Brevet FR2869720A1 — publié le 20051104

La présente invention concerne une plaque SOI ainsi qu'un procédé de sa préparation par transfert d'une couche de silicium depuis une tranche donatrice sur une tranche de substrat. En règle générale, on prépare les plaques SOI ("silicon on insulator") par transfert d'une couche de silicium depuis une tranche dite donatrice (en anglais "donor wafer") sur une tranche de substrat (en anglais "handle wafer" ou "base wafer"). Des procédés pour la préparation de plaques SOI par transfert d'une couche de silicium sont connus sous les noms, par exemple, Smart Cut (EP533551A1) ou Genesis Process . Un autre procédé est décrit par le fascicule de brevet WO03/003430A2. Les plaques SOI sont constituées par une tranche de substrat et une couche de silicium supérieure (en anglais "top layer" ou "device layer") soudée à celle-ci, qui représente la couche dite active, qui est prévue pour la préparation de composants électroniques. Soit la tranche de substrat complète est constituée par une matière isolante électrique, telle que le verre ou le saphir, soit la couche de silicium supérieure est reliée à la tranche de substrat au moyen d'une couche intermédiaire isolante électrique, par exemple en oxyde de silicium (dans ce cas, la couche intermédiaire est nommée couche d'oxyde enterrée, "buried oxide layer", BOX). Dans le dernier cas, la tranche de substrat ne doit pas être un isolant, il peut s'agir, par exemple, d'une tranche de semi-conducteur, de préférence d'une tranche de silicium. La couche de silicium supérieure doit satisfaire à des exigences très élevées. Par exemple, la couche supérieure ne doit pas présenter des défauts dits HF. Dans ce contexte, il s'agit de "trous" dans la couche supérieure qui peuvent se former, entre autres, du fait que la couche 15 20 25 30 transférée de la tranche donatrice comprend des COPs ("crystal originated particles" ; agglomérats de lacunes), qui dépassent une taille critique. A l'aide d'un traitement de la couche supérieure par une solution aqueuse d'acide fluorhydrique (HF), celui-ci peut avancer progressivement à travers les trous vers la couche d'oxyde de silicium et dissoudre celle-ci localement. La présence de défauts HF est nuisible à la fonction des composants que l'on prépare sur la couche supérieure (A. J. Auberton-Hervé, T. Barge, F. Metral, M. Bruel, B. Aspar, H. Moriceau, The Electrochem. Soc. PV98-1 (1998) 1341). En général, les types de défauts suivants apparaissent dans les tranches de silicium, que l'on doit attribuer à la présence de défauts ponctuels, c'est-à-dire de lacunes ou d'atomes de silicium interstitiels: Les agglomérats de lacunes sont nommés, selon le mode de préparation ou de détection, "Flow Pattern Defects" (FPDs), "Gate Oxide Integrity (GOI) Defects" ou "Crystal Originated Particles" (COPS) (D. Graf, M. Suhren, U. Lambert, R. Schmolke, A. Ehlert, W. v.Ammon, P. Wagner, J. Electrochem. Soc. 145 (1998) 275). Dans la région riche en lacunes, dans laquelle les lacunes ne s'agglomèrent pas, il se forme de plus des défauts superposés induits par oxydation ("Oxidation Induced Stacking Faults", OSF), étant donné que les lacunes non agglomérées favorisent l'oxydation (G. Kissinger, J. Vanhellemont, U. Lambert, D. Graf, E. Dornberger, H. Richter: J. Electrochem. Soc. 145 (1998) L75). La formation des germes OSF ainsi que la taille des OSF augmentent avec la teneur en oxygène de la tranche de silicium. Par conséquent, pour l'utilisation de tranches de silicium parfaites, riches en lacunes, il est de plus nécessaire que la teneur en oxygène soit faible afin d'éviter ces défauts nuisibles pour les plaques SOI. Pour atteindre cela, il est nécessaire d'employer un procédé de tirage coûteux en utilisant, par exemple, un champ magnétique. On entend par tranches de silicium parfaites des tranches, qui sont constituées sur la totalité de la surface d'une région soi-disant neutre, qui présente des défauts ponctuels (lacunes et/ou atomes de silicium interstitiels), mais dans laquelle ne se produit pas l'agglomération de ces défauts ponctuels. Les agglomérats de lacunes et les défauts OSF conduisent à des trous dans la couche de silicium supérieure d'une plaque SOI ou à une diminution de l'épaisseur de couche efficace et, pour cette raison, à une défaillance des composants à cet endroit. Les agglomérats d'atomes de silicium interstitiels conduisent dans les cristaux de silicium à des bandes de glissement avec des étendues de plusieurs micromètres (R. Schmolke, W. Angelberger, W. von Ammon, H. Bender, Solid State Phenomena Vols. 82-84 (2002) 231), ce qui influence négativement également la fonction des composants préparés à cet endroit. Afin de minimiser les problèmes provenant des différents défauts cités au cours de la préparation de composants électroniques sur la couche de silicium supérieure d'une plaque SOI, on utilise en règle générale comme tranches donatrices des tranches de silicium revêtues par épitaxie (R. Schmolke, D. Graf, The Electrochem. Soc. PV99-1 (1999) 386) ou des tranches de silicium soi-disant parfaites (en anglais "perfect silicon wafer", voir US6342725B2). On sait notamment des tranches revêtues par épitaxie qu'elles présentent d'excellentes propriétés de matière avec de faibles densités de défauts. Par conséquent, les tranches revêtues par épitaxie sont utilisées pour des applications particulièrement exigeantes de composants électroniques (S. S. Kim, W. Wijaranakula, J. Electrochem. Soc. 141, (1994) 1872). L'utilisation de tranches de silicium revêtues par épitaxie en tant que tranches donatrices comporte les inconvénients suivants: après avoir transféré la couche de silicium sur la tranche de substrat, la tranche donatrice est en règle générale réutilisée plusieurs fois afin de permettre une préparation des plaques SOI aussi peu coûteuse que possible. Si l'on utilise une tranche de silicium revêtue par épitaxie en tant que tranche donatrice, soit une couche épitaxiale très épaisse doit être déposée avant la première utilisation, soit une nouvelle couche doit être déposée par épitaxie après chaque utilisation comme tranche donatrice. Les deux possibilités sont liées à des dépenses élevées et, par conséquent, ne sont pas économiques. Par ailleurs, les tranches de silicium revêtues par épitaxie montrent des défauts structurels tels que des "Hillocks", "Spikes" et "Epi-Stacking Faults" (F. Passek, R. Schmolke, U. Lambert, G. Puppe, P. Wagner, The Electrochem. Soc. PV97-22 (1997) 40), qui provoquent des problèmes lors de la soudure (en anglais "bonding") de la tranche donatrice à la tranche de substrat. Les fascicules de brevets EP1170405A1 et US6342725B2 décrivent l'utilisation de tranches donatrices provenant de monocristaux préparés par le procédé de tirage au creuset selon Czochralski (ci-après désigné en tant que procédé CZ). Les paramètres du procédé CZ sont choisis de façon telle que le monocristal résultant présente une région soi-disant neutre dans laquelle sont, en effet, présents des défauts ponctuels (lacunes ou atomes de silicium interstitiels), mais dans laquelle ces défauts ponctuels ne s'agglomèrent pas. Malgré cela, même les tranches de silicium parfaites présentent potentiellement de petits agglomérats de lacunes. Afin de préparer un monocristal de silicium parfait, qui ne présente pas de défauts ponctuels agglomérés, il est nécessaire que, au cours du procédé CZ, la condition suivante soit respectée v/G = (V/G) crit (1) v est la vitesse de tirage et G le gradient de température axial sur le front de cristallisation. (v/G) ,,t = 1,3 x 10-3 cm2/(Kxmin) est une valeur dérivée par des calculs de simulation (T. Mori, T. Sinno, R. Brown, The Electrochem. Soc. PV99-1 (1999) 425) et empiriquement confirmée de ce quotient, dont le respect ne génère pas de défauts ponctuels agglomérés, de sorte qu'on puisse préparer une matière soi-disant "parfaite". Ainsi, on ne dispose que d'une fenêtre de procédé extrêmement étroite dans le tirage de cristaux. Cette fenêtre de procédé étroite conduit à de faibles rendements dans le procédé CZ et requiert en outre des procédés d'essai très coûteux afin de vérifier que la qualité du cristal soit conforme aux exigences requises. De plus, on observe dans ce contexte une forte tendance à l'inhomogénéité d'au moins du comportement radial des défauts. Cela signifie que dans une tranche de silicium peuvent exister à la fois des régions riches en lacunes (avec des défauts potentiels OSF) et des régions renfermant des atomes de silicium interstitiels. Une autre approche de maintenir la taille des défauts aussi petite que possible dans les tranches donatrices et de réduire la densité des défauts consiste à utiliser des cristaux riches en lacunes avec de l'azote en tant que co-dopage (D. Gràf, M. Suhren, U. Lambert, R. Schmolke, A. Ehlert, W. v.Ammon, P. Wagner, The Electrochem. Soc. Proc. Vol. 96-13 (1996) 117). Le co-dopage par l'azote inhibe l'augmentation de la taille des agglomérats de lacunes présents dans les cristaux riches en lacunes (en anglais "Voids"), ce qui permet de réduire l'influence néfaste sur les structures SOI (EP969505A2). Néanmoins, même les agglomérats de lacunes de petite taille exercent un effet négatif sur les structures SOI, en particulier lorsque l'épaisseur de la couche de silicium supérieure se trouve dans le domaine de 100 nm et moins. Cela est avant tout le cas pour les plaques SOI, qui sont prévues pour la préparation de structures SOI dites partiellement appauvries ("Partially Depleted") et en particulier complètement appauvries ("Fully Depleted"). Il existe donc le problème de fourniture d'une tranche donatrice appropriée, que l'on peut préparer avec un rendement élevé et qui garantit aussi une faible fréquence de défauts dans la préparation de composants sur la plaque SOI qui en résulte. Le problème est résolu à l'aide d'une plaque SOI comprenant une tranche de substrat et une couche de silicium monocristallin d'une épaisseur inférieure à 500 nm, un excès en atomes de silicium interstitiels étant prédominant dans le volume total de la couche de silicium. Conformément à l'invention, on n'utilise pas en tant que couche donatrice, contrairement à l'enseignement de l'état de la technique, une tranche de silicium parfaite (comme décrit ci-dessus), mais une tranche de silicium qui est caractérisée par un excès en atomes de silicium interstitiels. De préférence, la tranche donatrice présente - et donc aussi la couche de silicium supérieure préparée à partir de celle-ci de la plaque SOI - dans au moins un domaine partiel un excès en atomes de silicium interstitiels agglomérés. La tranche donatrice peut présenter une orientation de cristal quelconque, qui résulte des exigences d'application des composants, par exemple , , ou . On sait qu'il se forme dans les tranches de silicium, où le défaut prédominant sont les atomes de silicium interstitiels, de grosses bandes de glissement qui rendent les tranches inutilisables pour la préparation de composants électroniques (R. Winkler, M. Sano; J. Electrochem. Soc. 141 (1994) 1398). De même, le brevet des États-Unis d'Amérique US6342725B2 décrit que les défauts ponctuels agglomérés des deux types (lacunes et atomes de silicium interstitiels) exercent une influence négative sur les performances des composants. Etant donné qu'il était prévisible que ces défauts agissent négativement également dans la couche de silicium supérieure d'une plaque SOI, il n'était pas concevable qu'on puisse utiliser de telles tranches donatrices pour la préparation de plaques SOI. On a toujours utilisé selon l'état de la technique comme décrit ci-dessus en tant que tranche donatrice, plutôt des tranches de silicium revêtues par épitaxie, des tranches de silicium avec une région neutre ou des tranches de silicium parfaites. Les recherches ayant abouti à la présente invention ont montré que les atomes de silicium interstitiels agglomérés n'agissent négativement que dans le silicium de gros volume, où les tensions formées dans le réseau de silicium par agglomération sont compensées par la formation de bandes de glissement d'un volume important. Cela ne se produit pas dans le cas d'une épaisseur de couche inférieure à 500 nm comme dans la présente invention: la croissance des bandes de glissement est limitée à une taille inférieure à 500 nm par un isolant qui se trouve directement sous la surface (tranche de substrat isolant électrique ou couche isolant électrique, BOX). L'objet de l'invention est aussi un procédé pour la préparation d'une plaque SOI conforme à l'invention comprenant les étapes suivantes: préparation d'un monocristal de silicium par tirage au creuset selon Czochralski, la condition v/G Afin de préparer un monocristal de silicium, qui présente dans la totalité du volume des atomes de silicium interstitiels en tant que type de défaut prédominant (et dans lequel prédomine, de préférence dans un domaine partiel, un excès en atomes de silicium interstitiels agglomérés), il est nécessaire de respecter au cours du procédé CZ la condition v/G Ensuite on découpe le monocristal en tranches de façon et selon un mode classiques, par exemple à l'aide d'une scie diamantée ou d'une machine à scier à fil. En règle générale, on soumet les tranches à plusieurs étapes de polissage mécanique et/ou chimique, qui sont choisies, par exemple, dans le groupe comprenant le rodage, le chanfrainage, le décapage et le polissage, et sont mises en uvre de façon et de manière appropriées l'une après l'autre. La tranche donatrice finie est alors soudée à une tranche de substrat de façon telle qu'il se forme une liaison solide entre la tranche donatrice et la tranche de substrat. Dans la dernière étape du procédé conforme à l'invention, l'épaisseur de la tranche donatrice est réduite au moyen d'un procédé classique de façon telle qu'il en résulte une couche de silicium d'une épaisseur inférieure à 500 nm, qui est solidement reliée à la tranche de substrat. On peut réduire l'épaisseur, par exemple à l'aide d'un procédé connu de réduction de l'épaisseur, par exemple par rectification, par décapage, par polissage ou une combinaison de ces procédés. Mais de préférence, on réalise une couche de séparation dans la tranche donatrice avant qu'elle ne soit soudée avec la tranche de substrat. La réduction de l'épaisseur de la tranche donatrice après la soudure à la tranche de substrat est dans ce cas effectuée de préférence par un clivage le long de la couche de séparation. On produit la couche de séparation de préférence par implantation d'ions, par exemple d'ions hydrogène ou d'ions hélium. De plus, il existe aussi la possibilité de produire une couche getter, par exemple par implantation d'ions argon ou silicium, et ensuite d'introduire l'hydrogène par diffusion dans la couche getter et de définir de cette façon une couche de séparation. On peut effectuer le clivage le long de la couche de séparation par un traitement thermique ou par action de forces mécaniques ou par combinaison de celles-ci. Le procédé préféré pour la production de la couche de séparation et pour le clivage le long de cette couche de séparation est décrit par le fascicule de brevet EP533551A1. Les tranches donatrices, qui présentent des atomes de silicium interstitiels en tant que type de défaut prédominant, possèdent différents avantages par rapport aux tranches donatrices selon l'état de la technique, c'est-à-dire par rapport aux tranches de silicium parfaites ou revêtues par épitaxie: On peut préparer les tranches donatrices conformes à l'invention de manière essentiellement moins coûteuses que les tranches de silicium revêtues par épitaxie, car l'étape de procédé du revêtement épitaxial est abandonnée. Par ailleurs, les tranches donatrices conformes à l'invention ne présentent pas les défauts structurels typiques des tranches de silicium revêtues par épitaxie, qui conduisent à des problèmes lors de la soudure à la tranche de substrat. Un autre avantage réside dans le fait que la tranche donatrice conforme à l'invention peut être réutilisée beaucoup plus facilement. La tranche donatrice doit être soumise, après le transfert de la couche de silicium sur la tranche de substrat, à un processus de retraitement spécial (en anglais "re- work"), avant qu'elle puisse être réutilisée comme tranche donatrice. Ce procédé comprend aussi un traitement lissant éliminant de la matière de la surface, par exemple un polissage. Si l'on utilise une tranche de silicium revêtue par épitaxie en tant que tranche donatrice, on élimine de manière typique les restes de la couche épitaxiale. Ainsi, pour réutiliser la couche donatrice, est-il nécessaire de refaire un revêtement épitaxial coûteux. Cela n'existe pas dans l'utilisation des tranches donatrices conformes à l'invention. Contrairement aux tranches de silicium parfaites ou aux tranches de silicium avec une région neutre, les tranches donatrices conformes à l'invention sont caractérisées dans le cadre des seuils de détection (d'environ lxlOcm3 voir Figure 5) par l'absence totale d'agglomérats de lacunes nuisibles et de défauts OSF. Les recherches pour déterminer les COPs sont effectuées à l'aide de traitements SC1, qui permettent la mise en évidence - selon la durée de traitement - même des défauts très petits (D. Grf, M. Suhren, U. Lambert, R. Schmolke, A. Ehlert, W. von Ammon, P. Wagner; J. Electrochem. Soc. 145 (1998) 275). Pour ce faire, on peut mettre en évidence à l'aide du traitement SC1 non seulement les agglomérats de lacunes, mais également les défauts provoqués par des oxydes qui apparaissent, contrairement aux COPs (cavités), comme élévations après SC1 (M. Hourai, H. Nishikawa, T. Tanaka, S. Umeno, E. Asayama, T. Nomachi, G. Kelly; The Electrochem. Soc. PV98-1 (1998) 453). Les défauts OSF n'apparaissent que dans les régions riches en lacunes mais non dans les régions, dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels (D. Zemke, P. Gerlach, W. Zulehner, K. Jacobs, Journal of Crystal Growth; Volume 139, Issues 1-2 (1994), 37). Les tranches de silicium, dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels, présentent aussi l'avantage d'une tendance réduite aux précipitations d'oxygène pour une teneur en oxygène préalablement fixée (Fig. 1-3). Par ce moyen, la formation de précipités d'oxygène est inhibée dans la tranche donatrice, qui peuvent apparaître, par exemple, au cours d'un traitement thermique mis en uvre après la soudure de la tranche donatrice à la tranche de substrat pour renforcer les forces de soudure par fusion ("bond anneal"). Par ailleurs, l'utilisation des tranches donatrices conformes à l'invention conduit à des précipitations d'oxygène et à une densité BMD radialement plus homogène que dans une tranche de silicium parfaite, qui présente à la fois des domaines dans lesquelles prédominent les lacunes et des domaines dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels. Les précipités d'oxygène peuvent conduire, notamment lors d'une réutilisation à plusieurs reprises de la tranche donatrice qui est en somme liée à une abrasion considérable de matière, à des défauts proches de la surface. Ils peuvent affecter dans la couche de silicium supérieure de la plaque SOI la fonction des composants, qui sont préparés sur celle-ci. Par utilisation de tranches donatrices dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels, la formation de BMDs est efficacement réprimée, même pour des teneurs en oxygène plus élevées. Il en résulte un avantage supplémentaire dans la préparation de telles tranches car, par exemple, on peut renoncer à des dispositifs coûteux à champ magnétique dans le tirage des cristaux. Ainsi peut-on utiliser, par exemple, des tranches donatrices qui sont constituées par des monocristaux ayant une teneur en oxygène de 3x1017/cm3 à 7x1017/cm3, de préférence de 5x1017/cm3 à 7x1017/cm3 et de manière particulièrement préférée de 5x1017/cm3 à 6x1017/cm3. La mesure de la teneur en oxygène est réalisée conformément à la norme ASTM F121-83. Le silicium, dans lequel prédominent les atomes de silicium interstitiels, présente une plus faible vitesse de croissance de l'oxyde au cours de l'oxydation que le silicium riche en lacunes. Par conséquent, les tranches de silicium parfaites, qui présentent des domaines radiaux des deux types, s'oxydent de manière inhomogène, la couche d'oxyde croît plus rapidement dans les domaines riches en lacunes et, par conséquent, atteint une épaisseur plus importante que dans les domaines où prédominent les atomes de silicium interstitiels. Etant, donné que les tranches donatrices conformes à l'invention présentent dans la totalité de leur volume des atomes de silicium interstitiels, ces tranches s'oxydent de manière nettement plus homogène que les tranches de silicium parfaites. On obtient de cette façon au cours de l'oxydation une couche d'oxyde homogène sur la totalité de la surface de la tranche de silicium. Cette propriété agit particulièrement positivement dans le cas où la surface de la tranche donatrice est oxydée et la tranche donatrice est ensuite soudée à une tranche de substrat, par exemple constituée par du silicium. La couche d'oxyde de silicium (BOX) représente dans ce cas l'isolant. Il est souhaitable de disposer d'une couche d'oxyde de silicium d'une épaisseur de couche aussi homogène que possible. L'invention permet de préparer une telle plaque SOI, dans laquelle se trouve, entre la couche de silicium et la tranche de substrat, une couche d'oxyde de silicium qui présente une homogénéité d'épaisseur de couche inférieure à 1 % pour une épaisseur dans le domaine de 3 nm à 30 nm ou une homogénéité d'épaisseur de couche inférieure à 2 % pour une épaisseur dans le domaine de 1 nm à moins de 3 nm. L'homogénéité de l'épaisseur de couche signifie la différence entre l'épaisseur de couche maximale et minimale par tranche, par rapport à l'épaisseur de couche moyenne. De préférence, l'oxydation a lieu dans un domaine de températures de 700 à 900 C pendant 5 à 60 minutes sous une atmosphère d'oxygène pur ou d'un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau. L'épaisseur visée est alors choisie de façon telle que les paramètres essentiels - la température, la durée et la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère d'oxygène - soient contrôlés. Au total, les densités de défauts (= densité des défauts qui sont à attribuer aux atomes de silicium interstitiels agglomérés) mesurées dans les 2869720 14 tranches donatrices conformes à l'invention sont inférieures à 104/cm3 et de ce fait inférieures d'un ordre de grandeur aux densités typiques de défauts lacunes ou aussi aux densités typiques de dislocations dans les plaques SOI, qui ont été préparées à l'aide du procédé dit SIMOX. On trouve dans la littérature des indications sur les densités de défauts d'agrégats d'atomes de silicium interstitiels correspondantes aux valeurs de 1X103/cm3 à 8x103/cm3 (R. Winkler, M. Sano; J. Electrochem. Soc. 141 (1994) 1398) ou 3,6x103cm3 (R. Schmolke, W. Angelberger, W. von Ammon, H. Bender, Gadest (2001)) . Des densités de défauts inférieures à 104/cm3 correspondent, pour une couche supérieure de silicium d'une épaisseur de 100 nm, à une densité de défauts relative à la surface inférieure à 0, 1/cm2. La densité de défauts des tranches donatrices conformes à l'invention est comparable à la densité de défauts d'une couche épitaxiale ou d'une tranche de silicium issue d'un monocristal de silicium préparé par le procédé "Floating-Zone" (procédé FZ) (D. Gràf, M. Suhren, U. Lambert, R. Schmolke, A. Ehlert, W. v.Ammon, P. Wagner; J. Electrochem. Soc. 145 (1998) 275; R. Schmolke, D. Graf, The Electrochem. Soc. PV99-1 (1999) 386). On sait, notamment en ce qui concerne les tranches de silicium revêtues par épitaxie, que leurs densités de défauts ne sont pas nuisibles à la préparation et l'utilisation de composants électroniques les plus intégrés. Par ailleurs, on peut préparer les tranches de silicium conformes à l'invention avec des rendements essentiellement plus élevés, et par conséquent de manière plus économique, que les tranches de silicium parfaites. La préparation d'un monocristal de silicium parfait requiert le respect précis de l'équation (1), ce qui cependant n'est pas possible sur toute la longueur du cristal et/ou sur la totalité de la coupe transversale. Par conséquent, on ne peut préparer des tranches de silicium parfaites qu'avec un rendement relativement faible. En revanche, pour la préparation des tranches donatrices conformes à l'invention, il n'est nécessaire de satisfaire qu'à l'inéquation (2). Cela permet d'obtenir une fenêtre de procédé nettement plus grande et de ce fait un procédé CZ stable qui conduit à un rendement élevé en produit souhaité. On peut utiliser les tranches donatrices conformes à l'invention, qui présentent des atomes de silicium interstitiels dans la totalité du volume, dans le cadre de tous les procédés pour la préparation de plaques SOI, dans lesquelles une couche de silicium est transférée de la tranche donatrice sur la tranche de substrat. Brève description des figures: La Figure 1 montre des coupes longitudinales de monocristaux de silicium d'un diamètre de 200 mm avec un domaine dans lequel prédominent les lacunes et un domaine dans lequel prédominent les atomes de silicium interstitiels. La Figure 2 montre une coupe transversale d'une tranche de silicium d'un diamètre de 200 mm avec un domaine dans lequel prédominent les lacunes et un domaine dans lequel prédominent les atomes de silicium interstitiel, selon un test BMD. La Figure 3 représente la relation entre la teneur initiale en oxygène 0 et la teneur en oxygène précipité dO d'après un test BMD pour les tranches de silicium riches en lacunes 1 et les tranches de silicium 3, dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels. La Figure 4 montre le nombre de centres de dispersion de lumière d'une taille supérieure à 90 nm sur une tranche de silicium, où prédominent les atomes de silicium interstitiels dans la totalité du volume, en tant que fonction de la durée de traitement par une solution SC1. La Figure 5 montre les densités de défauts DD des tranches de silicium dans lesquelles prédominent les atomes de silicium interstitiels agglomérés dans la totalité du volume, par rapport à une tranche de silicium revêtue par épitaxie. La Figure 6 montre le nombre ND de défauts par plaque SOI en tant que fonction de l'épaisseur d de 10 la couche supérieure de silicium. La Figure 7 montre le résultat d'un test Gateoxide réalisé sur une tranche de silicium revêtue par épitaxie et sur une tranche de silicium dans laquelle prédominent les atomes de silicium interstitiels. La Figure 8 montre l'évaluation statistique des épaisseurs de couche d'oxyde sur les tranches de silicium riches en lacunes et les tranches de silicium qui présentent des atomes de silicium interstitiels agglomérés. ExEMI'LE s: Exemple 1 On prépare des monocristaux de silicium d'un diamètre de 200 mm avec une variation ciblée de v/G, afin d'effectuer un réglage axial ciblé des transitions d'un domaine 1 complètement riche en lacunes (Figure 1) en une tranche annulaire 2 avec des domaines radialement séparés avec un excès en lacunes ou en atomes de silicium interstitiels, ainsi qu'en un domaine 3, dans lequel n'existent que les atomes de silicium interstitiels. On choisit dans le domaine, où prédominent les atomes de silicium interstitiels, une vitesse de tirage inférieure à 0,4 mm/min. Pour cette vitesse de tirage, pour le procédé de tirage de cristal choisi et pour le gradient de température qui règne sur le front de cristallisation, la condition v/G Des coupes longitudinales de ces cristaux sont soumises à un traitement thermique en deux étapes qui permet de préparer de manière précise des BMD (3 heures à 780 C et ensuite 16 heures à 1000 C; "Toshiba BMD-Test"). Pour la préparation des BMD, on soumet ensuite les coupes longitudinales à un polissage brillant qui élimine 200 pin de matière, et ensuite pendant 8 minutes à un traitement Secco. Dans la Figure 1, on reconnaît nettement en contraste la précipitation plus élevée des domaines riches en lacunes, l'inhomogénéité radiale de la précipitation dans les domaines annulaires et le faible nombre homogène des BMD dans le domaine, où prédominent les atomes de silicium interstitiels. La densité de défauts du domaine dans lequel prédominent les atomes de silicium interstitiels se trouve dans le domaine après la gravure Secco d'environ 3x103/cm3 à 4x103/cm3. Sur les tranches obtenues de différentes positions d'un de ces cristaux, on détermine les concentrations en oxygène (Oi, oxygène interstitiel) et les densités moyennes de BMD selon le test BMD de Toshiba (3 h/780 C + 16 h/1000 C) (Tab. 1). Position de la Oi/lx1017/cm3 Densité de Domaine barrette/cm BMD/ 1x108/cm3 défectueux 8 5, 67 1, 52 2 5,79 1,10 3 62 5, 53 1, 01 3 Tableau 1 La tranche de silicium, que l'on a obtenue à la position 8 cm de la barrette est une tranche dite annulaire à partir du domaine repéré par le repère 2 à la Figure 1. Les tranches de silicium des positions 35 et 62 cm sont caractérisées par des atomes de silicium interstitiels (Figure 1, domaine 3). Les tranches du domaine 3 montrent une densité moyenne de BMD nettement plus faible que la tranche du domaine 2, bien que toutes les tranches présentent une teneur analogue en oxygène Oi. Pour la comparaison des densités moyennes de BMD, il est nécessaire de prendre en compte que la position de l'anneau OSF pour la tranche annulaire examinée se trouve à environ le rayon/2, de sorte que le rapport des superficies du domaine externe avec une précipitation plus faible, dans lequel prédominent les atomes de silicium interstitiels, au domaine interne riche en lacunes, avec une précipitation plus forte, est d'environ 3:1. Exemple 2 On casse une tranche de silicium du domaine annulaire 2 (voir Figure 1) selon le test BMD (3 heures/780 C + 16 heures/1000 C) et on la traite par une décapage Secco afin d'entamer le décapage des BMD. La Figure 2 montre sur la transition du domaine 1 riche en lacunes en domaine 3, où prédominent les atomes de silicium interstitiels, une nette modification de la précipitation: la densité de BMD est nettement plus faible dans le domaine 3 que dans le domaine 1. Exemple 3 On traite les tranches de silicium à partir des domaines 1 ou 3 (voir Figure 1) présentant des teneurs différentes en oxygène 0 par le test BMD (3 h/780 C + 16 h/1000 C) et on examine la précipitation. La Figure 3 montre le résultat de cette étude. En tant que mesure de précipitation, on utilise le changement de dO de la teneur en oxygène interstitiel. Plus la diminution de dO de la teneur en oxygène interstitiel est élevée, plus la précipitation et la densité de BMD des tranches de silicium concernées sont élevées. Pour une concentration en oxygène interstitiel nettement plus élevée, on atteint dans les tranches 3 riches en interstitiels une précipitation comparable à celle des tranches 1 riches en lacunes ayant une teneur en oxygène nettement plus faible. La courbe S tracée décrit le changement de dO des tranches de silicium dans le domaine 1 et est décrite plus en détail par W. v.Ammon, A. Ehlert, W. Hensel, The Electrochem. Soc. Proc. Vol. 93-15 (1993) 36. Exemple 4 On traite des tranches de silicium d'un diamètre de 200 mm, riches en interstitiels, pendant des durées différentes à 85 C par une solution SC1 (NH4OH: H202: H2O = 1:1:5). Ensuite on examine les tranches à l'aide d'un appareil d'inspection de surface (SP1-TBI; canal DWO; LLS > 90 nm). En tant que résultat, on observe à la Figure 4 le nombre N des défauts par tranche de silicium en tant que fonction de l'élimination du silicium. Le point 4 est attribué à une tranche de silicium, qui n'a pas été traitée par la solution SC1. Les points 5 et 6 montrent les densités de défauts des tranches de silicium où l'on a éliminé de la surface 360 nm ou 1000 nm de matière à l'aide de la solution SC1. Les mesures ont indiqué un faible nombre N de défauts sur la tranche de silicium, qui augmente linéairement avec l'épaisseur de la matière éliminée. La densité de défauts qui en résulte est de 7,5x103/cm3. Exemple 5 On traite des tranches de silicium d'un diamètre 300 mm, riches en interstitiels, à 85 C par la solution SC1 utilisée à l'Exemple 4, en éliminant 720 nm de matière. Les tranches sont ensuite examinées de façon analogue à l'Exemple 4 et on détermine la densité de défauts. Le résultat est représenté sur la Figure 5, point 8. La mesure indique un faible nombre de défauts avec une densité de défauts DD déterminée à partir de celui-ci de 7,8x103/cm3. Cette valeur est comparable avec les tranches riches en interstitiels de 200 mm de diamètre selon l'Exemple (point 7 sur la Figure 5) et avec les données de densité de défauts connues par la littérature (R. Schmolke, D. Gràf, The Electrochem. Soc. PV99-1 (1999) 386) des tranches de silicium revêtues par épitaxie de 200 mm de diamètre (point 9 sur la Figure 5). Exemple 6 Les densités de défauts d'environ 8x103/cm3 déterminées sur les tranches de silicium de 200 mm ou 300 mm de diamètre (voir Exemples 4 et 5) conduisent, dans l'utilisation en tant que tranches donatrices pour la préparation de tranches SOI avec une couche de silicium supérieure d'une épaisseur d de 100 nm (Figure 6), des densités de défauts de 0,08/cm2. Pour une épaisseur de couche de 20 nm, la densité de défauts est inférieure à 0,02/cm2, ce qui donne pour un diamètre de tranche de 200 mm (graphe 10) un nombre ND inférieur à 10 défauts par tranche et pour un diamètre de tranche de 300 mm (graphe 11) un nombre ND inférieur à 15 défauts par tranche. Exemple 7 On soumet une tranche de silicium riche en interstitiels 12 (Figure 7) et une tranche de silicium revêtue par épitaxie 13, chacune de 200 mm de diamètre, à un test "Gate-Oxide". Pour ce faire, on oxyde les tranches sur la surface, en produisant ainsi une couche d'oxyde épaisse de 25 nm. Les mesures ont été réalisées avec une densité de charge croissante progressivement dans le temps Jxt sur les contacts d'une taille de 8 mm2. Les deux types de tranches montrent des comportements de claquage et de défauts comparables. On peut déterminer à partir de ces comportements pour les deux types de tranches de très faibles densités de défauts, inférieures à 0,1/cm2. Sur la Figure 7 F représente le taux des condensateurs qui montrent un claquage pour la densité de charge donnée. Exemple 8 On oxyde des tranches de silicium riches en interstitiels 14 et des tranches de silicium riches en lacunes 15 (Figure 8) de 200 mm de diamètre à une épaisseur visée d'environ 50 A (= 5 nm). On a réalisé l'oxydation à 800 C pendant 9 minutes, sous une atmosphère d'oxygène pur renfermant 15 % de vapeur d'eau. L'épaisseur de la couche d'oxyde résultante a été mesurée au moyen d'un ellipsomètre commercial avec 49 points de mesure par tranche et une région périphérique de 2 mm. Dans ce contexte, la matière riche en interstitiels et la matière riche en lacunes se comportent différemment. L'évaluation statistique à l'aide du "Box-and-Whisker-Plot" montre une différence significative des épaisseurs de la couche d'oxyde obtenues pour les deux groupes de matériaux. Ainsi observe-t-on une épaisseur de couche d'oxyde radialement différente dans une matière radialement inhomogène en ce qui concerne les défauts ponctuels. REVENDICATIONS 1. Plaque SOI comprenant une tranche de substrat et une couche de silicium monocristallin d'une épaisseur inférieure à 500 nm, un excès en atomes de silicium interstitiels étant prédominant dans la totalité du volume de la couche de silicium. 2. Plaque SOI selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans au moins un domaine partiel de la couche de silicium, un excès en atomes de silicium interstitiels est prédominant. 3. Tranche SOI selon la revendication 1 ou 2, dont la couche de silicium présente une teneur en oxygène de 3x1017/cm3 à 7x1017/cm3. 4. Tranche SOI selon la revendication 15 3, dont la couche de silicium présente une teneur en oxygène de 5x1017/cm3 à 7x1017/cm3. 5. Tranche SOI selon la revendication 4, dont la couche de silicium présente une teneur en oxygène de 5x1017/cm3 à 6x1017/cm3. 6. Tranche SOI selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'une couche d'oxyde de silicium se trouve entre la couche de silicium et la tranche de substrat, qui présente une homogénéité d'épaisseur de couche inférieure à 1 % pour une épaisseur dans le domaine de 3 nm à 30 nm ou une homogénéité d'épaisseur de couche inférieure à 2 % pour une épaisseur dans le domaine 1 nm à moins de 3 nm. 7. Procédé pour la préparation d'une tranche SOI selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes: - préparation d'un monocristal de silicium par tirage au creuset selon Czochralski, la condition v/G 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on produit une couche de séparation dans la tranche donatrice avant que celle- ci soit soudée à la tranche de substrat, et en ce qu'on réduit l'épaisseur de la tranche donatrice après la soudure à la tranche de substrat par un clivage le long de la couche de séparation. 9. Procédé selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que la production de la couche de séparation comprend l'implantation d'ions. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'on obtient le clivage le long de la tranche de séparation au moyen d'un traitement thermique ou de l'action de forces mécaniques ou d'une combinaison des deux. 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la pièce séparée par clivage de la tranche donatrice, qui n'est pas soudée à la tranche de substrat, est réutilisée en tant que tranche donatrice après un lissage de la surface.