Brevet FR2910455A1 — publié le 20080627

PROCEDE DE REALISATION DE MICRO-CAVITES NON-ALIGNEES ET A DIFFERENTES PROFONDEURS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR L'invention concerne un procédé de réalisation de micro-cavités et/ou de micro-canaux non-alignés et disposés à différentes profondeurs au sein d'un matériau tel que du silicium. Dans la suite de ce document, le terme micro-cavité sera compris comme désignant une micro-cavité ou un micro-canal. Les micro-cavités, dont les dimensions peuvent par exemple être comprises entre quelques nanomètres et plusieurs centaines de micromètres, sont utilisées dans de nombreux domaines d'applications : - les laboratoires sur puces ( Lab-On-Chip en anglais) réalisant des analyses chimiques, biologiques, protéomiques, ou d'ADN, ou des amplifications d'ADN par PCR ( Polymerase Chain Reaction en anglais, ou amplification en chaîne par polymérase), ou encore pour la manipulation, le tri ou l'analyse de cellules biologiques ou de composants de ces cellules biologiques : dans un tel dispositif, un réseau de micro-cavités peut, par exemple, servir à analyser un ou plusieurs échantillons par différents réactifs sans mélanger les échantillons et/ou réactifs, les microsystèmes électromécaniques (MEMS) et les nanosystèmes électromécaniques (NEMS) . en réalisant des micro-cavités dans un substrat destiné 2910455 2 à supporter une structure micro ou nano-mécanique, il est possible de fabriquer une telle structure sans étape de libération ultérieure de la structure par rapport au reste du substrat, 5 -l'électronique haute fréquence (HF) : les micro-cavités permettent de découpler électromagnétiquement la partie HF du dispositif électronique du substrat et/ou des dispositifs voisins, - les dispositifs de contrôle thermique de 10 puces électroniques un réseau de micro-cavités réalisé dans un substrat peut servir à réduire la conductivité thermique apparente du matériau du substrat sur lequel les puces sont réalisées un réseau de micro-cavités enterrées peut également servir 15 à contrôler la température des composants réalisés en surface du substrat en y faisant circuler un fluide caloporteur, par exemple pour refroidir ces composants ; un réseau de micro-cavités remplies d'un matériau électriquement conducteur peut aussi servir à 20 contrôler la température des composants électroniques en y faisant circuler un courant électrique pour ajuster la température par effet Joule, la puissance thermique dissipée étant alors proportionnelle au courant circulant dans le matériau conducteur, - les dispositifs électroniques réalisés sur un substrat de type SON ( Silicon On Nothing en anglais, ou silicium sur rien), - les applications de la micro-fluidique et de la nano-fluidique, - les procédés lithographiques de type nanoimprint , dans lesquels la définition de zones 25 30 2910455 3 de formes dédiées peut servir à créer des micro-cavités débouchant en surface d'un substrat pour ensuite servir de moule à la réalisation d'un masque dédié à la technique dite de nanoimprint . 5 Il existe plusieurs techniques pour réaliser des micro-cavités. Le document Micro-structure Transformation of Silicon : A Newly Developed Transformation Technology for Patterning Silicon Surfaces using the Surface Migration of Silicon Atoms 10 by Hydrogen Annealing de T. Sato et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 39, 2000, pages 5033 à 5038, décrit par exemple une telle technique. On réalise par gravure, telle une gravure RIE ( Reactive Ion Etching en anglais, ou gravure ionique réactive) 15 des puits, c'est-à-dire des trous, par exemple à section sensiblement circulaire, ou des tranchées assez profondes (par exemple quelques micromètres) dans un substrat semi-conducteur, puis on recuit le substrat sous hydrogène, à une pression comprise entre environ 20 266 Pa et 100000 Pa et une température comprise entre 750 C et 1150 C. Au cours de ce recuit, un phénomène de diffusion de surface des atomes a lieu, conduisant à la formation de micro-cavités de forme sensiblement sphérique lorsque la gravure réalisée est un puit, en 25 forme de tubes creux cylindriques formant un micro-canal lorsque la gravure réalisée est une tranchée rectangulaire ou une série de puits alignés et rapprochés, ou encore de micro-cavités planaires lorsque la gravure forme une pluralité de puits 30 répartis de manière suffisamment dense au niveau d'une surface. Cette technique est appelée MSTS 2910455 4 ( MicroStructure Transformation of Silicon en anglais, ou transformation de microstructure de silicium). Un des avantages de ce procédé est que les 5 micro-cavités ainsi obtenues ont des parois lisses et que la qualité cristalline du matériau du substrat environnant la micro-cavité est conservée. Lorsque le substrat utilisé est à base de silicium monocristallin, le silicium reconstruit autour de la micro- cavité lors 10 du recuit est lui aussi monocristallin. Le document Fabrication of Silicon-on-Nothing Structure by Substrate Engineering Using the Empty-Space-in-Silicon Formation Technique de T. Sato et al., Japanese Journal of Applied Physics, 15 Vol. 43, No. 1, 2004, pages 12 à 18, décrit des règles purement empiriques de calcul pour dimensionner la taille et la position des micro-cavités obtenues par MSTS en fonction de la géométrie des tranchées ou des puits réalisés au préalable. Par exemple, en jouant sur 20 les paramètres géométriques des tranchées ou puits qui structurent la surface du substrat utilisé, il est possible d'obtenir plusieurs de ces mêmes structures (micro-cavités sphériques, tubulaires ou planaires) verticalement alignées. 25 Lorsqu'on désire réaliser par la technique précédemment décrite, des structures à plusieurs micro-cavités à des profondeurs différentes, ces micro-cavités sont forcément alignées verticalement les unes au-dessus des autres. Ceci est un inconvénient 30 majeur dans un certain nombre de cas, par exemple lorsque l'on veut accéder indépendamment à chacune de 2910455 5 ces cavités pour y faire circuler un fluide ou pour les remplir d'un matériau différent à chaque niveau. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de 5 proposer un procédé permettant la réalisation de micro-cavités sur plusieurs niveaux de profondeurs dans un substrat et qui ne soient pas alignées les unes au-dessus aux autres. Pour cela, la présente invention propose un 10 procédé de réalisation de micro-cavités à différentes profondeurs dans une couche à base d'au moins un matériau monocristallin ou amorphe, comprenant au moins les étapes de : -réalisation d'au moins un puit et/ou une 15 tranchée dans la couche, traversant une face de la couche, tel que deux sections du puit et/ou de la tranchée, dans deux plans distincts parallèles à ladite face de la couche, sont alignées l'une par rapport à l'autre selon un axe d'alignement formant un angle non 20 nul avec une normale au plan de ladite face de la couche, - recuit sous atmosphère hydrogénée de la couche de manière à transformer le puit et/ou la tranchée en au moins deux micro-cavités. 25 Ainsi, on obtient, à partir d'un puit ou d'une tranchée inclinée par rapport à la normale au plan de la face de la couche, une ouverture du puit et/ou de la tranchée se trouvant au niveau de cette face, des micro-cavités disposées à différentes 30 profondeurs dans la couche et alignées les unes par 2910455 6 rapport aux autres selon un axe formant un angle non nul par rapport à une normale audit plan de la couche. La réalisation du puit et/ou de la tranchée peut être mise en oeuvre par les étapes de : 5 - réalisation d'un trou, dans la couche, comportant au moins des parois latérales inclinées selon un angle non nul par rapport à la normale au plan de ladite face de la couche, - dépôt ou épitaxie d'une seconde couche, à 10 base d'au moins un second matériau pouvant être gravé sélectivement par rapport au matériau monocristallin ou amorphe, sur au moins une paroi latérale du trou, - dépôt ou épitaxie d'une troisième couche, à base d'au moins un troisième matériau, le second 15 matériau pouvant être gravé sélectivement par rapport à ce troisième matériau, au moins sur la seconde couche, - suppression d'au moins une partie de la seconde couche, l'espace libéré formant le puit et/ou la tranchée. 20 La présente invention concerne également un dispositif comportant au moins une couche monocristalline ou amorphe, dans laquelle est réalisée au moins deux micro-cavités à des profondeurs différentes obtenues par la mise en oeuvre d'un procédé 25 de réalisation de micro-cavités sur plusieurs niveaux de profondeurs, objet de la présente invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation 30 donnés à titre purement indicatif et nullement 2910455 7 limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 à 10 représentent les étapes d'un procédé de réalisation de micro-cavités à 5 différentes profondeurs, objet de la présente invention, selon un premier mode de réalisation, - les figures 11 à 13 représentent des étapes d'un procédé de réalisation de micro-cavités à différentes profondeurs, objet de la présente 10 invention, selon un second mode de réalisation, - les figures 14 à 16 représentent des étapes d'un procédé de réalisation de micro-cavités à différentes profondeurs, objet de la présente invention, selon un troisième mode de réalisation, 15 les figures 17 et 18 représentent respectivement une vue de dessus et une vue en coupe d'un dispositif, également objet de la présente invention, comportant des micro-cavités réalisées selon un procédé de réalisation objet de la présente 20 invention. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. 25 Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les différentes possibilités (variantes et 30 modes de réalisation) doivent être comprises comme 2910455 8 n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Un procédé de réalisation de micro-cavités 5 non-alignées et à différentes profondeurs, selon un premier mode de réalisation, va maintenant être décrit en liaison avec les figures 1 à 10. Un dispositif 100, représenté sur la figure 1, comporte une couche 102, par exemple plane ou 10 sensiblement plane, à base d'un matériau monocristallin ou amorphe, tel que du silicium. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 100 est un substrat de type SOI ( Silicon On Insulator en anglais, ou silicium sur isolant) comportant la couche 102 monocristalline 15 ou amorphe, au moins une couche isolante 104 sur laquelle est disposée la couche 102, la couche isolante 104 étant elle-même disposée sur un substrat 106 par exemple à base de silicium, et/ou de quartz et/ou de tout autre matériau compatible avec les techniques 20 usuelles de réalisation d'un substrat de type SOI. La couche isolante 104 peut être formée par un empilement d'un ou plusieurs matériaux isolants, par exemple du dioxyde de silicium, du nitrure de silicium ou du carbone diamant. 25 Dans le cas où la couche 102 monocristalline ou amorphe et le substrat 106 sont à base de silicium, la couche isolante 104 peut par exemple comporter un empilement de trois sous-couches, respectivement à base de dioxyde de 30 silicium, de nitrure de silicium et de dioxyde de 2910455 9 silicium, les sous-couches de dioxyde de silicium étant en contact avec la couche 102 et le substrat 106 pour assurer un collage optimisé de la couche 102 sur la couche isolante 104 et de la couche isolante 104 sur le 5 substrat 106. La couche 102 monocristalline ou amorphe peut par exemple avoir une épaisseur comprise entre environ 10 nm et 20 }gym, cette épaisseur pouvant être ajustée par gravure si l'épaisseur d'origine de la 10 couche 102 est trop faible, ou par épitaxie (permettant alors de conserver la nature cristalline de la couche 102) ou dépôt lorsque l'épaisseur d'origine de la couche 102 est trop faible. La couche isolante 104 peut avoir une épaisseur égale à environ 145 nm mais son 15 épaisseur peut elle-même être ajustée lors de la réalisation du dispositif 100. Lorsque la couche isolante 104 comporte un empilement, cet empilement peut être formé par une première souscouche à base de dioxyde de silicium et d'épaisseur égale à environ 20 5 nm, d'une seconde sous-couche à base de nitrure de silicium et d'épaisseur égale à environ 70 nm, et d'une troisième sous-couche à base de dioxyde de silicium et d'une épaisseur égale à environ 70 nm. Enfin, le substrat 106 peut avoir une épaisseur comprise entre 25 environ 500 }gym et 800 }gym. De préférence, l'épaisseur du substrat 106 est proportionnelle à la largeur du substrat 106 afin d'assurer une rigidité mécanique suffisante pour éviter la casse du substrat 106 durant le procédé décrit. 30 Le matériau de la couche 102 peut également être à base de silicium, et/ou de germanium, et/ou de 2910455 10 silicium-germanium, et/ou d'arséniure de gallium, et/ou de phosphure d'indium, et/ou d'arséniure d'indium, et/ou d'arséniure de gallium et d'aluminium, et/ou d'arséniure de gallium et d'indium, et/ou de quartz, 5 et/ou tout autre matériau monocristallin. Ce matériau peut également être un matériau amorphe, par exemple du dioxyde de silicium et/ou du nitrure de silicium. Comme représenté sur la figure 2, on réalise, par exemple par photolithogravure, sur une 10 face principale supérieure 101 de la couche 102, un masque de gravure 108 par exemple à base de dioxyde de silicium, et/ou d'un empilement de dioxyde de silicium et de nitrure de silicium, et/ou encore d'un empilement de carbone amorphe et de dioxyde de silicium. Le motif 15 du masque de gravure 108 représente la section, au niveau de la face 101, d'un trou qui va être réalisé dans la couche 102. On réalise une gravure anisotrope de la couche 102 selon le motif formé par le masque 108. Dans 20 ce mode de réalisation, la couche 102 étant à base de silicium, cette gravure anisotrope est par exemple une gravure réalisée à partir d'une solution d'hydroxyde de potassium (KOH) ou de TMAH (Tetra Methyl Ammonium Hydroxyde). Dans ce premier mode de réalisation, la 25 face supérieure 101 de la couche 102 ayant une orientation cristalline de type (001) ou (011), cette gravure permet de révéler les plans denses (111), (comme décrit dans le document Differences in anisotropic etching properties of KOH and TMAH 30 solutions de M. Shikida et al., Sens. actuators, A Phys., 2000, n 80, pages 179 à 188. De plus, les 2910455 11 détails d'une mise en oeuvre de ce type de gravure est présentée dans le document 1.7kV NPT V-Groove Clustered IGBT - Fabrication and Experimental Demonstration de O. Spulber et al., ISPSD 2003, 14-17 5 avril, Cambridge. Ainsi, on obtient, dans la couche 102, un trou 110 qui, en coupe dans un plan perpendiculaire à la face 101, par exemple le plan (x, y) (selon les axes x, y et z représentés sur les figures 3A et 3B), a une 10 forme trapézoïdale comme représenté sur la figure 3A, le trou 110 comportant alors des parois latérales 109 et une paroi de fond horizontale 107 parallèle à la face 101, ou triangulaire comme représenté sur la figure 3B, le trou 110 ne comportant que des parois 15 latérales 109. La forme triangulaire du trou 110 représenté sur la figure 3B est obtenue avec un temps de gravure plus long que celui permettant l'obtention d'un trou 110 trapézoïdale de la figure 3A, sans avoir à modifier les autres paramètres de la gravure. 20 La section du trou 110 dans un plan parallèle au plan (z,x) (selon les axes x, y et z représentés sur les figures 3A et 3B), c'est-à-dire dans un plan parallèle à la face 101 de la couche 102, peut être de forme rectangulaire, carrée, circulaire, 25 ou encore de tout autre forme. Les dimensions des côtés de cette section du trou 110 peuvent être sensiblement similaires les unes des autres, le trou 110 formant alors un puit. Les dimensions de cette section du trou 110 peuvent également être sensiblement différentes, 30 par exemple plus importante selon l'axe z que selon l'axe x, le trou 110 formant alors une tranchée dans la 2910455 12 couche 102, dont la dimension la plus grande est par exemple la dimension selon l'axe z, par exemple comprise entre environ 50 nm et plusieurs microns. La suite de la description est basée sur un 5 trou 110 tel que représenté sur la figure 3A. Comme représenté sur la figure 4, on réalise un dépôt, ou une épitaxie, d'une couche 112 à base d'un matériau pouvant être gravé sélectivement par rapport au matériau monocristallin ou amorphe de la 10 couche 102, sur les parois 107 et 109 du trou 110. La réalisation de la couche 112 par épitaxie sur la couche 102 permet de transmettre la structure cristalline du matériau de la couche 102 au matériau de la couche 112. Le matériau de la couche 112 peut par exemple être un 15 alliage à base de silicium-germanium lorsque le matériau de la couche 102 est du silicium, comme c'est le cas dans ce mode de réalisation. Dans une variante, si le matériau de la couche 102 est à base d'arséniure de gallium, le matériau de la couche 112 peut être à 20 base d'arséniure d'aluminium, et/ou un alliage à base d'aluminium et/ou de gallium et/ou d'arsenic. Il est également possible de choisir un couple de matériaux des couches 102 et 112 tel qu'il soit possible de réaliser une hétéro-épitaxie entre ces 25 deux matériaux, c'est-à-dire qu'il soit possible de réaliser une épitaxie du matériau de la couche 112 sur celui de la couche 102 et réciproquement, qu'il soit possible de réaliser une épitaxie du matériau de la couche 102 sur celui de la couche 112, comme par 30 exemple du silicium et du silicium-germanium. 2910455 13 Ensuite, on réalise un dépôt ou une épitaxie d'une couche 114 à base d'un matériau pouvant être similaire au matériau de la couche 102, sur la couche 112 (figure 5). Lorsqu'il est possible de 5 réaliser une hétéro-épitaxie des matériaux des couches 102 et 112, l'épitaxie de la couche 114, alors à base d'un matériau similaire au matériau de la couche 102, sur la couche 112 permet de retrouver la structure cristalline du matériau de la couche 102 dans le 10 matériau de la couche 114. Dans ce cas, l'épaisseur de la couche 112 est de préférence inférieure à l'épaisseur critique de relaxation au dessus de laquelle le matériau de la couche 114 comporte une densité de dislocations, c'est-à-dire de défauts 15 cristallins, très importante, ne permettant plus au matériau de la couche 114 d'avoir la même qualité cristalline que le matériau de la couche 102. Par exemple, pour un couple de matériaux Si / GeXSi1_X utilisé pour les couches 102 et 112, l'ordre de 20 grandeur de l'épaisseur à ne pas dépasser en fonction de la teneur x en germanium est par exemple présenté sur la figure 1 de la publication Calculation of critical layer thickness versus lattice mismatch for Si/GeXSi1_X strained-layer heterostructures , de R. 25 People and JC. Bean, APL 47, p.322 ou encore à partir de la figure 13 de Strain relaxation kinetics in Si/GeXSi1_X heterostructures , D C Houghton, JAP 70(4), p.2136. Etant donné que les matériaux des couches 30 114 et 102 sont ici similaires, la couche 114 forme une portion de la couche 102, remplissant le reste du trou 2910455 14 110 non occupé par la couche 112 par le matériau monocristallin ou amorphe de la couche 102. Comme représenté sur la figure 6, on réalise ensuite une étape de planification de la face 5 supérieure du dispositif 100, par exemple par une polissage mécano-chimique (CMP). Le masque 108 peut servir de couche d'arrêt de ce polissage. On supprime ensuite le masque de gravure 108 du dispositif 100 (figure 7), afin de pouvoir 10 accéder à la couche 112. On réalise alors, comme représenté sur la figure 8, une gravure sélective du matériau de la couche 112 par rapport aux couches 102 et 114. Cette gravure peut être réalisée par une attaque chimique ou 15 une gravure plasma, formant des puits ou tranchées 116 à la place de la couche 112. Sur la figure 8, il s'agit de deux tranchées 116. Dans une variante il est possible que l'espace libéré par la couche 112 forme des puits. 20 Dans ce premier mode de réalisation, la couche 112 n'est pas gravée complètement, une portion de la couche 112 étant conservée. Sur la figure 8, la portion restante de la couche 112 se trouve sur la paroi horizontale 107 au fond du trou 110, délimitant 25 les tranchées 116. Chacune des tranchées 116 est inclinée par rapport au plan de la face supérieure 101 de la couche 102, c'est-à-dire que deux sections d'une des tranchée 116 réalisées, dans deux plans distincts parallèles à la face principale 101 de la couche 102, 30 sont alignées l'une par rapport à l'autre selon un axe formant un angle non nul avec une normale au plan de la 2910455 15 face principale 101 de la couche 102. Par exemple, dans le cas de la figure 8, ces deux sections ont une forme rectangulaire, et l'axe d'alignement est l'axe passant par les centres des deux sections rectangulaires. Cet 5 angle est une donnée cristallographique : il est fixe et représente l'angle entre la direction cristallographique révélée et l'orientation de la face du substrat (100), et est, dans le cas où les plans cristallographiques révélés chimiquement sont les plans 10 (111), égal à environ 54,7 . Lorsque les deux sections sont de forme circulaire, alors l'axe d'alignement est l'axe passant par les centres des deux sections circulaires. Les parois 109 du trou 110 forment des parois des tranchées 116. 15 Sur la figure 9, on réalise ensuite un recuit sous hydrogène, à une pression comprise entre environ 266 Pa et 100000 Pa et à une température comprise entre environ 750 C et 1150 C, pendant une durée de quelques minutes, par exemple comprise entre 20 environ 1 et 10 minutes du dispositif 100, formant des micro-cavités 118 dans la couche 102 à la place des tranchées 116. La durée de ce recuit peut également être plus longue (plusieurs dizaines de minutes) en fonction de la taille des micro-cavités 118 et donc de 25 la quantité de matière à déplacer dans la couche 102 pour les obtenir. Ces micro-cavités 118 ne sont pas disposées les unes au-dessus des autres dans la couche 102, c'est-à-dire que les micro-cavités 118 formées à partir d'une des tranchées 116 sont alignées les unes 30 par rapport aux autres selon un axe, respectivement 122 et 124 sur la figure 9, formant un angle non nul avec 2910455 16 une normale au plan de la face 101 de la couche 102. Cet axe est similaire à l'axe d'alignement de deux sections des tranchées et/ou puits formés lors de l'étape de suppression de la couche 112 précédemment 5 décrit. Le rapport des longueur des parois inclinées 109 sur l'épaisseur de la couche 112, qui est ici le rapport de forme pertinent de la tranchée et/ou du puit formé par la suppression de la couche 112, est 10 ici supérieur à 65 pour obtenir au moins deux micro-cavités 118 non verticalement alignées l'une par rapport à l'autre. Dans ce mode de réalisation, le matériau de la couche 102 étant du silicium et le matériau de la 15 couche 112 étant un alliage à base de silicium et de germanium, le germanium initialement présent se diffuse dans le silicium de la couche 102 et le matériau de la couche 102 entourant les micro-cavités 118 après recuit est un alliage à base de silicium et de germanium dont 20 la concentration en germanium est plus faible que celle du matériau d'origine de la couche 112. Les microcavités sont alors formées dans un matériau homogène ne présentant plus la coexistence de deux matériaux et donc d'une interface entre ces deux 25 matériaux, cette interface étant susceptible d'empêcher ou de retarder la formation des micro-cavités. Une étape de photolithogravure peut ensuite être mise en oeuvre pour accéder aux micro-cavités 118, en formant des ouvertures 120 dans la couche 102, et 30 reliant la face supérieure 101 de la couche 102 aux micro-cavités 118 (figure 10). Les dimensions des 2910455 17 sections des ouvertures 120, par exemple en forme de puit, peuvent être similaires ou non aux dimensions des sections des micro-cavités 118. Sur la figure 10, les dimensions des sections des ouvertures 120 sont 5 similaires aux dimensions des sections des micro-cavités 118. Dans une variante de ce mode de réalisation, il est possible de supprimer le masque de gravure 108, par exemple par une gravure anisotrope, 10 avant de mettre en oeuvre les étapes de réalisation des couches 112 et 114. On limite ainsi le risque d'un effet d'ombrage créé par le surplomb du masque de gravure 108 au dessus des parois inclinées 109 lors de la réalisation de la couche 112, cet ombrage pouvant 15 donner lier à la formation d'une cavité pouvant être bouchée lors de la réalisation de la couche 114, interdisant alors l'accès à la couche 112 pour l'étape de gravure suivante. Il est également possible de supprimer le masque de gravure 108 après l'étape de 20 gravure sélective de la couche 112 si cette couche 112 est accessible malgré la présence du masque 108. Un procédé de réalisation de micro-cavités non-alignées à différentes profondeurs, selon un second mode de réalisation, va maintenant être décrit en 25 liaison avec les figures 11 à 13. On réalise tout d'abord un trou 110, par exemple similaire au trou 110 représenté sur la figure 3A, dans un dispositif 200 comportant par exemple des couches 102 et 104 et un substrat 106 similaires aux 30 éléments de références identiques décrits dans le premier mode de réalisation. 2910455 18 Le trou 110 a une forme trapézoïdale. L'un des avantages d'un trou 110 de forme trapézoïdale est qu'il est possible de faire croître par épitaxie le matériau de la couche 112 à différentes vitesses selon 5 que ce matériau se trouve au niveau de la paroi de fond 107 ou au niveau des parois latérales 109. On peut par exemple avoir une vitesse de croissance sur les parois latérales 109 qui est plus élevée que celle sur la paroi de fond 107, la couche 112 obtenue étant 10 représentée sur la figure 11. On obtient donc, pour un certain temps de croissance, une couche 112 plus épaisse au niveau des parois latérales 109 que sur le reste de la couche 102. Une étape de gravure isotrope de la couche 112 peut alors être mise en oeuvre pour 15 retirer le matériau de la couche 112 se trouvant sur les surfaces horizontales, c'est-à-dire sur la face principale 101 de la couche 102 et sur la paroi de fond 107 du trou 110, tout en préservant le matériau de la couche 112 se trouvant sur les parois latérales 109 du 20 trou 110 (figure 12). On réalise une troisième couche 114 par une étape de croissance par épitaxie du matériau de la couche 102 dans le trou 110, cette troisième couche formant une portion 114 de la couche 102, puis une 25 étape de polissage mécano-chimique permettant de dégager un accès au matériau de la couche 112. On supprime ensuite sélectivement cette couche 112 pour former des puits ou tranchées 116 (figure 13). Sur la figure 13, chacune des tranchées 116 est inclinée par 30 rapport au plan de la face supérieure 101 de la couche 102, c'est-à-dire que deux sections d'une des tranchée 2910455 19 116 réalisées, selon deux plans distincts parallèles à la face principale 101 de la couche 102, sont alignées l'une par rapport à l'autre selon un axe formant un angle non nul avec une normale au plan de la face 5 principale 101 de la couche 102. De manière similaire au premier mode de réalisation, on réalise ensuite un recuit sous atmosphère hydrogénée pour former des micro-cavités à différents niveaux de profondeurs dans lacouche 102 et 10 qui ne sont pas alignées verticalement les unes par rapport aux autres. Par rapport au premier mode de réalisation, ce second mode de réalisation permet de réaliser le recuit du dispositif 200 sans la présence d'une portion 15 de la couche 112, et donc de conserver la nature initiale du matériau de la couche 102. Un procédé de réalisation de micro-cavités non-alignées à différentes profondeurs, selon un troisième mode de réalisation, va maintenant être 20 décrit en liaison avec les figures 14 à 16. On réalise tout d'abord un trou 110, par exemple similaire au trou 110 représenté sur la figure 3A, dans un dispositif 300 comportant par exemple des couches 102 et 104 et un substrat 106 similaires aux 25 éléments de références identiques décrits dans le premier mode de réalisation. Le trou 110 a une forme trapézoïdale. On réalise le dépôt de la couche 112, qui a une épaisseur sensiblement uniforme sur l'ensemble de la couche 102, 30 ou une croissance de la couche 102 à partir d'un matériau ayant une vitesse de croissance sensiblement 2910455 20 uniforme quelque soit les parois sur lesquels la croissance est réalisée (figure 14). Selon les conditions de pression et de température d'épitaxie, une telle croissance peut être obtenue pour un alliage 5 de silicium et de germanium croissant sur du silicium comme présenté dans le document Growth kinetics of Si and SiGe on Si (100) , Si (110) and Si (111) surfaces de J.M. Hartmann et al., Journal of Crystal Growth, 2006, n 294, pages 288 à 295. 10 On réalise ensuite un masque de gravure 126, par exemple à partir d'un dépôt d'un ou plusieurs matériaux, tels qu'une double couche de dioxyde de silicium et de nitrure de silicium, et d'une gravure de ce ou ces matériaux, la couche de dioxyde de silicium 15 servant alors de couche d'arrêt à la gravure de la couche de nitrure de silicium. Ce masque de gravure 126 recouvre les parties de la couche 112 se trouvant au niveau des parois latérales 109 du trou 110. Une étape de gravure isotrope de la couche 112 peut alors être 20 mise en oeuvre pour retirer le matériau de la couche 112 qui n'est pas recouvert par le masque de gravure 126, c'est-à-dire se trouvant sur les surfaces horizontales (face principale 101 de la couche 102 et paroi de fond 107 du trou 110), tout en préservant le matériau de la 25 couche 112 se trouvant sur les parois latérales 109 du trou 110 (figure 15). On supprime alors le masque de gravure 126, puis on réalise une croissance par épitaxie du matériau de la couche 102 dans le trou 110 pour obtenir une 30 troisième couche 114, formant une portion 114 de la couche 102. Une étape de polissage mécano-chimique 2910455 21 permet de dégager un accès au matériau de la couche 112 lorsque cette couche 112 n'est pas accessible directement. On supprime ensuite sélectivement cette couche 112 pour former des puits ou tranchées 116 (voir 5 figure 16), chacune des tranchées 116 étant inclinée par rapport au plan de la face supérieure 101 de la couche 102, c'est-à-dire que deux sections d'une des tranchées 116 réalisées, selon deux plans distincts parallèles à la face principale 101 de la couche 102, 10 sont alignées l'une par rapport à l'autre selon un axe formant un angle non nul avec une normale au plan de la face principale 101 de la couche 102. De manière similaire au premier et au second modes de réalisation, on réalise ensuite un 15 recuit sous atmosphère hydrogénée pour former des micro-cavités à différents niveaux de profondeurs dans la couche 102 et qui ne sont pas alignées verticalement les unes par rapport aux autres. Ce troisième mode de réalisation offre les 20 mêmes avantages que le second mode de réalisation, sans faire appel à un matériau à plusieurs vitesses de croissance en fonction de l'inclinaison des parois sur lesquels le matériau est développé par la réalisation de la couche 112. 25 Le procédé de réalisation décrit précédemment permet d'obtenir des dispositifs comportant micro-cavités disposées a différentes profondeurs et non-alignées verticalement les unes par rapport aux autres. Un exemple d'un tel dispositif 400 30 est représenté sur les figures 17 et 18. La figure 17 représente une vue de dessus du dispositif 400, la 2910455 22 figure 18 représentant une vue en coupe selon l'axe AA, représenté sur la figure 17, du dispositif 400. Le dispositif 400 est ici un dispositif d'analyse chimique pouvant analyser jusqu'à trois échantillons 5 simultanément. Le dispositif 400 comporte trois micro-cavités 118a, 118b et 118c, chacune formant un micro-canal disposé dans la couche 102 à une profondeur différente les unes des autres. Des ouvertures 120a, 10 120b et 120c, permettant d'accéder aux micro-cavités 118, sont réalisées dans la couche 102. Dans cet exemple de réalisation, les ouvertures 120a à 120c permettent l'injection des échantillons dans les micro-cavités 118, chaque micro-cavité 118 pouvant 15 contenir un échantillon différent. Des ouvertures 120d, 120e et 120f permettant également d'accéder aux micro-cavités 118, sont réalisées dans la couche 102, permettant l'injection d'un réactif dans chaque micro-cavité 118 afin de faire réagir les échantillons avec 20 ces réactifs. Enfin, des ouvertures 120g, 120h et 120i permettant là encore d'accéder aux micro-cavités 118, sont réalisées dans la couche 102 et servent à récolter les échantillons traités après leur passage dans les micro-cavités 118. 25 De manière générale, le procédé de réalisation de micro-cavités non-alignées et à différentes profondeurs peut être mis en oeuvre pour tous les domaines d'applications des dispositifs à micro-cavités décrits précédemment. 30 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation de micro-cavités (118) à différentes profondeurs dans une couche (102) à 5 base d'au moins un matériau monocristallin ou amorphe, comprenant au moins les étapes de : - réalisation d'au moins un puit et/ou une tranchée (116) dans la couche (102), traversant une face (101) de la couche (102), tel que deux sections du 10 puit et/ou de la tranchée (116), dans deux plans distincts parallèles à ladite face (101) de la couche (102), sont alignées l'une par rapport à l'autre selon un axe d'alignement formant un angle non nul avec une normale au plan de ladite face (101) de la 15 couche (102), - recuit sous atmosphère hydrogénée de la couche (102) de manière à transformer le puit et/ou la tranchée (116) en au moins deux micro-cavités (118). 20 2. Procédé selon la revendication 1, la réalisation du puit et/ou de la tranchée (116) étant mise en oeuvre par les étapes de : - réalisation d'un trou (110), dans la couche (102), comportant au moins des parois latérales 25 (109) inclinées selon un angle non nul par rapport à la normale au plan de ladite face (101) de la couche (102), - dépôt ou épitaxie d'une seconde couche (112), à base d'au moins un second matériau pouvant 30 être gravé sélectivement par rapport au matériau 2910455 24 monocristallin ou amorphe, sur au moins un paroi latérale (109) du trou (110), - dépôt ou épitaxie d'une troisième couche (114), à base d'au moins un troisième matériau, le second matériau pouvant être gravé sélectivement par rapport à ce troisième matériau, au moins sur la seconde couche (112), -suppression d'au moins une partie de la seconde couche (112), l'espace libéré formant le puit et/ou la tranchée (116). 3. Procédé selon la revendication 2, le trou (110) comportant en outre une paroi (107) parallèle à ladite face (101) de la couche (102) formant une paroi de fond du trou (110). 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, une section du trou (110) dans un plan perpendiculaire à ladite face (101) de la couche (102) ayant une forme trapézoïdale. 5. Procédé selon la revendication 2, une section du trou (110) dans un plan perpendiculaire à ladite face (101) de la couche (102) ayant une forme triangulaire. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, la seconde couche (112) étant totalement supprimée à la dernière étape de mise en oeuvre de la réalisation du puit et/ou de la tranchée (116). 2910455 25 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, le trou (110) étant réalisé par une gravure anisotrope de la couche (102) sur laquelle est disposé un masque de gravure (108) dont le motif forme la 5 section du trou (110) au niveau de ladite face (101) de la couche (102). 8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 7, la seconde couche (112) étant supprimée par une 10 étape de gravure chimique ou de gravure plasma. 9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 8, le troisième matériau étant sensiblement similaire au matériau monocristallin ou amorphe. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le recuit étant réalisé à une température comprise entre environ 750 C et 1150 C et/ou à une pression comprise entre environ 266 Pa et 100000 Pa. 20 11. Dispositif (100, 200, 300, 400) comportant au moins une couche (102) monocristalline ou amorphe, dans laquelle est réalisée au moins deux micro-cavités (118) à des profondeurs différentes 25 obtenues par la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Dispositif (100, 200, 300, 400) selon la revendication 11, la couche (102) monocristalline ou 30 amorphe étant une couche de silicium d'un substrat SOI (102, 104, 106). 15 2910455 26 13. Dispositif (400) selon l'une des revendications 11 ou 12, comportant en outre au moins une ouverture (120) réalisée dans la couche (102) monocristalline ou amorphe, reliant une des 5 micro-cavités (118) à une face (101) extérieure de la couche (102) monocristalline ou amorphe.