Brevet FR2580672A1 — publié le 19861024

Procédé de fabrication sur un support isolant d'un film de silicium monocristallin orienté et à défauts localisés La présente invention a pour objet un procédé de fabrication, sur un support isolant, d'un film de silicium monocristallin à défauts localisés, ayant par exemple une orientation cristallographique (100). Elle s'applique en particulier dans le domai- ne de la fabrication des circuits intégrés MOS ou bipo- laires, notamment à grande rapidité de fonctionnement, résistant aux radiations ionisantes et/ou fonctionnant sous haute tension et devant dissiper de fortes puis- sances. Elle s'applique aussi dans la réalisation des circuits de commande des écrans plats d'affichage ma- triciel sur des substrats amorphes transparents tels que le verre. La technologie silicium sur isolant ou technologie SSI constitue une amélioration sensible par rapport aux techniques standard dans lesquelles les composants actifs des circuits intégrés sont réalisés directement sur un substrat monocristallin en silicium massif. En effet, l'emploi d'un corps isolant conduit à une forte diminution des capacités parasites entre la source et le substrat d'une part, et le drain et le substrat d'autre part, des composants actifs des cir- cuits intégrés et donc à un accroissement de la vitesse de fonctionnement de ces circuits. De plus, cette technologie SSI permet de di- minuer fortement les charges parasites introduites dans les circuits intégrés fonctionnant sous radiations io- nisantes, étant donné que ces radiations ne peuvent pas ioniser le support isolant à l'encontre d'un support en silicium massif. Par ailleurs, cette technologie permet une augmentation de la densité d'intégration des cir- cuits intégrés du fait qu'elle permet notamment d'évi- ter le perçage (latch-up en terminologie anglo-saxonne) du au claquage des jonctions de ces circuits intégrés. Enfin, cette technologie conduit à une sim- plification notable des procédés de fabrication des circuits intégrés ainsi qu'à une meilleure tenue de ces circuits aux hautes tensions. L'obtention de films semiconducteurs mono- cristallins et notamment de silicium sur des supports isolants a été longuement étudiée plus spécialement en vue de la fabrication d'écrans plats et de Leurs cir- cuits de commande sur 'des substrats amorphes transpa- rents. Lorsque les premières expériences utilisant des faisceaux lasers ou des faisceaux d'électrons ont mon- tré qu'il était possible de faire croître des grains de silicium en Les chauffant et surtout en fondant le si- licium déposé, grâce à une technique de microfusion de zone,, alors un regain d'activité s'est développé en vue de l'obtention de films de silicium monocristallin sur ---un support isolant. Ce regain d'intérêt s'est traduit par la re- cherche de techniques permettant de traiter rapidement des plaquettes de silicium type industriel et en parti- culier dans la recherche de dispositifs de chauffage dont le coût est inférieur à celui d'une source laser ou d'un canon à électrons. C'est ainsi qu'ont été uti- lisées les résistances de graphite ou encore des lampes à filament ou à arc. Ces dispositifs de chauffage ont notamment été décrits dans un article de M.W. GEIS et aL paru dans Applied Physics Letters, 37, de mai 1980, p. 454, et dans la demande de brevet n 2 532 783 du 7 septembre 1982. Malheureusement, aucune de ces techniques de chauffage connues n'a permis de produire jusqu'à ce jour des films de silicium monocristallin sans défaut sur la totalité de la surface d'une plaquette de sili- cium de dimensions industrielles (100 mm de diamètre)-. Toutes les expériences semblent montrer que, même avec des faisceaux d'énergie non cohérente qui permettent de recristalliser des plaquettes de silicium entières en un seul passage, il est difficile d'envisa- ger de supprimer les défauts résiduels tels que les joints et sous-joints de grains ou autres disloca- tions; ceci est d'autant plus vrai que Les films de silicium sont des films minces, c'est-à-dire dont l'épaisseur est inférieure à 0,5 pm. Par ailleurs; afin d'orienter le film semi- conducteur recristallisé, on a tenté d'utiliser un fin réseau gravé dans le support isolant comme décrit dans l'article de M.M. GEIS et al. paru dans Appl. Phys. Lett., H, 35, de juillet 1979, p.71=74, intitulé "Crys- tallographic orientation of silicon on an amorphous substrate using an artificial surface - relief grating and laser crystallization". Malheureusement, les tech- niques employées en balayage de fusion de zones de si- licium, telles que celles décrites dans l'article de M.W. GEIS et dans le document FR-A-2 532 783 cités ci- dessus, n'ont jamais permis d'obtenir des plaquettes de silicium recristallisées totalement orientées et sans défaut. L'une des techniques la plus utilisée pour réaliser une couche de silicium monocristallin sur un support isolant consiste à former sur un substrat en silicium monocristallin d'orientation donnée, une couche d'oxyde de silicium notamment par oxydation thermique puis à déposer sur la couche d'oxyde de sili- *cium une couche de silicium polycristallin et enfin à soumettre le film à un traitement thermique tel qu'un balayage d'une zone fondue du film afin de recristalli- ser le silicium. Dans une telle technique, on a envisagé de r.éaliser dans la couche d'oxyde de silicium des ouver- tures de manière à utiLiser Le substrat monocristallin comme germe de recristaltisation afin d'orienter Le film recristalisé et d'éviter sa désorientation qui sont Les causes principales d'apparition de joints et de sous-joints de grains. Cette technique de germina- tion a notamment été décrite dans l'article de M. FEN paru dans AppL Phys. Lett., H, 38, de 1981, page 365. Dans cette technique, il est apparu nécessai- re de reproduire avec une période courte (inférieure à 500 pm) les ouvertures dites de germination dans la couche d'oxyde de silicium afin de ne pas perdre l'orientation de départ. Or, ceci a notamment pour in- convénient de nécessiter, après recristallisation du film de silicium, une étape d'oxydation localisée de ces zones de germination afin de bien isoler la couche semiconductrice recristallisée du substrat monocris- tallin et de pouvoir utiliser ensuite les différents avantages mentionnés ci-dessus sur la technologie SSI. De pLus, ces zones oxydées entraînent une perte de place du fait qu'il ne sera pas possible de réaliser des circuits intégrés isolés les uns des autres sur ces zones oxydées. Par ailleurs, on a étudié la formation et l'apparition des joints et sousjoints de grains dans le but de trouver des techniques de localisation de ces défauts dans des zones étroites o on ne fabriquerait pas les zones actives (les grilles des transistors) des circuits intégrés. En particulier, par recristallisation du film semiconducteur sur le support isolant par la tech- nique de balayage d'une zone fondue de silicium, on a notamment pu remarquer que les joints et sous-joints de grains se formaient dans les zones qui se solidifiaient en dernier après le passage de la zone fondue. En utilisant dans cette technique de recris- tallisation une source laser, o l'énergie peut être concentrée sur un spectre très étroit, il est possible de coupler plus ou moins l'énergie du faisceau laser avec le film semiconducteur et de chauffer plus ou moins telle ou telle zone dudit film par rapport à une autre. Ceci peut être réalisé, comme décrit dans la demande de brevet français n 83 16396, en utilisant sur le film de silicium à recristalliser des bandes parallèles antiréfléchissantes, jouant le rôle de re- tardateur de cristallisation, et en calculant l'épais- seur des bandes antiréfléchissantes et des bandes ré- fléchissantes (bandes de silicium) afin d'ajuster l'énergie du faisceau laser interagissant avec le film de silicium. En revanche, dans le cas de source de lumière incohérente, étant donné leur large spectre d'émission, il est difficile d'ajuster les épaisseurs des bandes réfléchissantes et antiréfléchissantes pour tenter de mettre en phase les ondes lumineuses frappant la struc- ture. Cependant, comme décrit dans un article de M.W. GEIS et al., paru dans J. Electrochem. Soc.: So- lid-State Science and Technology, 130, p. 1178-1183 de mai 1983, intitulé "Solidification-Front Modulation to Entrain Subboundaries in Zone Melting Recrystalliza- tion of Si on Si02", on a utilisé des corps noirs ou des couches métalliques pour leurs propriétés réfléchis- santes sur un large spectre. De même, dans un article de D. BENSAHEL, et al., paru dans Electronics Letters du 23 juin 1983, vol. 19, n 13, p. 464-466, intitulé "Localisation of. defects on SOI films via selective recrystallization using halogen lamps", on a utilisé des couches déposées d'indice différent comme adaptation grossière d'indice de réfraction sans s'attacher à des épaisseurs minces et calibrées. Dans un autre procédé de locaLisation des défauts résiduels dans le film de silicium recristalli- sé, on a modulé les isothermes de la zone fondue semi- conductrice en utilisant une diffusion sélective de la chaleur dans le substrat sous-jacent, en faisant varier l'épaisseur de la couche d'oxyde de silicium supportant le film semiconducteur. Ce procédé utilisant comme source de chauffage une source laser a été décrit dans un article de S. KAWAMURA et al., paru dans J. Appl. Phys. 55 (6) du 15 mars 1984, p. 1607 à 1609, intitulé "Laser recrystallization of Si over SiO2 with a heat- sink structure". Lorsque l'on parvient à localiser les diffé- rents défauts de recristallisation du film de silicium, comme décrit précédemment, le principal problème res- tant encore est celui de l'orientation cristalline de ce film recristallisé. Si avec des faisceaux d'énergie non cohérente, le film recristallisé présente une tex- ture (100) perpendiculaire au plan du film, dans le cas des faisceaux lasers, ce film n'est généralement pas orienté et on est donc obligé d'avoir recours à des ouvertures de germination vers le substrat monocristal- lin, pratiquées dans la couche d'oxyde de silicium. Avec des faisceaux d'énergie non cohérente cependant, Le film de silicium reste désorienté dans le plan du film; la désorientation est d'environ 30 par rapport à la direction de déplacement de la zone fondue. Dans le cas des faisceaux d'énergie non cohé- rente, d'autres problèmes demeurent et notamment la tenue des films semiconducteurs lors de la fusion de zone. En effet, lorsque le silicium est liquide et en contact avec de l'oxyde de silicium, généralement uti- lisé comme support isolant, le silicium ne mouille pas l'isolant et a tendance à se mettre en goutte. Aussi, faut-il trouver un "encapsulant" efficace, c'est-à- dire un élément enfermant le film semiconducteur, per- mettant de maintenir Le film semiconducteur au contact du support isolant et donc d'éviter La mise en goutte du silicium ainsi que de Limiter le transport de masse de silicium fondu. A ce sujet, de récentes études utilisant un faisceau d'énergie non'cohérente pour recristalliser le film de silicium, ont montré qu'un relief de motif gra- vé dans la couche d'oxyde de silicium supportant le film de silicium pouvait améliorer la tenue du silicium Liquide, tout au moins dans les parties en creux du relief. Ces études ont notamment fait l'objet d'une pu- blication de W. SCHARFF et al., paru dans Thin Solid Film, 113 (1984), p.327-335, intitulé "Growth of mono- crystalline silicon islands on Insulations substra- tes". Par ailleurs, on tente généralement d'éviter la mise en goutte du silicium en recouvrant le film de silicium d'une couche épaisse d'oxyde de silicium ou de nitrure de silicium (2 pm pour un film de silicium de 0,5 pm). Mais même avec de telles épaisseurs de maté- riau, il arrive souvent que le silicium se mette en goutte, conduisant à l'obtention de plaquettes de sili- cium totalement inutilisables. La présente invention a justement pour objet un procédé de fabrication d'un film de silicium mono- cristallin sur un support isolant permettant de remé- dier aux différents inconvénients cités ci-dessus. Ce procédé, utilisant notamment la technique de fusion de zones pour former le film semi-conducteur monocristal- lin, permet une localisation précise des défauts de cristallisation et la formation de monocristaux de silicium orientés (100), c'est-à-dire perpendicuLai- rement au plan du film de silicium et parallèlement au sens de déptacement de la ligne fondue. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un film de silicium monocristallin sur un support isolant comprenant les étapes successives suivantes: a) - recouvrement d'un substrat en siticium mono- cristaltin d'orientation donnée d'une couche d'un matériau isolant, b) - réalisation, par une première gravure de la couche isolante, d'une configuration compor- tant, sous forme de bandes isolantes parallè- les d'orientation proche d'une orientation (100) du substrat, une alternance de parties en surplomb et de parties en creux, la lar- geur des parties en surplomb étant plus fai- ble que celle des parties en creux, c) - réalisation d'une seconde gravure de la couche isolante afin de former localement aux extré- mités de ladite couche au moins une ouvertu- re, cette seconde gravure étant réalisée jusqu'à mise à nu du substrat, d) - dépôt sur la couche isolante gravée d'un film de silicium, e) recouvrement du film de silicium d'une couche d'un matériau encapsulant, f) - réalisation d'un traitement thermique de la structure obtenue afin de recristalliser le film de silicium sous forme monocristalline de même orientation que les bandes isolantes, et g) - élimination de la couche de matériau encapsu- lant. La réalisation, par gravure du support iso- lant, de bandes en surplomb et de bandes en creux pa- rallèles permet une bonne localisation des défauts ré- siduels de cristallisation du film de silicium. En effet, les parties en surplomb ou marches assurent La localisation des joints et sous-joints de grains grâce à une modulation de l'isotherme du front de cristallisation: la solidification est retardée dans les zones d'isolant les plus épaisses (parties en surplomb), du fait de la différence de conductivité thermique entre l'iso(ant épais et l'isolant mince. Les défauts de cristallisation sont donc localisés juste au-dessus des marches isolantes. Par ailleurs, cette configuration permet d'éviter la mise en goutte du silicium en fusion sur l'isolant, lorsque celui-ci est de l'oxyde de silicium, ce qui permet notamment l'utilisation de couches de matériau encapsulant plus faibles que celles de l'art antérieur. Si, par hasard le silicium se mettait en goutte, le liquide resterait toutefois confiné entre deux parties en surplomb, le franchissement de ces par- ties en surplomb ou marches étant difficile. La réalisation des ouvertures aux extrémités de la couche isolante, situées de préférence dans les bandes isolantes en creux, permet d'utiliser le substrat monocristallin comme germe de recristallisa- tion du film de silicium, ce qui permet d'orienter le film et d'éviter les désorientations qui sont les cau- ses principales d'apparitions de joints et sous-joints de grain. De façon avantageuse le substrat présente une orientation cristalline (100). En effet, il semblerait que plus l'orientation cristalline s'éloigne de l'orientation (100), plus le film de silicium recris- tallisé comporterait des défauts. Selon un mode préféré de mise en oeuvre du procédé de l'invention, l'étape f consiste à fondre localement le film de silicium et à déplacer la zone fondue parallèlement aux bandes isolantes, la zone fon- due ayant la forme d'un trait perpendiculaire auxdites bandes. De façon avantageuse, la zone fondue de sili- cium, ayant la forme d'un trait perpendiculaire aux bandes isolantes en surplomb ou en creux, est obtenue en soumettant l'ensemble de la structure à l'action d'une raie d'énergie, perpendiculaire à ces bandes isolantes, se déplaçant parallèlement à elles. De façon à bien guider l'orientation cristal- line du film de silicium recristallisé, la zone fondue sera déplacée à une vitesse lente, c'est-à-dire à une vitesse inférieure à 0,5 mm/s. De préférence, la vites- se de déplacement de la zone fondue varie de 0,1 à 0,2 mm/s. De façon avantageuse, on utilise une configu- ration périodique, c'est-à-dire dans laquelle les par- ties en surplomb et les parties en creux sont réguliè- rement espacées les unes des autres. Ceci permet d'ob- tenir lors du traitement thermique, une répartition homogène de l'énergie absorbée et diffusée dans le film de silicium et le long de la zone fondue qui est per- pendiculaire aux bandes isolantes. L'utilisation d'une configuration périodique est particulièrement intéressante pour des raisons de traitement technologique ultérieur (réalisation de circuits intégrés). En effet, les concepteurs de cir- cuits intégrés souhaitent pouvoir disposer des plus grandes régions monocristallines possibles sans dé- faut. Dès lors qu'une largeur critique des parties iso- lantes en creux a été déterminée,.-il est préférable de la répéter afin d'éviter une perte de place, en cas de diminution de cette largeur, ou une apparition de dé- fauts, en cas d'augmentation de ladite largeur. De plus, une configuration périodique peut être intéres- sante lors de la fabrication de composants ou circuits reproduits périodiquement (matrice, mémoire, réseaux pré-diffusés, etc...). En cas de nécessité, on peut aplanir la sur- face du film de silicium déposé avant de le recristal- liser. Ceci peut avantageusement être obtenu par la technique dite "de planarisation" consistant à recou- vrir le film de silicium d'une couche d'un matériau isolant, et en particulier d'une résine telle que celle généralement utilisée en photolithographie, puis à graver simultanément cette couche de matériau isolant et le film de silicium, à des vitesses d'attaque iden- tiques pour l'isolant et le silicium, jusqu'à élimina- tion totale de l'isolant et des parties en relief du film de silicium. De façon avantageuse, les gravures de la couche isolante pour former la configuration-périodique et/ou les ouvertures sont réalisées par un procédé de gravure ionique réactive permettant ainsi d'obtenir des flancs gravés raides. Ces flancs raides améliorent notamment le mouillage du silicium liquide sur le support isolant ou plutôt bloquent la mise en goutte du silicium fondu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures annexées, dans lesquelles: - tes figures 1, 2, 4, 6 à 8 sont des vues en coupe longitudinale, représentant les différentes étapes du procédé de fabrication d'un film de silicium mono- crista.llin conformément à l'invention: les figures 4 et 6 illustrent les mêmes étapes du procédé, la figu- re 4 correspondant à une coupe au niveau des ouvertu- res de germination et la figure 6 à une coupe en plein milieu de la structure; et - les figures 3 et 5 sont des vues de dessus montrant diverses formes d'ouverture de germination. La première étape du procédé, comme représen- té sur La figure 1, consiste à recouvrir totalement la surface 2a d'un substrat de silicium monocristallin 2 d'une couche de matériau isoLant 4. Le substrat en si- licium 2 présente par exemple une orientation cristal- Line (100), c'est-à-dire une orientation perpendicu- Laire à la surface 2a du substrat. La couche de maté- riau isolant 4 peut être réaLisée soit en oxyde de si- licium, soit en nitrure de silicium. Dans le cas d'une couche 4 en oxyde de sili- cium, celle-ci peut être obtenue par oxydation thermi- que du substrat 2, sous oxygène sec ou humide à une température de 800 à 1100 C, par exemple de 1000 C. Cette couche d'oxyde 4 présente par exemple une épais- seur de 0,5 à 1,5 pm. On réalise ensuite sur la couche isolante 4 un masque de gravure 6 permettant de définir L'emplace- ment et Les dimensions des parties en surplomb ou mar- ches à réaliser dans la couche isolante 4. Ce masque 6 est par exempte un masque de résine réalisé selon les * procédés classiques de photolithographie. On effectue ensuite à travers Le masque 6, comme représenté sur la figure 2, une première gravure de la couche isolante 4 afin d'éliminer sur une hauteur H les régions de l'isolant non recouvertes de résine. Dans Le cas d'une couche 4 d'oxyde de silicium de I pm d'épaisseur, cette hauteur H peut aller de 200 à 500 nm et par exemple égale à 40Q nm. Afin d'obtenir des flancs gravés bien droits, la gravure de la couche d'isolant peut être réalisée de façon anisotrope au moyen d'un procédé de gravure ioni- que réactive (GIR), utilisant comme agent d'attaque un plasma de tétrafluorure de carbone (CF4) ou de trifluo- rométhane (CHF3) dans le cas d'une couche 4 en oxyde de silicium. Cette gravure de la couche isolante 4 permet la formation d'une configuration, de préférence pério- dique, comportant des parties en surplomb ou marches 8 similaires et des parties en creux 10 semblables. Ces parties en surplomb 8 et en creux 10 présentent, comme représenté sur la figure 3, la forme de bandes isolan- tes parallèles qui sont de préférence régulièrement espacées les unes de autres. Ces bandes isolantes 8 et 10 s'étendent avantageusement d'un bord à l'autre de la structure, selon une direction X, et sont situées dans le plan de la couche isolante; leur direction dans le plan est proche d'une des directions (100) du substrat. La largeur L des parties en creux 10, au- dessus desquelles pourront être réalisées les zones actives des circuits intégrés, est supérieure à la largeur l des parties en surplomb ou marches 8. Par exemple les parties en surplomb 8, au-dessus desqueLLes seront localisés Les défauts de cristallisation (joints, sous-joints de grains) du film de silicium monocristaLin à réaliser, présentent une Largeur l pouvant varier de 3 à 6 pm, par exemple égale à 4 pm. En revanche, les zones en creux peuvent présenter une Largeur L allant de 20 à 100 pm pour un substrat de 100 mm de côté, par exemple de 36 pm. Après gravure de la couche isolante 4, on élimine le masque de résine 6 par exemple par voie chi- mique en utilisant comme agent d'attaque de l'acétone ou de l'acide nitrique ou par l'action d'un plasma d'oxygène, pour un masque obtenu avec une résine photo- sensible positive. Sur la structure obtenue, représentée sur la figure 2, on réalise un second masque de gravure 12 par exemple en résine, selon les procédés classiques de photolithographie, permettant de définir l'emplacement et les dimensions d'une ou plusieurs ouvertures à réa- liser localement dans La couche isolante 4 et de préfé- rence dans les parties ou bandes en creux 10 de cette couche isolante 4. On effectue alors, comme représenté sur les figures 3 à 5, une deuxième gravure de la couche iso- lante 4 afin d'éliminer totalement les parties de cette couche isolante 4 non recouvertes de résine et donc de former une ou des ouvertures débouchant sur le substrat 2. Ces ouvertures permettront, lors de la recristalli- sation du film de silicium, d'utiliser le substrat mo- nocristallin 2 comme germe pour donner une orientation cristalline du film de silicium, dans toutes les par- ties en creux isolantes 10, voisine de celle du substrat. Comme précédemment, cette gravure est réali- sée de préférence de façon anisotrope afin de former des flancs raides. Cette gravure est par exemple une gravure ionique réactive utilisant comme agent d'atta- que un plasma de tétrafluorure de carbone ou du tri- fluorométhane pour une couche 4 en oxyde de silicium. La ou les ouvertures de germination peuvent avoir différentes formes. En particulier, comme repré- senté sur la figure 3, il est possible d'utiliser une seule ouverture ayant la forme d'une bande 13 orientée suivant une direction Y perpendiculaire à la direction X et donc aux bandes isolantes 8 et 10. Cette bande 13 s'étend avantageusement d'un bord à l'autre de la cou- che isolante 4. Elle peut présenter une largeur allant de 1 à 10 pm. On peut également utiliser plusieurs ouver- tures 14 de germination ayant par exemple une forme parallélépipédique. Ces ouvertures 14 peuvent avanta- geusement être situées au milieu des parties en creux de la couche isolante 4, une ouverture par partie en creux, pour des raisons de symétrie de croissance du 258067Z -- silicium. Ces ouvertures 14 peuvent présenter une lon- gueur de plusieurs millimètres sur une largeur allant de 2 à 20 pm. On peut aussi utiliser plusieurs trous 15, comme représenté sur la figure 5, ayant un diamètre allant de 2 à 10 pm, par exemple égal à 5 pm et séparés les uns des autres de 10 à 100 pm et par exemple de pm. Ces trous 15 peuvent notamment être situés dans les parties en creux 10 de la couche isolante 4 et disposés sous forme de rangées, parallèles à la direc- tion Y et donc perpendiculaires auxdites parties 10. La distance d sur laquelle sont pratiqués les trous est par exemple égale à 1,5 cm. Quels que soient la forme et le nombre d'ou- vertures de germination réalisée, celles-ci doivent se trouver aux extrémités de la couche isolante 4, et principalement aux extrémités d'o partent les bandes isolantes en surplomb 8 et en creux 10. Apres réalisation de l'ouverture ou des ou- vertures de germination, on élimine le masque de résine 8 (figure 2) par exemple par voie chimique en utilisant comme agent d'attaque de l'acétone ou de l'acide nitri- que ou par action d'un plasma d'oxygène, pour un masque obtenu avec une résine photosensible positive. L'étape suivante du procédé, comme représen- té sur les figures 3 et 6, consiste à recouvrir l'en- semble de la structure d'un film de silicium 16; ce silicium peut être soit du silicium amorphe, soit du silicium polycristallin. Ce film de silicium 16 présen- te une épaisseur allant de 0,1 à 1 Hum et par exemple égal à 0,5 pm. Lorsque le silicium déposé est du sili- cium polycristallin, le film de silicium peut être ob- tenu par un procédé de dép8t chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD), à une température de l'ordre de 625 C par pyrolyse de SiH4. Au cas o le film de siLicium 16 ne présente- rait pas une surface plane (figures 4 et 6), ce qui est le cas lorsque les parties en surplomb ou marches 8 sont relativement élevées par rapport à L'épaisseur du film de silicium, il est préférable d'aplanir cette surface par un procédé dit "de planarisation". Cet aplanissement de la surface du film de silicium 16 (figure 8) peut par exemple être obtenu en recouvrant, comme représenté sur la figure 7, ce film 16 d'une couche d'un matériau isolant 18 effaçant le relief du film de silicium 16. Cette couche isolante 18 est de préférence réalisée en résine telle que celLe couramment utilisée en photoLithographie. Le dép8t de cette couche de résine 18, présentant notamment une épaisseur de quelques pm, peut être suivi d'un traite- ment thermique, par exemple un chauffage à la tempéra- ture de l'ordre de 100 C pendant 30 mn, de façon à ob- tenir un bon étalement de cette couche de résine 18. On réalise ensuite une gravure simultanée de la couche de résine 18 et du film de siLicium 16, à des vitesses d'attaque identiques pour la résine et le si- licium, jusqu'à élimination totale, comme représenté sur la figure 8, de la couche de résine 18 et donc des zones en relief du film de silicium 16. Cette gravure est réalisée de préférence de façon anisotrope, par exemple par un procédé de gravure ionique réactive uti- lisant comme agent d'attaque un plasma d'hexafluorure de soufre et d'oxygène: le composé fluoré servant à la gravure du silicium et L'oxygène servant à la gravure *30 de la résine. L'étape suivante du procédé, comme représen- té sur Les figures 4 et 6, consiste à recouvrir le film de silicium 16 éventuellement aplani, d'une couche d'encapsulation 20 réalisée par exemple en oxyde de si- licium ou en nitrure de silicium ou même sous forme d'un matériau bicouche. Cette couche de matériau encapsulant, présente notamment une épaisseur allant de 1 à 2 pm et par exemple de 1,6 pm. Elle peut être obte- nue par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression et basse température (LTO), par exemple à 430 C par pyrolyse de SiH4+02, lorsque ladite couche est en oxyde de silicium, ou par pulvérisation cathodi- que lorsque cette couche est en nitrure de silicium. L'étape suivante du procédé consiste à sou- mettre la structure obtenue, représentée sur les figu- res 4 et 6, à un traitement thermique permettant de recristalliser le film de silicium 16 sous forme mono- cristalline. Les germes de recristallisation du silicium peuvent être obtenus par épitaxie latérale du substrat 2, lors de ce traitement thermique. En fait, ces zones de germination à partir du substrat 2 peuvent être ob- tenues de toutes les façons actuellement connues par l'homme du métier, car peu importe leur qualité, seule leur orientation, par exemple (100), est importante. Le traitement thermique comprend tout d'abord une étape de préchauffage consistant à placer l'ensemble de la structure dans un four et à porter celle-ci à une température inférieure à la température de fusion du silicium qui est voisine de 1410 C. Par exemple la structure peut être portée à une température allant de 800 à 1200 C et notamment à 1100 C. Après l'étape de préchauffage, on fond loca- lement le film de silicium 16 dans la. zone des ouvertu- res de germination et on déplace la zone fondue ainsi obtenue selon une direction X (figures 3 et 5) parallè- le aux bandes isolantes 8, suivant une vitesse relati- vement lente et notamment inférieure à 0,5 mm/s. De préférence, la vitesse de balayage de la zone fondue varie de 0,1 à 0,2 mm/s. 258067? La zone fondue de silicium présente la forme d'un trait de par exemple 2 à 5 mm de large et dont la longueur est au moins égale à celle d'une plaquette de silicium de type industriel (100 mm de diamètre). Ce trait ou ligne de zone fondue peut par exemple être réalisé en soumettant la surface de la structure à une raie d'énergie notamment de 2 à 5 mm de large orientée selon la direction Y, perpendiculaire aux bandes iso- lantes 8. Cette raie d'énergie se déplace parallèlement auxdites bandes selon La direction X. Cette raie d'énergie peut avantageusement être réalisée à l'aide d'un barreau de graphite chauffé ou d'une lampe linéaire focalisée à la surface de la structure. Un dispositif de chauffage utilisable dans l'invention est notamment celui décrit dans la demande de brevet français n 2 532 783. L'étape suivante du procédé consiste à élimi- ner la couche de matériau encapsulant 20 par attaque chimique dans un bain d'acide fluorhydrique lorsque cette couche est réalisée en oxyde de silicium. La structure finale est celle représentée sur la figure 8. Le procédé décrit précédemment permet d'ob- tenir de larges bandes (parties en creux 10) de sili- cium constituées chacune d'un monocristal exempt de défaut, par exemple de 36 pm de large et de 100 mm de long, présentant une orientation (100), sur lesquelles peuvent être réalisées les zones actives des circuits intégrés notamment MOS ou bipolaires; les défauts ré- siduels tels que les joints et sous-joints de grains ou autres dislocations, qui ne peuvent être supprimés lors de la recristallisation du film de silicium, sont ex- clusivement situés entre ces bandes monocristallines, c'est-à-dire au niveau des marches 8, typiquement de 4 pm de large et 100 mm de long. Les bandes de silicium monocristallin peuvent être considérées indépendantes les unes des autres. 19 - Les différentes étapes du procédé selon L'in- vention présentent l'avantage.d'être simples, facile- ment reproductibles et d'être bien maîtrisées par l'homme du métier. En cas de nécessité, les zones de silicium ayant servi de germes à la croissance monocristalline du film de silicium 16, c'est-à-dire les zones du film surmontant les ouvertures pratiquées dans la couche isolante 4 peuvent être isolées du reste de la structu- re, par exemple en effectuant une oxydation thermique Localisée de ces zones. La description donnée précédemment n'a bien entendu été donnée qu'à titre explicatif, toutes modi- fications, sans pour autant sortir du cadre de l'inven- tion, pouvant être envisagées., En particulier, l'épaisseur des différentes couches, la nature de celles-ci ainsi que Leurs procé- dés de dépôt et leurs procédés de gravure peuvent être modifiés. De même, les dimensions des bandes isolantes 8 et 10 et des ouvertures de germination peuvent être modifiées. En outre, leur disposition ne forme pas né- cessairement une structure périodique. Par ailleurs, certaines étapes du procédé peuvent être, dans certains cas, supprimées. Dans Le cas d'un film de-silicium épais (environ I pm), les différentes techniques de dépôt de silicium connues par L'homme du métier permettent d'obtenir un film compor- tant une surface suffisamment plane, sans pour cela utiliser l'étape dite de "planarisation". De plus, pour une hauteur H de marche 8 fai- ble, de 0,2 pm par exemple, l'étape de "planarisation" même pour un film de silicium de 0,5 pm d'épaisseur, ne sera pas nécessaire. En outre, le traitement thermique permettant la cristallisation du film de silicium peut être réali- sé avec un autre procédé que cetui décrit. En particu- Lier, La raie d'énergie peut être réalisée à L'aide d'un faisceau Laser ou d'électrons focaLisé à La surfa- ce de La structure baLayant rapidement Ladite surface selon la direction Y, perpendiculairement aux bandes isolantes. '0677 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un film de sili- cium monocristaLlin sur un support isolant comprenant les étapes successives suivantes: a) recouvrement d'un substrat en silicium monocristal- lin (2) d'orientation donnée d'une couche d'un maté- riau isolant (4), b) réalisation par une première gravure de la couche isolante (4), d'une configuration comportant sous forme de bandes isolantes parallèles d'orientation proche d'une orientation (100) du substrat, une al- ternance de parties en surplomb (8) et de parties en creux (10), la largeur des parties en surplomb étant plus faible que celle des parties en creux, c) réalisation d'une seconde gravure de la couche iso- lante (4) afin de former localement aux extrémités de ladite couche au moins une ouverture (13, 14, 15), cette seconde gravure étant réalisée jusqu'à mise à nu du substrat, d)dépôt sur la couche isolante (4) gravée d'un film de silicium (16), e) recouvrement du film de silicium d'une couche (20) d'un matériau encapsulant, f) réalisation d'un traitement thermique de la structu- re obtenue afin de recristalliser le film de silicium (16) sous forme monocristalline de même orientation que les bandes isolantes (8, 10), et g) élimination de la couche de matériau encapsulant (20). 2. Procédé de fabrication selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le substrat (2) a une orientation cristalline (100). 3. Procédé de fabrication selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape f consiste à fondre localement le film de silicium (16) et à dépla- cer la zone fondue parallèlement aux bandes isolantes (8, 10), la zone fondue ayant la forme d'un trait per- pendiculaire auxdites bandes (8, 10). 4. Procédé de fabrication selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que l'on déplace la zone fondue à une vitesse inférieure à 0,5 mm/s. 5. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on déplace la zone fondue à une vitesse allant de 0,1 à 0,2 mm/s. 6. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réalise le traitement thermique en soumettant la structure à l'action d'une raie d'énergie perpendicu- laire aux bandes isolantes (8, 10) et se déplaçant pa- rallèlement auxdites bandes (8, 10). 7. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ouvertures (13, 14, 15) sont situées dans les par- ties en creux (10). 8. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la configuration est une configuration périodique. 9. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications I à 8, caractérisé en ce que la première et/ou la seconde gravures de la couche iso- lante (4) sont des gravures ioniques réactives. 10. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 9, caractérisé ence que la couche isolante (4) et/ou la couche de matériau en- capculant (20) sont réalisées en oxyde de silicium. 11. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'étape d consiste à déposer un film (16) de silicium amorphe ou polycristallin. 12. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, avant l'étape f, on dépose une couche d'un autre matériau isolant (18) sur le film de silicium (16) ef- façant te relief du film de silicium et on grave simul- tanément ladite couche de matériau isolant (18) et le film de silicium (16) à des vitesses d'attaque identi- ques pour l'isolant et le silicium, jusqu'à élimination totale de ladite couche de matériau isolant (18) et des parties en relief du film de silicium (16), afin d'aplanir la surface dudit film.