research 3 (1998), mais n'est pas encore entièrement comprise.
En particulier, elle ne peut être assimilée à une transition d'un mode de croissance de type Stransky-Krastanov ou Volmer-Weber. Elle se produit au niveau de l'émergence des dislocations de filetage où le vecteur Burger a une composante le long de l'axe c. L'épaisseur critique des films d'InGaN au-dessus desquels ces défauts pyramidaux se développent diminue très rapidement avec la concentration en Indium. Elle est d'environ 150 nm pour les compositions inférieures ou égales à 10 % en indium et d'à peine cinquante nanomètres pour 15 % en indium.
Pour pouvoir produire des diodes électroluminescentes capables d'émettre dans la gamme rouge ou verte ou de s'en approcher, il serait souhaitable d'avoir un substrat "à îlots", ces îlots de croissance ayant un paramètre de maille proche du paramètre de maille naturel d'une couche d'InGaN avec une proportion en indium d'environ 40 %, entre 34 % et 43 % par exemple. Ce paramètre de maille pourrait dans ce cas se situer entre 0,331 et 0,334 nanomètre. Plus généralement, il serait souhaitable d'avoir un substrat "à îlots", les îlots de croissance ayant une bonne qualité cristalline et un paramètre de maille qui peut être choisi dans une très large gamme, par exemple entre 0,321 et 0,337 nm, correspondant au paramètre de maille d'un matériau d'InGaN entièrement relaxé comprenant une proportion en indium entre 6 % et 50 % environ. Le paramètre de maille des îlots de croissance pourrait alors être librement choisi pour correspondre aux paramètres de maille des différents types de couches composant la pile formant la structure opto-électronique, et en particulier le paramètre de maille des couches à puits quantiques d'une couche active de LED.
Cependant, le procédé de relaxation présenté dans l'introduction présente des limites qui ne répondent pas pleinement à ce besoin.
D'une part, pour les raisons mentionnées ci-dessus, la préparation d'un substrat donneur comprenant une couche de surface d'InGaN de bonne qualité cristalline ayant une teneur élevée en indium, par exemple supérieure à 5 % ou 7 % est difficile. Ceci est d'autant plus vrai que la couche de surface est épaisse.
D'autre part, la relaxation des îlots de croissance est souvent partielle, typiquement entre 50 % et 90 % de son potentiel. L'expérience montre que ce degré de relaxation est déterminé en particulier par l'épaisseur des îlots, plus l'épaisseur est grande, plus le degré de relaxation peut être élevé.
En conséquence, les îlots d'InGaN d'un substrat "à îlots" sont soumis à des contraintes de compression et leurs paramètres de maille sont inférieurs à ceux d'une couche d'InGaN ayant la même proportion d'indium qui serait parfaitement relaxée.
Ceci pourrait être compensé par une augmentation de la teneur en indium dans la couche de surface sollicitée du substrat donneur et/ou une augmentation de l'épaisseur de cette couche. Mais, comme nous l'avons vu, la croissance d'une couche de surface avec une forte proportion d'indium et/ou une forte épaisseur tend à former des défauts pyramidaux qui peuvent la rendre impropre à son utilisation.
Pour former une couche de surface d'InGaN de bonne qualité, une teneur en indium comprise entre 5 et 7 % est généralement choisie pour former une couche d'environ 200 nm. Ces caractéristiques ne sont pas suffisantes.
En pratique, il est donc difficile d'obtenir un substrat à ilots pour la croissance d'une structure semi-conductrice opto-électronique dont le paramètre de maille est supérieur à 0,321 nm (correspondant au paramètre de maille d'un îlot d'InGaN relaxé à 90 % et comprenant 7 % d'indium) ou supérieur à 0,322 nm (correspondant au paramètre de maille d'un îlot d'InGaN relaxé à 90 % et contenant 10 % d'indium), avec une bonne qualité cristalline, c'est-à-dire ayant un nombre suffisamment réduit de défauts pyramidaux.
La présente invention vise à résoudre au moins partiellement ces problèmes.
Brève description de l'invention
Pour atteindre cet objectif, l'objet de l'invention propose un procédé de production d'un substrat comprenant les étapes suivantes :
- préparation d'un substrat donneur par formation d'une couche de surface cristalline semi-conductrice sur une couche germe d'un support ;
- transfert d'au moins une partie de la couche de surface sur un substrat de relaxation, par interposition d'une couche de fluage entre le substrat donneur et le substrat de relaxation pour former une structure de relaxation;
- définition d’ilots dans la couche de surface;
- traitement thermique de la structure de relaxation pour relaxer au moins partiellement les ilots.
- préparation d'un substrat donneur par formation d'une couche de surface cristalline semi-conductrice sur une couche germe d'un support ;
- transfert d'au moins une partie de la couche de surface sur un substrat de relaxation, par interposition d'une couche de fluage entre le substrat donneur et le substrat de relaxation pour former une structure de relaxation;
- définition d’ilots dans la couche de surface;
- traitement thermique de la structure de relaxation pour relaxer au moins partiellement les ilots.
Selon l'invention, la formation de la couche de surface comprend la formation d'une couche primaire comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche germe, puis la formation d'une couche secondaire comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche primaire, la couche secondaire présentant un paramètre de maille naturel supérieur à une couche d'InGaN contenant 8 % d'indium, et la couche primaire présentant un paramètre de maille naturel inférieur au paramètre de maille naturel de la couche secondaire.
La demanderesse a observé que le développement de défauts pyramidaux est favorisé par un niveau relativement élevé de déformation et/ou une teneur relativement élevée en indium dans la couche de surface. En formant une couche de surface comme une couche primaire et une couche secondaire, avec la couche primaire présentant un niveau réduit de déformation et de teneur en indium par rapport à une couche de surface classique d'épaisseur équivalente (c'est-à-dire l'épaisseur combinée des couches primaire et secondaire) et une teneur constante en indium (correspondant à la teneur en indium dans la couche secondaire), la densité des défauts pyramidaux dans la couche secondaire peut être réduite. Ceci permet de former des îlots relaxés aux propriétés cristallographiques améliorées.
Selon d'autres caractéristiques non limitatives de l'invention, prises soit individuellement soit en une combinaison techniquement possible quelconque :
la couche primaire et/ou la couche secondaire comprend en outre de l'aluminium, du magnésium ou du silicium ;
la couche secondaire est constituée d'InGaN avec une concentration en indium comprise entre 8 % et 20 % ;
la couche primaire est constituée d'InGaN avec une concentration en indium inférieure à la concentration en indium de la couche secondaire ;
la couche de surface présente une épaisseur comprise entre 200 nm et 400 nm ;
la couche secondaire présente une épaisseur comprise entre 20 nm et 120 nm ;
le procédé comprend en outre l'élimination de la couche primaire après l'étape de transfert de la couche de surface sur le substrat de relaxation ;
le procédé comprend en outre le transfert des îlots de croissance sur un support final, une couche diélectrique étant interposée entre les îlots de croissance et le support final.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée de l'invention, faite en référence aux figures ci-jointes, parmi lesquelles :
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
La figure 1 représente un procédé de formation d'un substrat avec des îlots de matériau relaxé selon l'invention. La procédé tire parti d'un substrat donneur dont les caractéristiques seront présentées dans une section ultérieure de la présente description. Après avoir formé, à l'étape a) de la figure 1, ce substrat donneur 2, le procédé comprend, à l'étape b), le transfert d'une couche de surface contrainte 1 du substrat donneur 2 sur un substrat de relaxation 10. Une couche de fluage 11, par exemple constituée de BPSG (verre borophosphosilicaté), est interposée entre le substrat de relaxation 10 et le substrat donneur 2. Le transfert peut être obtenu en liant le substrat donneur 2 au substrat de relaxation 10 et en amincissant et/ou fracturant le substrat donneur 2, pour préserver au moins la couche de surface 1 sur le substrat de relaxation 10.
Une pluralité d'îlots 12 est ensuite définie dans la couche de surface 1 transférée, dans une étape c). Après cette étape c) de définition, le substrat de relaxation 10, la couche de fluage 11 et les îlots 12 sont traités thermiquement, dans une étape d) de relaxation, à une température supérieure à la température de transition visqueuse de la couche de fluage 11. Il en résulte une relaxation au moins partielle de la pluralité d'îlots 12. Une "pluralité d'îlots" désigne un film formé par un ensemble de zones indépendantes et non jointives, qui peuvent être délimitées par des tranchées exposant la couche de fluage 11 ou le support de relaxation 10. Les îlots 12 peuvent tous avoir des dimensions et/ou des formes identiques ou différentes et avoir une dimension principale dans le plan défini par le substrat de relaxation 10 (un diamètre ou une longueur selon la forme de l'îlot) entre quelques microns et 1 mm. Les îlots 12 peuvent être séparés les uns des autres par des tranchées dont la largeur peut être comprise entre 1 et 50 microns.
Le degré de relaxation atteint à l'issue du traitement thermique de relaxation de l'étape d) peut atteindre 50 à 90 % du degré maximum de relaxation correspondant à l'obtention d'une couche parfaitement relaxée (présentant alors son paramètre de maille naturel). Ce degré de relaxation dépend de l'épaisseur des îlots ainsi que de la durée et de l'étendue du traitement thermique.
Pour favoriser cette relaxation et prévenir un phénomène de flambement de l'îlot lors de la déformation plastique qui se produit lors de la relaxation, il peut être prévu de former une couche de raidissement sur les îlots avant d'appliquer le traitement thermique de relaxation de l'étape d). Le degré de relaxation d'un îlot obtenu après cette étape de traitement thermique est celui qui équilibre les contraintes présentes dans la couche de raidissement et dans l'îlot. Il est à noter que la couche de raidissement peut être formée à partir de (ou inclure) un résidu du substrat donneur 2 qui a été conservé sur la couche contrainte 1 après son transfert sur la couche de fluage 11.
L'étape d) du traitement thermique de relaxation peut être répétée plusieurs fois pour favoriser la relaxation des îlots 12. Une étape d'amincissement des îlots 12 peut être introduite entre deux traitements thermiques de relaxation pour améliorer encore ce degré de relaxation.
Les îlots 12 peuvent être définis dans la couche de surface 1 après le transfert de la couche sur le substrat de relaxation 10, comme décrit ci-dessus, mais on peut aussi prévoir que les îlots 12 soient définis directement dans le substrat donneur 2, avant leur transfert sur le substrat de relaxation 10.
Les îlots 12 au moins partiellement relaxés peuvent ensuite être transférés collectivement sur un support final 13 pour former un substrat de croissance 15, en utilisant une technique de transfert de couche comprenant, par exemple, la liaison de la face exposée des îlots 12 au support final 13 et l'élimination du substrat de relaxation 10 et de la couche de fluage 11 (étape e)). Une couche de liaison 14, comprenant par exemple au moins une couche diélectrique, peut être prévue entre les îlots 12 et le support final 13, pour en faciliter le montage.
Le substrat de croissance 15 peut ensuite être utilisé pour former des structures opto-électroniques semi-conductrices, comme rappelé dans l'introduction de la présente demande.
Selon une demande alternative particulièrement intéressante, le substrat de croissance 15 peut être utilisé comme support pour un autre substrat donneur, et donc approprié pour recevoir une nouvelle couche de surface contrainte 1. Le procédé de relaxation peut alors être réappliqué, en récurrence, sur cette nouvelle couche de surface 1.
En référence à la figure 2, le substrat donneur 2 de l'invention comprend un support 2b, une couche germe 2a disposée sur le support 2b et une couche de surface contrainte 1.
Le support 2b peut être constitué d'une tranche de saphir, de silicium ou de carbure de silicium, par exemple, et a une épaisseur suffisante, généralement comprise entre 300 et 600 microns, pour assurer la résistance mécanique de la pile formée au moins de la couche germe 2a et de la couche de surface 1.
La couche germe 2a présente une surface germe adaptée pour recevoir la couche de surface contrainte 1.
Selon une première approche, la couche germe 2a peut être un film de GaN formé par croissance épitaxiale sur le support 2b, et avoir une épaisseur entre 2 et 5 microns. Plus généralement, la couche germe 2a peut comprendre une pile de films élémentaires de GaN et/ou AlGaN, dont la composition en aluminium varie d'un film élémentaire à l'autre. De préférence, la couche germe ou le film élémentaire fournissant la surface germe a un paramètre de maille dans le plan égal à 3,189 angströms, à 0,005 angströms près, de sorte qu'il est adapté pour recevoir une couche de surface comprenant, ou constituée de, InGaN.
Selon une autre approche, déjà mentionnée dans un passage précédent, la couche germe 2a peut être une couche partiellement relaxée d'InGaN, soit en continu, soit sous forme d'îlots, obtenue après avoir suivi le procédé de relaxation décrit précédemment. Le paramètre de maille de la couche partiellement relaxée d'InGaN est de l'ordre de 0,320 nm lorsque la couche d'InGaN a une épaisseur de l'ordre de 100 nm et une concentration en indium inférieure à 5 % ou 7 %.
Quelle que soit l'approche choisie pour former la couche germe 2a sur le support 2b, la couche de surface contrainte 1 est disposée sur (et en contact avec) la couche germe 2a. La couche de surface 1 est constituée d'un matériau cristallin semi-conducteur et comprend au moins de l'indium, du gallium et de l'azote. La couche de surface 1 peut contenir d'autres éléments chimiques, tels que l'aluminium ou des dopants tels que le silicium ou le magnésium. Par exemple, la couche de surface peut comprendre du silicium à une concentration de 10^17 à 10^19 at/cm^3 pour introduire une contrainte de traction supplémentaire.
La couche de surface 1 est soumise à une contrainte, ce qui signifie que son paramètre de maille naturel (et les paramètres de maille naturel de toutes les sous-couches 1a, 1b composant cette couche de surface) est supérieur au paramètre de maille réel de la couche germe 2a. En général, le paramètre de maille réel d'une couche se réfère au paramètre de maille dans le plan de cette couche, car il peut être mesuré par diffraction des rayons X dans une incidence rasante. Le paramètre de maille "naturel" d'une couche correspond au paramètre de maille dans le plan de cette couche lorsqu'elle est placée dans un état parfaitement relaxé.
Pour limiter le développement de défauts pyramidaux dans la couche de surface 1, cette couche est formée d'une couche primaire 1a, placée directement sur la couche germe 2a, et d'une couche secondaire 1b placée directement sur la couche primaire 1a. Les deux couches diffèrent au moins par leur paramètre de maille naturel et donc par leur niveau de contrainte.
La couche secondaire 1b présente un paramètre de maille naturel supérieur au paramètre de maille naturel d'une couche constituée d'InGaN (c'est-à-dire sans aucune autre espèce chimique), contenant 8 % d'indium. Lorsque la couche secondaire 1b est composée exclusivement d'indium, de gallium et d'azote, cette couche présente une concentration en indium supérieure à 8 %, et de préférence comprise entre 8 % et 20 %. Si la couche secondaire incorpore d'autres éléments (comme l'aluminium par exemple), la concentration exacte en indium peut différer de cette plage, mais dans tous les cas le paramètre de maille naturel de cette couche secondaire 1b est supérieur au paramètre de maille naturel d'une couche d'InGaN à 8 % d'indium.
De préférence, la concentration d'indium de la couche secondaire 1b est constante sur toute son épaisseur.
Comme cela a été exposé dans l'introduction de la présente demande, cette couche secondaire 1b, une fois transférée sur le substrat de relaxation 10 et au moins partiellement relaxée par le traitement thermique de relaxation, fournit une bonne surface de nucléation pour la formation des dispositifs opto-électroniques.
Comme déjà mentionné, la couche primaire 1a est disposée entre la couche secondaire 1b et la couche germe 2a. La couche primaire présente un paramètre de maille naturel plus petit que le paramètre de maille naturel de la couche secondaire 1b, mais plus grand que le paramètre de maille réel de la couche germe 2a. Par conséquent, moins de contrainte est intégrée pendant la croissance de la couche secondaire 1b.
Lorsque la couche primaire 1a et la couche secondaire 1b sont composées exclusivement d'indium, de gallium et d'azote, la concentration en indium de la couche primaire 1a est inférieure à celle de la couche secondaire 1b. Lorsque la concentration en indium dans la couche primaire 1a n'est pas constante sur toute son épaisseur, la concentration maximale doit être inférieure à la concentration en indium de la couche secondaire 1b.
Par conséquent, la teneur totale en indium dans l'épaisseur combinée des couches primaire et secondaire est inférieure à la teneur en indium d'une couche de surface classique de même épaisseur combinée et présentant une concentration homogène en indium correspondant à la concentration homogène en indium de la couche secondaire 1b. On pense que le niveau réduit de déformation et/ou d'indium dans la couche de surface 1 selon l'invention limite le développement de défauts pyramidaux dans la couche secondaire 1b.
La concentration en indium dans la couche primaire 1a peut être constante ou peut varier, en continu ou par étapes, sur toute son épaisseur. Elle peut par exemple augmenter du côté de la couche germe au côté de la couche secondaire de la couche 1a. Mais dans tous les cas, le paramètre de maille naturel d'une partie quelconque de la couche primaire 1a doit être maintenu en dessous du paramètre de maille naturel de la couche secondaire 1b. Ceci permet de limiter le niveau global de déformation dans la couche de surface 1, et d'éviter la formation de défauts pyramidaux excessifs dans la couche secondaire 1b.
Pour être compatible avec le procédé de relaxation présenté par rapport à la description de la figure 1, l'épaisseur de la couche de surface, c'est-à-dire l'épaisseur combinée des couches primaire et secondaire 1a, 1b, doit être comprise entre 200 nm et 400 nm. Il peut être plus difficile de transférer la couche de surface 1 sur le substrat de relaxation 10, en particulier lorsqu'une technique de fracture par implantation ionique est utilisée, lorsque l'épaisseur dépasse 400 nm. De plus, la relaxation de l'îlot est améliorée lorsque des couches relativement épaisses sont transférées, et donc l'épaisseur préférée de la couche de surface est supérieure à 200 nm.
Pour limiter au maximum le développement de défauts pyramidaux, il est avantageux de limiter au maximum l'épaisseur de la couche secondaire 1b. En général, cette épaisseur peut se situer entre 20 nm et 120 nm.
Pour tirer pleinement parti du substrat donneur 2 de l'invention, le procédé de relaxation présenté par rapport à la figure 1 peut inclure, après le transfert de la couche de surface 1 sur le support de relaxation 10, une étape d'élimination de la couche primaire 1a exposée. Cette étape d'élimination peut être effectuée avant d'appliquer l'étape de traitement thermique de relaxation d), après l'application de ce traitement thermique, ou de préférence entre l'application de deux traitements thermiques de relaxation distincts. De cette façon, l'îlot 12, après cette étape d'enlèvement de la couche primaire 1a, est constitué de la couche secondaire 1b seulement qui présente un plus grand potentiel de relaxation latérale. Les étapes d'élimination peuvent être réalisées par gravure sèche ou humide, ou par planarisation chimico-mécanique par exemple. Le processus peut également impliquer plus de deux traitements thermiques de relaxation, et l'étape d'élimination de la couche primaire 1a peut être partiellement réalisée entre ces traitements thermiques.
La formation des couches primaire et secondaire 1a, 1b peut être réalisée à l'aide d'une technique et d'un équipement de dépôt classiques sur un substrat modèle constitué du support 2b et de la couche germe 2a. Les deux couches 1a, 1b peuvent être déposées épitaxialement sur la couche germe 2a, par exemple en utilisant la technique de dépôt chimique en phase vapeur métal-organique (MOCVD dans l'acronyme de la terminologie anglo-saxonne) ou une technique d'épitaxie par faisceau moléculaire (MBE).
Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et des solutions alternatives peuvent être utilisées sans s'éloigner de la portée de l'invention telle que définie dans les revendications.
Claims (8)
- - Procédé de production d'un substrat comprenant les étapes suivantes :
- la préparation d'un substrat donneur (2) par formation d'une couche de surface cristalline semi-conductrice (1) sur une couche germe (2a) d'un support (2b) ;
- le transfert de la couche de surface (1) sur un substrat de relaxation, par interposition d'une couche de fluage (11) entre le substrat donneur (2) et le substrat de relaxation (10) pour former une structure de relaxation;
- la définition d'îlots (12) dans la couche de surface (1);
- le traitement thermique de la structure de relaxation pour relâcher au moins partiellement les ilots (12) ;
le procédé étant caractérisé en ce que la formation de la couche de surface (1) comprend la formation d'une couche primaire (1a) comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche germe (2a), puis la formation d'une couche secondaire (2b) comprenant de l'indium, du gallium et de l'azote directement sur la couche primaire (1a), la couche secondaire (1b) présentant un paramètre de maille naturel supérieur à une couche constituée d'InGaN contenant 8 % d'indium, et la couche primaire (1a) présentant un paramètre de maille naturel inférieur à celui de la couche secondaire (1b). - - Procédé de production d'un substrat selon la revendication 1, dans lequel la couche primaire (1a) et/ou la couche secondaire (1b) comprend en outre de l'aluminium, du magnésium ou du silicium.
- - Procédé de production d'un substrat selon la revendication 1, dans lequel la couche secondaire (1b) est constituée d'InGaN avec une concentration en indium comprise entre 8 % et 20 %.
- - Procédé de production d'un substrat selon la revendication 3, dans lequel la couche primaire (1a) est constituée d'InGaN avec une concentration en indium inférieure à la concentration en indium de la couche secondaire (1b).
- - Procédé de production d'un substrat selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche de surface (1) présente une épaisseur comprise entre 200 nm et 400 nm.
- - Procédé de production d'un substrat selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche secondaire (1b) présente une épaisseur comprise entre 20 nm et 120 nm.
- - Procédé de production d'un substrat selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre l'élimination de la couche primaire (1a) après l'étape de transfert de la couche de surface (1) sur le substrat de relaxation.
- - Procédé de production d'un substrat selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre le transfert des îlots de croissance sur un support final, une couche diélectrique étant interposée entre les îlots de croissance et le support final.
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Citations (5)
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| EP2151856A1 (fr) | 2008-08-06 | 2010-02-10 | S.O.I. TEC Silicon | Relâchement de couches tendues |
| WO2018158529A1 (fr) * | 2017-03-01 | 2018-09-07 | Soitec | Procede de fabrication d'un substrat donneur pour la formation de dispositifs optoelectroniques |
| WO2018167426A2 (fr) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Soitec | Substrat de croissance pour la formation de dispositifs optoelectroniques, procede de fabrication d'un tel substrat, et utilisation du substrat notamment dans le domaine des micro-ecrans d'affichage |
| FR3079070A1 (fr) * | 2018-03-13 | 2019-09-20 | Soitec | Procede de fabrication d'une pluralite d'ilots semi-conducteurs cristallins presentant une variete de parametres de maille |
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2019
- 2019-11-25 FR FR1913159A patent/FR3103627B1/fr active Active
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