FR3108788A1 - Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence et pouvant servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique - Google Patents

Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence et pouvant servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique Download PDF

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Abstract

Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique (10) pour dispositif radiofréquence, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la fourniture d’un substrat de matériau piézoélectrique (20), la fourniture d’un substrat support (100), la fourniture d’une couche de collage (1001) diélectrique sur le substrat de matériau piézoélectrique (20), une étape d’assemblage (1’) du substrat de matériau piézoélectrique (20) sur le substrat support (100) par l’intermédiaire de la couche de collage (1001) diélectrique, une étape d’amincissement (2’) pour former la structure piézoélectrique (10) consistant une couche de matériau piézoélectrique (200) assemblé à un substrat support (100) via l’intermédiaire de la couche de collage (1001) diélectrique. Figure 1

Description

Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence et pouvant servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence et pouvant servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu de fabriquer un dispositif radiofréquence (RF), tel qu’un résonateur ou filtre, sur un substrat comprenant successivement, de sa base vers sa surface, un substrat support, généralement en un matériau tel que le silicium ou le sapphire, une couche intermédiaire de collage et une couche piézoélectrique.
Les filtres à ondes acoustiques de surface (« SAW », acronyme du terme anglo-saxon « Surface Acoustic Wave ») comprennent typiquement une couche piézoélectrique et deux électrodes sous la forme de deux peignes métalliques interdigités déposés sur la surface de ladite couche piézoélectrique. Selon le fonctionnement du filtre SAW l’épaisseur de la couche piézoélectrique peut être de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres jusqu’à plusieurs dizaines de µm. Pour ces derniers il existe des modes parasites de propagation qui s’étendent dans l’épaisseur de la couche piézoélectrique et sont susceptible de se refléter à l’interface avec le substrat support sous-jacent. Ce phénomène est appelé « rattle » en anglais. Pour éviter ces modes parasites, il est connu de faire en sorte que la surface de la couche piézoélectrique située à l’interface avec la couche intermédiaire de collage soit suffisamment rugueuse pour permettre une réflexion des ondes parasites dans toutes les directions. Compte tenu de la longueur d’onde considérée de fonctionnement du résonateur, la rugosité de la surface rugueuse de la couche piézoélectrique est très élevée, de l’ordre de même grandeur que la longueur d’onde de fonctionnement (quelques µm).
La couche piézoélectrique est typiquement obtenue par transfert d’un substrat épais d’un matériau piézoélectrique (par exemple obtenu par découpe d’un lingot) sur un substrat support. Le substrat support est par exemple un substrat de silicium.
Le transfert de la couche piézoélectrique implique un collage du substrat piézoélectrique épais sur le substrat support, suivi d’un amincissement du substrat piézoélectrique épais, de sorte à ne laisser sur le substrat support qu’une couche piézoélectrique mince, de l’épaisseur souhaitée pour la fabrication du dispositif RF.
Pour une bonne adhésion du substrat piézoélectrique sur le substrat support, on procède généralement à un dépôt d’une couche d’oxyde (par exemple un oxyde de silicium SiO2) sur chacun des deux substrats, et on colle lesdits substrats par l’intermédiaire desdites couches d’oxyde.
D’une part, le matériau piézoélectrique et le matériau du substrat support présentant des coefficients de dilatation thermique très différents, la mise en œuvre d’un tel recuit engendre une déformation importante de l’assemblage.
D’autre part, le dépôt d’une couche d’oxyde sur le substrat piézoélectrique épais provoque une courbure (« bow » selon la terminologie anglo-saxonne) importante dudit substrat piézoélectrique, peu compatible avec les étapes ultérieures du procédé, qui sont adaptées à des substrats plans.
Enfin, comme mentionné plus haut, l’hétérostructure ne peut être soumise au recuit de consolidation en raison des différences de coefficients de dilatation thermique entre le substrat piézoélectrique épais et le substrat de manipulation. Or, l’absence du recuit de consolidation, l’énergie de collage des couches d’oxyde des deux substrats reste très faible, de sorte que la tenue mécanique du pseudo-substrat donneur est insuffisante. Par conséquent, une rupture au niveau de l’interface de collage peut se produire lors de l’étape de l’amincissement du substrat piézoélectrique épais.
Pour assurer une bonne adhésion entre le substrat piézoélectrique épais et le substrat support, en particulier dans le cas où le substrat piézoélectrique épais a une rugosité importante, le procédé actuel nécessite un grand nombre d’étapes telles que le dépôt de plusieurs couches d’oxyde suivi de polissage mécano-chimique (CMP, acronyme anglo-saxon du terme anglo-saxon « Chemical Mechanical Polishing ») desdites couches d’oxyde, lesdites couches d’oxyde déposé de manière alternée sur les deux faces du substrat piézoélectrique épais afin d’éviter un bow important rendant impossible le collage.
La présente invention vise à pallier ces limitations de l’état de la technique en proposant un procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence, pouvant aussi servir pour le transfert d’une couche piézoélectrique, et procédé de transfert d’une telle couche piézoélectrique.
L’invention concerne un procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique pour dispositif radiofréquence, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la fourniture d’un substrat de matériau piézoélectrique, la fourniture d’un substrat support, la fourniture d’une couche de collage diélectrique sur le substrat de matériau piézoélectrique, une étape d’assemblage du substrat de matériau piézoélectrique sur le substrat support par l’intermédiaire de la couche de collage diélectrique, une étape d’amincissement pour former la structure piézoélectrique consistant une couche de matériau piézoélectrique assemblé à un substrat support via l’intermédiaire de la couche de collage diélectrique.
Dans des modes de réalisation la couche de collage diélectrique comprend une couche d’oxyde de silicium déposée sur le substrat de matériau piézoélectrique par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma.
Dans des modes de réalisation l’étape d’assemblage comprend un collage moléculaire entre la couche de collage diélectrique et le substrat support.
Dans des modes de réalisation le substrat de matériau piézoélectrique présente une surface rugueuse adaptée pour réfléchir une onde radiofréquence.
Dans des modes de réalisation l’épaisseur de la couche de collage diélectrique est comprise entre 200 nm et 500 nm.
Dans des modes de réalisation le substrat support comprend en outre une couche de piégeage destinée à être assemblée à la couche de collage diélectrique.
Dans des modes de réalisation la couche de piégeage est du silicium polycristallin.
Dans des modes de réalisation la couche de piégeage est obtenue par implantation d’espèces lourdes telles que l’argon.
Dans des modes de réalisation l’étape d’amincissement (2’) comprend une gravure et/ou un polissage mécano-chimique.
L’invention concerne aussi procédé de transfert d’une couche piézoélectrique sur un substrat final, comprenant la fourniture d’une structure piézoélectrique obtenue par la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, la formation d’une zone de fragilisation dans la couche de matériau piézoélectrique de manière à délimiter la couche piézoélectrique à transférer, la fourniture du substrat final, une étape d’assemblage par le collage de la couche de matériau piézoélectrique sur le substrat final, une étape de détachement comprenant la fracture et la séparation de la structure piézoélectrique le long de la zone de fragilisation.
Dans des modes de réalisation la formation de la zone de fragilisation est effectuée par implantation d’espèces atomiques dans la couche de matériau piézoélectrique.
Dans des modes de réalisation le substrat final et le substrat support ont des coefficients de dilatation identiques.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 illustre un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l’invention ainsi qu’un substrat selon ce mode de réalisation de l’invention ;
La figure 2 illustre un procédé de transfert selon un mode de réalisation de l’invention ;
Pour favoriser la lisibilité des figures, les différentes couches ne sont pas nécessairement représentées à l’échelle.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
La figure 1 illustre un substrat support 100, préférentiellement de matériau silicium, sur lequel on transfère une couche de matériau piézoélectrique 200, de préférence de matériau piézoélectrique monocristallin, encore plus particulier de matériau tantalate de lithium ou niobate de lithium. D’autres matériaux de la couche de matériau piézoélectrique 200 peuvent être envisagés. La couche active 200 à être transférée peut aussi comprendre un matériau ferroélectrique, par exemple de LiTaO3, LiNbO3, LiAlO3, BaTiO3, PbZrTiO3, KNbO3, BaZrO3, CaTiO3, PbTiO3ou de KTaO3.
Le substrat donneur comprenant cette couche active peut prendre la forme d'une plaquette, circulaire, de dimension normalisée, par exemple de 150 mm ou 200 mm de diamètre. Mais l'invention n'est nullement limitée à ces dimensions ou à cette forme. Le substrat donneur peut avoir été prélevé d'un lingot de matériaux ferroélectrique, ce prélèvement ayant été réalisé de manière à ce que le substrat donneur présente une orientation cristalline prédéterminée, ou encore le substrat donneur peut comprendre une couche de matériau ferroélectrique assemblé à un substrat support. L'orientation cristalline de la couche active de matériau ferroélectrique à être transférée est choisie en fonction de l'application visée. Ainsi, en ce qui concerne le matériau LiTaO3, il est usuel de choisir une orientation comprise entre 30° et 60°XY, ou entre 40° et 50°XY, en particulier dans le cas où l'on souhaite exploiter les propriétés de la couche mince pour former un filtre SAW. En ce qui concerne le matériau LiNbO3il est usuel de choisir une orientation autour de 128° XY. Mais l'invention n’est nullement limitée à une orientation cristalline particulière.
Quelle que soit l'orientation cristalline du matériau ferroélectrique du substrat donneur, le procédé comprend par exemple l'introduction d'espèces (ions et/ou atomes) d'hydrogène et/ou d'hélium dans ce substrat donneur. Cette introduction peut par exemple correspondre à une implantation d'hydrogène, c’est-à-dire, un bombardement ionique d'hydrogène de la face plane du substrat donneur. De façon connue en soi, les ions implantés ont pour but de former un plan de fragilisation délimitant une première couche de matériau ferroélectrique à transférer qui est située du côté de la face et une autre partie formant le reste du substrat. La nature, la dose des espèces implantées et le type d'ions implantés ainsi que l'énergie d'implantation sont choisies en fonction de l'épaisseur de la couche que l'on souhaite transférer et des propriétés physico-chimiques du substrat donneur. Dans le cas d'un substrat donneur en LiTaO3, on pourra ainsi choisir d'implanter une dose d’hydrogène comprise entre 1x1016et 5x1017at/cm² avec une énergie comprise entre 30 et 300 keV pour délimiter une première couche de l'ordre de 10 à 2000 nm.
Le substrat support 100 de matériau silicium peut aussi être remplacé par un substrat support 100 de matériau saphir, nitrure d’aluminium (AlN) polycristallin, verre, ou tout autre matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur ou opposé au coefficient de dilatation thermique du matériau piézoélectrique de la couche de matériau piézoélectrique 200 (dans la présente invention on s’intéresse au coefficient de dilatation thermique dans un plan parallèle à la surface principale des substrats). Ainsi le substrat support 100 joue le rôle d’un raidisseur qui limite la dilatation de la structure piézoélectrique 10 lors de variation de température auxquelles elle est soumise, ce qui permet de diminuer le coefficient thermique de fréquence de la couche de matériau piézoélectrique 200, c’est-à-dire la mesure dans laquelle la fréquence d’une onde se propageant dans la couche de matériau piézoélectrique 200 varie en fonction de la température. Le silicium est particulièrement préféré car il permet d’ajouter des fonctionnalités permettant une isolation électrique pour des applications RF résultant de l’ajout d’une couche de piégeage en surface.
L’utilisation du silicium a l’avantage d’ouvrir le champ d’application des films de matériau piézoélectrique non seulement a des équipements de grande taille type 300 mm mais aussi rendre compatible l’industrie microélectronique pour laquelle les exigences en terme d’acceptance sur la ligne de production de matériau exotique autre que silicium, en particulier tantalate de lithium ou niobate de lithium, sont élevées. On peut ainsi aussi envisager l’intégration de composants obtenus ou fabriqué dans la couche de matériau ferroélectrique voir piézoélectrique tels que des filtres SAW et/ou BAW avec des composants obtenus ou formés dans le substrat silicium tels que des transistors, amplificateur de puissance ou encore des commutateurs réseau (en terminologie anglosaxonne « switch »), ainsi réduisant les pertes dans les interconnections entre différents type de composants et rendant plus compact un tel système intégrant plusieurs composants.
La figure 1 représente schématiquement l’étape d’assemblage 1’ d’un substrat de matériau piézoélectrique 20 sur le substrat support 100, préférentiellement de matériau silicium. L’étape d’assemblage 1’ du substrat de matériau piézoélectrique 20 sur le substrat support 100, préférentiellement de matériau silicium, se fait préférentiellement par une étape d’adhésion moléculaire. Cette étape d’adhésion moléculaire comprend une étape de collage, préférentiellement à température ambiante, et peut être suivie d’un recuit de consolidation de l’interface de collage.
Il est aussi représenté schématiquement la formation d’une couche de collage 1001 diélectrique sur la face du substrat de matériau piézoélectrique 20 destinée à être assemblée sur le substrat support 100. De manière non-limitative on peut envisager un dépôt d’une telle couche de collage 1001 diélectrique sur une seule face du substrat de matériau piézoélectrique 20. Ce dépôt pourrait ainsi se faire à une température inférieure ou égale à 300 °C. De manière générale la température de dépôt de la couche de collage 1001 diélectrique est choisie telle que la déformation de courbure (en terminologie anglosaxonne « bow ») induite par la différence de coefficient de dilatation thermique entre le substrat de matériau piézoélectrique 20 et la couche de collage 1001 diélectrique reste compatible avec une étape de collage moléculaire, l’ensemble du substrat de matériau piézoélectrique 20 et la couche de collage 1001 diélectrique présentant une courbure inférieur ou égale à 100 µm. L’épaisseur de la couche de collage 1001 diélectrique est à considérer. Sur la gamme d’épaisseur envisagée variant entre 200 nm et 500 nm, une température de dépôt inférieur ou égale à 300 °C montre de bons résultats. Il a été constaté que non seulement la courbure (80 à 90 µm pour une épaisseur de 500 nm de la couche de collage 1001 diélectrique) reste en dessous de la valeur seuil compatible avec un collage moléculaire (environ 100 µm) mais qu’aussi la nature de la couche de collage 1001 diélectrique est telle que l’énergie de collage obtenue entre la couche de collage 1001 diélectrique et le substrat support 100 est améliorée. Un autre mode de réalisation peut prévoir le dépôt de couches de collage diélectrique sur les deux faces du substrat de matériau piézoélectrique, soit de manière simultanée soit de manière successive, de telle sorte que le bow de l’ensemble des deux couches de collage diélectrique avec le substrat de matériau piézoélectrique 20 reste compatible avec un collage moléculaire comme mentionné ci-dessus. Il a été constaté de manière surprenante que les énergies de collages ont des valeurs plus élevées quand l’assemblage par collage moléculaire se fait directement entre la couche de collage 1001 diélectrique et le substrat support 100 sans la présence d’une couche de collage diélectrique présente sur ce substrat support 100 comme c’est connu de l’art antérieur. Les énergies de collage peuvent ainsi atteindre des valeurs élevées supérieur à 1J/m². Ces énergies sont suffisamment élevées pour permettre une tenue mécanique stable lors des étapes ultérieures telles que l’étape d’amincissement ou d’un recuit de consolidation.
L’étape d’adhésion moléculaire est de préférence réalisée à température ambiante, soit environ 20 °C. Il est cependant possible de réaliser ce collage direct à chaud à une température comprise entre 20 °C et 50 °C. De plus, l’étape de collage est avantageusement effectuée à basse pression, c’est-à-dire à une pression inférieure ou égale à 5 mTorr (1 Torr vaut exactement 101325/760 pascals, soit environ 133,322 Pa), ce qui permet de désorber l’eau des surfaces formant l’interface de collage. Réaliser l’étape de collage sous vide permet d’améliorer encore davantage la désorption de l’eau à l’interface de collage.
Dans un mode de réalisation avantageux, le substrat de matériau piézoélectrique 20 présente une surface rugueuse adaptée pour réfléchir une onde radiofréquence. Par « surface rugueuse » on entend dans le présent texte une surface dont la rugosité est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde des ondes RF destinées à se propager dans la couche piézoélectrique du résonateur ou filtre, de manière à permettre la réflexion des ondes parasites dans toutes les directions pour qu’elles ne contribuent plus au signal de sorti du résonateur ou filtre en question. Dans le contexte de la présente invention, la rugosité d’une telle surface est comprise entre 1,0 et 1,8 µm mesurée en crête-à-creux (en terminologie anglosaxonne « peak to valley »). Pour combler cette rugosité la couche de collage 1001 diélectrique a une épaisseur supérieure à la rugosité, la planéité est obtenue par une étape de gravure chimique et/ou mécanique.
De manière préférentielle, la couche de collage 1001 diélectrique comprend une couche d’oxyde de silicium déposée sur le substrat de matériau piézoélectrique 20, préférentiellement par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma.
Selon un autre mode de réalisation, la couche de collage 1001 diélectrique est une couche d’oxyde de silicium, ou une couche de nitrure de silicium, ou une couche comprenant une combinaison de nitrure et d’oxyde de silicium, ou une superposition d’au moins une couche d’oxyde et d’une couche de nitrure de silicium, préférentiellement obtenue par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma.
Dans un mode de réalisation avantageux un recuit de consolidation d’interface de collage est effectué pour renforcer la tenue mécanique de la structure piézoélectrique. Le recuit de consolidation est normalement fait à des températures inférieures ou égales à 300 °C, pendant une durée variant de quelques minutes pouvant aller jusqu’à quelques heures. Dans le cas où la couche de collage 1001 diélectrique est formé par dépôt à basse température ce recuit est effectué à une température inférieure à la température de dépôt de ladite couche de collage 1001 diélectrique, et permet ainsi d’augmenter l’énergie de collage sans pour autant engendrer de défaut à l’interface de collage due à la présence d’impuretés quelconques (tel que l’hydrogène) et leur dégazage et migration vers cette interface lors d’un tel recuit.
Comme représenté schématiquement dans la figure 1 il suit une étape d’amincissement 2’ du substrat de matériau piézoélectrique 20 après avoir été assemblé sur le substrat support 100. La figure 1 représente schématiquement l’étape d’amincissement 2’ qui peut être mise en œuvre par exemple par gravure chimique et/ou mécanique (polissage, meulage, fraisage, ..). Ainsi on peut obtenir la couche de matériau piézoélectrique 200. L’étape d’amincissement peut aussi consister à appliquer la méthode SmartCutTM. Cette méthode est illustré schématiquement dans la figures 2 et consiste en la formation d’une zone de fragilisation dans la couche à transférer de manière à délimiter la couche à transférer de la couche restante du substrat choisi pour le transfert, la fourniture d’un substrat receveur sur lequel on transfère la couche à transférer, une étape d’assemblage de la couche à transférer sur le substrat receveur généralement par collage moléculaire, puis une étape de détachement qui comprend la fracture et la séparation le long de la zone de fragilisation ainsi formant une hétérostructure comprenant la couche à transférer sur le substrat receveur. L’étape d’amincissement est faite de manière générale à une température inférieure à 300 °C, plus particulièrement à température ambiante. Dans le cas où la couche de collage 1001 diélectrique est formé par dépôt à basse température l’étape d’amincissement est faite de manière générale à une température inférieure à la température de dépôt de ladite couche de collage 1001 diélectrique ce qui permet d’éviter la présence de défauts à l’interface de collage mentionnés ci-dessus due à la présence d’impuretés quelconques (tel que l’hydrogène) et leur dégazage et migration vers cette interface lors d’une telle étape d’amincissement.
La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d’un procédé de transfert d’une couche piézoélectrique 200’ sur un substrat final 300’, comprenant la fourniture d’une structure piézoélectrique 10 (obtenu selon le procédé représenté schématiquement dans la figure 1 sachant que l’invention n’est pas limité à ce mode de réalisation), la formation d’une zone de fragilisation 0’’ dans la couche de matériau piézoélectrique 200 de manière à délimiter la couche piézoélectrique 200’ à transférer de la couche restante 201 de la couche de matériau piézoélectrique 200, la fourniture du substrat final 300’, une étape d’assemblage de la couche de matériau piézoélectrique 200 sur le substrat final 300’, une étape de détachement 2’’ qui comprend la fracture et la séparation de la structure piézoélectrique 10’ le long de la zone de fragilisation ainsi formant la hétérostructure 30’ comprenant la couche piézoélectrique 200’ sur le substrat final 300’. L’étape de détachement se fait préférentiellement à une température inférieure à 300 °C ou, dans le cas où la couche de collage 1001 diélectrique est formé par dépôt à basse température, inférieure ou égale à la température de dépôt de la couche de collage 1001 diélectrique, préférentiellement à une température inférieure ou égale à 300 °C.
L’étape d’assemblage 1’’ de la structure piézoélectrique 10 sur le substrat final 300’, préférentiellement de matériau silicium, se fait préférentiellement par une étape d’adhésion moléculaire. Cette étape d’adhésion moléculaire comprend une étape de collage, préférentiellement à température ambiante, et peut être suivie d’un recuit de consolidation de l’interface de collage.
Pour le procédé de transfert représenté schématiquement dans la figure 2, la formation de la zone de fragilisation 0’’ est effectuée par implantation d’espèces atomiques dans la couche de matériau piézoélectrique 200. De manière générale l’étape d’implantation 0’’ se fait avec des ions hydrogène. Une alternative intéressante bien connue de l’homme de l’art consiste à remplacer tout ou partie des ions hydrogène par des ions helium.
Pour une couche de matériau piézoélectrique 200 de tantalate de lithium une dose d’implantation d’hydrogène sera typiquement comprise entre 6x101 6cm-2et 1x1017cm-2. L’énergie d’implantation sera typiquement comprise entre 50 à 170 keV. Ainsi le détachement se fait typiquement à des températures entre 150 et 300 °C. On obtient ainsi des épaisseurs de la couche piézoélectrique 200’ de l’ordre de 10 nm à 500 nm.
Le substrat final 300’ et le substrat support 100 peuvent, de manière avantageuse, avoir un coefficient de dilatation thermique identique, ou au moins très proche, ce qui permet une meilleur tenue mécanique et moins de déformation lors de recuit de consolidation d’interface de collage. Les deux substrats peuvent être de nature identique, substantiellement fait de silicium en dehors des couches de collage diélectrique ou d’une couche de piégeage éventuellement présente. Ces dernières n’ont pas une épaisseur suffisante pour influencer de manière significative le bénéfice de la structure « sandwich » ayant un substrat final 300’ et un substrat support 100 de même matériau.
Juste après l’opération de détachement, des étapes technologiques additionnelles sont avantageusement ajoutées dans le but soit de renforcer l’interface de collage, soit de récupérer une bonne rugosité, soit de guérir les défauts éventuellement générés pendant l’étape d’implantation (ou encore pour préparer la surface à la reprise d’autres étapes de procédé telles que la formation d’électrodes pour le dispositif de type SAW par exemple). Ces étapes sont par exemple un polissage, une gravure chimique (humide ou sèche), un recuit, un nettoyage chimique. Ils peuvent être utilisés seuls ou en combinaison que l’homme de l’art saura ajuster.
Dans des modes de réalisations avantageux, le substrat support 100 et/ou le substrat final 300’ peuvent être un substrat en silicium présentant une résistivité électrique supérieure à 1 k.ohm.cm. Ce substrat support 100 et/ou substrat final 300’ peut également comporter une couche de piégeage de charges disposée en surface de ce substrat en silicium destinée à être assemblée. La couche de piégeage peut comprendre du silicium polycristallin non dopé. Dans certaines circonstances, et notamment lorsque la couche de piégeage présente une épaisseur suffisante, par exemple supérieure à 30 µm, le substrat de base en silicium peut présenter une résistivité standard, inférieur à 1 k.ohm.cm. D’une manière générale, il s’agit d’une couche non-cristalline présentant des défauts structurels tels que des dislocations, des joints de grains, des zones amorphes, des interstices, des inclusions, des pores… Ces défauts structurels forment des pièges pour les charges susceptibles de circuler dans le matériau, par exemple au niveau de liaisons chimiques non complètes ou pendantes. On prévient ainsi la conduction dans la couche de piégeage qui présente en conséquence une résistivité élevée. De manière avantageuse, et pour des raisons de simplicité de mise en œuvre, cette couche de piégeage est formée d'une couche de silicium polycristallin. Son épaisseur, notamment lorsqu'elle est formée sur un substrat de base en silicium électriquement résistif, peut être comprise entre 0,3 µm à 3 µm. Mais d'autres épaisseurs inférieures ou supérieures à cet intervalle sont tout à fait envisageables, selon le niveau de performance RF attendu. Afin de chercher à préserver la qualité polycristalline de cette couche au cours des traitements thermiques que peut subir le substrat support 100 ou le substrat final 300’, on peut avantageusement prévoir une couche amorphe, en dioxyde de silicium par exemple, sur ce substrat avant le dépôt de la couche de piégeage de charges. On peut alternativement former la couche de piégeage par une implantation d’espèce lourde, tel que de l’argon, dans une épaisseur superficielle du substrat, afin d’y former les défauts structurels constituant les pièges électriques. On peut également former cette couche par porosification d’une épaisseur superficielle du substrat.

Claims (12)

  1. Procédé de fabrication d’une structure piézoélectrique (10) pour dispositif radiofréquence, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la fourniture d’un substrat de matériau piézoélectrique (20), la fourniture d’un substrat support (100), la fourniture d’une couche de collage (1001) diélectrique sur le substrat de matériau piézoélectrique (20), une étape d’assemblage (1’) du substrat de matériau piézoélectrique (20) sur le substrat support (100) par l’intermédiaire de la couche de collage (1001) diélectrique, une étape d’amincissement (2’) pour former la structure piézoélectrique (10) consistant d’une couche de matériau piézoélectrique (200) assemblé à un substrat support (100) via l’intermédiaire de la couche de collage (1001) diélectrique.
  2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la couche de collage (1001) diélectrique comprend une couche d’oxyde de silicium déposée sur le substrat de matériau piézoélectrique (20) par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma.
  3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’assemblage (1’) comprend un collage moléculaire entre la couche de collage (1001) diélectrique et le substrat support (100).
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat de matériau piézoélectrique (20) présente une surface rugueuse adaptée pour réfléchir une onde radiofréquence.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’épaisseur de la couche de collage (1001) diélectrique est comprise entre 200 nm et 500 nm.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat support (100) comprend en outre une couche de piégeage destinée à être assemblée à la couche de collage (1001) diélectrique.
  7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la couche de piégeage est du silicium polycristallin.
  8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la couche de piégeage est obtenue par implantation d’espèces lourdes telles que l’argon.
  9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’amincissement (2’) comprend une gravure et/ou un polissage mécano-chimique.
  10. Procédé de transfert d’une couche piézoélectrique (200’) sur un substrat final (300’), comprenant la fourniture d’une structure piézoélectrique (10) obtenue par la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, la formation d’une zone de fragilisation (0’’) dans la couche de matériau piézoélectrique (200) de manière à délimiter la couche piézoélectrique (200’) à transférer, la fourniture du substrat final (300’), une étape d’assemblage (1’’) par collage de la couche de matériau piézoélectrique (200) sur le substrat final (300’), une étape de détachement (2’’) comprenant la fracture et la séparation de la structure piézoélectrique (10) le long de la zone de fragilisation.
  11. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la formation de la zone de fragilisation est effectuée par implantation d’espèces atomiques dans la couche de matériau piézoélectrique (200).
  12. Procédé selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel le substrat final (300’) et le substrat support (100) ont des coefficients de dilatation identiques.
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