Brevet FR2909368A1 — publié le 20080606

PROCEDE DE REALISATION DE MICRO-CAVITES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR L'invention concerne un procédé de réalisation de micro-cavités et/ou de micro-canaux au sein de divers matériaux, et notamment 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 et/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 à supporter une structure micro ou nano-mécanique, il 2909368 2 est possible de fabriquer une telle structure sans étape de libération ultérieure de la structure par rapport au reste du substrat, -l'électronique haute fréquence (HF) : les 5 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 puces électroniques un réseau de micro-cavités 10 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 à contrôler la température des composants réalisés en 15 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 contrôler la température des composants électroniques 20 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 25 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 30 nanoimprint , dans lesquels la définition de zones de formes dédiées peut servir à créer des micro-cavités 2909368 3 débouchant en surface d'un substrat pour ensuite servir de moule à la réalisation d'un masque dédié à la technique dite de nanoimprint . Il existe plusieurs techniques pour 5 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 by Hydrogen Annealing de T. Sato et al., Japanese 10 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) des puits, c'est-à-dire des trous, par exemple à 15 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 266 Pa et 100000 Pa et une température comprise entre 20 750 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 forme de tubes creux cylindriques formant un 25 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 répartis de manière suffisamment dense au niveau d'une 30 surface. Cette technique est appelée MSTS ( Microstructure Transformation of Silicon en 2909368 4 anglais, ou transformation de microstructure de silicium). Un des avantages de ce procédé est que les micro-cavités ainsi obtenues ont des parois lisses et 5 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 du recuit est lui aussi monocristallin. 10 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, Vol. 43, No. 1, 2004, pages 12 à 18, décrit des règles 15 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 les paramètres géométriques des tranchées ou puits qui 20 structurent la surface du substrat utilisé, il est possible d'obtenir plusieurs de ces mêmes structures (micro-cavités sphériques, tubulaires ou planaires) verticalement alignées. La taille et la position des micro-cavités 25 obtenues après recuit sont définies par les dimensions des motifs initialement gravés dans le substrat de silicium, ou de tout autre matériau apte à être transformé par MSTS. La température et la pression durant le recuit n'ont qu'une influence sur la vitesse 30 d'évolution des motifs gravés. Pour obtenir deux ensembles de micro-cavités à différentes profondeurs, 2909368 5 deux zones, dans lesquelles les micro-cavités positionnées à des profondeurs différentes sont attendues, devront être traitées par deux étapes de gravure distinctes afin d'obtenir des puits ou des 5 tranchées de géométrie différente dans chacune des zones. La répétition des étapes de photolithographie, de gravure et de recuit sous hydrogène est donc nécessaire, lorsque l'on veut obtenir dans un même substrat des micro-cavités de dimensions et/ou de 10 positionnements différents, ce qui augmente sensiblement le coût d'une telle fabrication. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de proposer un procédé permettant de réaliser des 15 micro-cavités enterrées à bas coût et de contrôler individuellement leur position et leur taille. Pour cela, la présente invention propose un procédé de réalisation d'au moins une micro-cavité, comportant au moins les étapes de : 20 - réalisation d'au moins un puit et/ou une tranchée dans au moins une zone d'une couche à base d'un matériau monocristallin ou amorphe, - recuit sous atmosphère hydrogénée de la couche de manière à transformer le puit et/ou la couche 25 en une ou plusieurs micro-cavités, et comportant en outre au moins une étape de modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone de la couche, réalisée avant l'étape de recuit. 2909368 6 Ce procédé permet donc un ajustement local, au niveau de chaque puit et/ou tranchée, de la taille de chaque micro-cavité obtenue ainsi que de la position de chaque micro-cavité dans la couche monocristalline 5 ou amorphe. Cet ajustement local est obtenu grâce aux dimensions, géométries et positionnements des puits et/ou tranchées réalisés dans la couche monocristalline ou amorphe, mais également grâce à la modification du 10 degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la couche. Etant donné qu'il est difficile d'obtenir des tranchées et/ou des puits de facteur de forme élevé, c'est-à-dire de grande profondeur par rapport à une faible largeur de section, permettant par exemple 15 d'obtenir au niveau de ces cavités ou tranchées plusieurs micro-cavités disposées les unes au-dessus des autres, le procédé selon l'invention permet d'obtenir de telles micro-cavités à partir de puits et/ou tranchées ayant un facteur de forme plus faible. 20 La modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone de la couche peut être mise en oeuvre par une insolation dans une atmosphère carbonée de la zone de la couche par au moins un faisceau d'électrons après l'étape de réalisation du 25 puit et/ou de la tranchée. Selon un autre mode de réalisation, la modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone de la couche étant mise en oeuvre par implantation d'espèces chimiques dans la zone de la 30 couche avant l'étape de réalisation du puit et/ou de la tranchée. 2909368 7 La présente invention concerne également un dispositif, comportant au moins une couche monocristalline ou amorphe, dans laquelle est réalisée au moins une micro-cavité obtenue par la mise en oeuvre 5 d'un procédé, objet de la présente invention, tel que décrit précédemment. Le dispositif peut comporter en outre au moins une ouverture réalisée dans la couche monocristalline ou amorphe, reliant la micro-cavité à 10 une face extérieure de la couche monocristalline ou amorphe. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation 15 donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A et 1B sont des schémas explicatifs de l'énergie de surface d'un matériau, 20 - les figures 2A à 2D représentent les étapes d'un procédé de réalisation de micro-cavités, objet de la présente invention, selon un premier mode de réalisation, - les figures 3A à 3C représentent les 25 étapes d'un procédé de réalisation de micro-cavités, objet de la présente invention, selon un second mode de réalisation, - la figure 4A représente l'évolution du facteur forme critique de tranchées réalisées dans une 30 couche en fonction du degré d'anisotropie du matériau 2909368 8 de la couche, pour la mise en oeuvre d'un procédé de réalisation de micro-cavités, objet de la présente invention, - les figures 4B à 4D représentent des 5 exemples de micro-cavités réalisées par un procédé de réalisation, objet de la présente invention, à partir de profil de tranchées différents, - les figures 4E et 4F représentent respectivement des graphiques de la profondeur minimale 10 et du rayon minimal d'une micro-cavité obtenue selon le procédé de réalisation, objet de la présente invention, en fonction du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la couche dans laquelle est réalisée la micro-cavité, 15 - la figure 5 représente un dispositif comportant au moins une micro-cavité obtenue selon un procédé, objet de la présente invention. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après 20 portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus 25 lisibles. Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. 2909368 9 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les notions d'anisotropie et d'isotropie de l'énergie d'une surface vont être détaillées afin de faciliter la compréhension de l'invention. 5 L'énergie de surface, classiquement notée y, est l'énergie à fournir pour diviser un volume en deux, formant deux surfaces en regard l'une de l'autre. Un atome se trouvant sur une de ces deux surfaces est lié à moins d'atomes, et possède donc une énergie 10 supérieure à un atome se trouvant au sein du matériau. L'excès d'énergie, provenant donc des liaisons rompues pour créer les deux nouvelles surfaces, de la structure finale obtenue est l'énergie des surfaces créées. Lorsque le volume est à base d'un matériau 15 cristallin, la création des deux surfaces implique de rompre un certain nombre de liaisons, ce nombre dépendant de l'orientation des surfaces créées par rapport à une direction de référence cristalline donnée du matériau cristallin, cette orientation étant 20 quantifiée par un angle O. La figure 1A représente un volume 2 à base d'un matériau cristallin, dont la direction de référence cristalline est représentée par la flèche 4. L'axe en trait pointillé 6 représente le plan de coupe selon lequel le volume 2 est divisé. 25 L'angle e représente l'angle entre la direction cristalline de référence et la normale au plan de coupe. La figure 1B représente le volume 2 divisé en deux parties, comportant deux surfaces 8 et 10 en regard l'une de l'autre et parallèles à l'axe 6 du plan 30 de coupe. 2909368 10 L'énergie de surface y est fonction de l'angle e et, n'étant pas constante par rapport à cet angle e, elle est anisotrope. La fonction donnant l'évolution de l'énergie de surface y en fonction de e 5 est appelée y-plot , ou courbe de dépendance de l'énergie de surface y en fonction de l'orientation cristalline de la surface. Les documents Equilibrium Shape of Si , de D.J. Eaglesham et al., Physical Review Letters, Vol. 10 70, n 11, 1993, pages 1643 à 1646, et The equilibrium shape of silicon de J.M. Bermond et al., Surface Science, n 330, 1995, pages 48 à 60, décrivent des mesures de courbes y pour différentes orientations cristallines d'une portion de silicium, à différentes 15 températures. Par opposition, pour un matériau amorphe pour lequel il n'y a pas d'ordre cristallin, le nombre de liaisons à couper pour former les surfaces d'orientation e ne dépend plus de cet angle. Pour un 20 tel matériau, l'énergie de surface est donc dite isotrope. Un procédé de réalisation de micro-cavités selon un premier mode de réalisation va maintenant être décrit en liaison avec les figures 2A à 2D. 25 Un dispositif 100, représentée sur la figure 2A, comporte une couche 102, par exemple plane ou sensiblement plane, à base d'un matériau monocristallin ou amorphe, tel que du silicium. Sur la figure 2A, le dispositif 100 est un substrat de type 30 SOI ( Silicon On Insulator en anglais, ou silicium sur isolant) comportant la couche 102 monocristalline 2909368 11 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 5 tout autre matériau compatible avec les techniques 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 10 carbone diamant. 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 15 sous-couches, respectivement à base de dioxyde de silicium, de nitrure de silicium et de dioxyde de 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 20 couche isolante 104 et de la couche isolante 104 sur le substrat 106. La couche 102 monocristalline ou amorphe peut par exemple avoir une épaisseur comprise entre environ 10 nm et 20 pm, cette épaisseur pouvant être 25 ajustée par gravure si l'épaisseur d'origine de la 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 30 avoir une épaisseur égale à environ 145 nm mais son épaisseur peut elle-même être ajustée lors de la 2909368 12 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 5 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 10 environ 500 pm et 800 pm. 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. 15 Le matériau de la couche 102 peut également être à base de silicium, et/ou de germanium, et/ou de 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'arséniure 20 d'aluminium, et/ou d'arséniure de gallium et d'indium, et/ou de quartz, 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. 25 On réalise, dans la couche 102, par photolithographie et gravure, des motifs tels que des tranchées et/ou des puits. Les dimensions et les emplacements de ces motifs sont choisis en fonction des dimensions et 30 emplacements souhaités des micro-cavités à réaliser dans la couche 102. Le document Surface diffusion 2909368 13 dewetting of thin solid films: Numerical method and application to Si/SiO2 de E. Dornel et al., Physical Review B 73, 115427, 2006, appelé document Dl, décrit un procédé permettant de prédire, en fonction des 5 dimensions et emplacements des motifs réalisés dans une couche monocristalline, la topologie planaire des cavités obtenues après gravure lors d'un procédé de type MSTS. Les règles exposées dans ce document peuvent donc s'appliquer au procédé de la présente invention. 10 La formation de micro-cavités est conditionnée par la formation de tranchées et/ou puits suffisamment profonds par rapport à leur largeur. Ces tranchées peuvent être caractérisées par leur facteur de forme qui est le rapport de la profondeur sur leur 15 largeur ou, dans le cas où les cavités gravées sont des puits, le rapport de la profondeur du puit sur le diamètre de sa section circulaire. Avec les règles exposées dans le document Dl, il est possible de calculer le facteur de forme critique au dessus duquel 20 peuvent être obtenues une ou plusieurs micro-cavités enterrées et en deçà duquel il n'est pas possible d'obtenir de micro-cavités enterrées, le trou étant progressivement comblé par diffusion de surface sans emprisonner de volume vide et donc sans former de 25 micro-cavités. Par exemple, pour un matériau dont l'énergie de surface est isotrope et égale à environ 1 J/m2, le facteur de forme critique est de l'ordre de 21,5. Dans un tel matériau, une tranchée dont la 30 profondeur est inférieure à 21,5 fois sa largeur se rebouchera donc sans former de micro-cavité alors 2909368 14 qu'une tranchée dont la profondeur est supérieure à 21,5 fois sa largeur donnera lieu à la formation d'une micro-cavité enterrée. Dans le cas d'un puit circulaire et toujours pour une énergie de surface isotrope, le 5 facteur de forme critique est de l'ordre de 2,75. Pour former un canal enterré, un alignement de puits est donc réalisé de préférence par rapport à une tranchée, les contraintes technologiques sur l'étape de gravure de ces puits étant moins importantes que pour une 10 tranchée. La courbe 12 représentée sur la figure 4A montre l'évolution de ce facteur forme critique pour des tranchées en fonction du degré d'anisotropie du matériau de la couche 102. Sur cette figure 4A, le degré d'anisotropie est défini comme le rapport de 15 l'énergie du plan [311] par rapport à celle du plan [100] de la couche 102, l'énergie du plan [111] étant prise comme égale à celle du plan [100]. La référence 14 désigne la référence isotrope prise pour la courbe 12. 20 On dépose une couche de résine photosensible directement sur la couche 102 pour réaliser un masque de gravure de cette couche 102. La résine est ensuite insolée. Si la résine utilisée est positive, la résine insolée est alors supprimée 25 sélectivement par rapport à la résine non insolée, mettant à nu localement la couche 102. Lorsque la résine est négative, ce sont les zones de résine non insolée qui sont supprimées. On reporte ensuite dans la couche 102 le motif formé par le masque de gravure par 30 une gravure anisotrope, formant les tranchées et/ou puits souhaités dans la couche 102. Sur la figure 2B, 2909368 15 deux puits 108a, 108b sont réalisés de cette manière dans la couche 102. La zone de la couche 102 dans laquelle est réalisé le puit 108a est référencée 111. Il est possible de déposer sur la couche 5 102, avant le dépôt de la résine photosensible, au moins une ou plusieurs couches intermédiaires préservant la sélectivité de la gravure pour la mise en oeuvre d'une ou plusieurs étapes de gravure ultérieures. Ces couches intermédiaires peuvent être un empilement, 10 par exemple de deux sous-couches respectivement à base de dioxyde de silicium et de nitrure de silicium, la sous-couche à base de dioxyde de silicium étant en contact avec la couche 102. Les deux sous-couches peuvent aussi être respectivement à base de carbone 15 amorphe et de dioxyde de silicium, le carbone amorphe étant au contact de la couche 102. Le carbone amorphe peut par exemple être gravé sous un plasma, tel un plasma HBr/Ar/02. Les autres matériaux se gravent de façon standard selon des procédés de gravure connus de 20 l'homme du métier. Il peut y avoir autant d'étapes de gravure que de couches intermédiaires de matériaux différents pour mettre à nu des zones de la couche 102 différentes. On modifie ensuite le degré d'anisotropie 25 de l'énergie de surface de la zone 111 de la couche 102. Sur la figure 2C, on réalise une insolation par un faisceau d'électrons 110, par exemple généré par un microscope électronique à balayage 112, de la zone 111 dans laquelle est réalisé le puit 108a. Cette 30 insolation par faisceau d'électrons réalisée dans une atmosphère carbonée permet de polluer volontairement et 2909368 16 localement le matériau de la couche 102 en craquant des espèces carbonées sous le faisceau d'électrons, c'est-à-dire en dissociant ces espèces pour libérer du carbone sous forme atomique qui est absorbé en surface 5 de la couche 102, au niveau de la zone 111, augmentant l'anisotropie de l'énergie de surface de cette zone 111. Le faisceau d'électrons apporte l'énergie pour réaliser cette dissociation des espèces carbonées. En fonction de l'insolation réalisée (intensité, durée, 10 ...) , il est possible moduler l'énergie de surface de la couche 102, et donc de choisir le nombre de micro-cavités qui se formeront durant la suite du procédé dans l'épaisseur de la couche 102, ainsi que les dimensions et les distances séparant les micro-cavités 15 entre elles. Le faisceau d'électrons 110 peut par exemple avoir une énergie égale à environ 500 eV lorsque la couche 102 a une épaisseur égale à environ 10 nm. Enfin, on réalise une étape de recuit sous 20 atmosphère hydrogénée à pression contrôlée, par exemple comprise entre environ 266 Pa et 100000 Pa, et/ou à température contrôlée, par exemple entre environ 750 C et 1150 C, du dispositif 100, pendant une durée de quelques minutes, par exemple comprise entre environ 1 25 et 10 minutes. La durée de ce recuit peut également être plus longue (plusieurs dizaines de minutes) en fonction de la taille des micro-cavités que l'on veut obtenir et de la quantité de matière à déplacer dans la couche 102 pour les obtenir. Par exemple, la vitesse de 30 formation des micro-cavités est plus élevée lorsque l'on veut réaliser ces micro-cavités à partir de 2909368 17 tranchées plutôt qu'à partir de puits à section circulaire. Au cours de ce recuit, un phénomène de diffusion de surface des atomes a lieu, remplissant les 5 motifs 108a et 108b du matériau de la couche 102 et conduisant à la formation de micro-cavités dans la couche 102. Ces micro-cavités ont une forme sensiblement sphérique dans le cas où la gravure réalisée auparavant était un puit, une forme de tubes 10 creux cylindriques lorsque la gravure réalisée était une tranchée rectangulaire ou une série de puits alignés et rapprochés les uns des autres, ou encore de micro-cavités planaires lorsque la gravure était une pluralité de puits ou de tranchées répartis de manière 15 suffisamment dense dans la couche 102. Sur la figure 2D, on obtient des micro-cavités 114 de forme sensiblement sphérique au niveau des anciens puits 108. Au niveau du puit 108b non insolé, on obtient une micro-cavité 114b. Par contre, grâce à l'insolation 20 réalisée précédemment du puit 108a, on obtient deux micro-cavités 114a au niveau du puit 108a. Les figures 4B à 4D représentent, sur les schémas de droite, des exemples de micro-cavités réalisées dans la couche 102 à partir de tranchées 25 ayant des profils différents, représentées sur les schémas de gauche, à partir du procédé de réalisation selon l'invention. Les paramètres du procédé de réalisation des micro-cavités, tels que la durée, la température de cuisson, la pression, ou encore la 30 modification du degré d'anisotropie, sont similaires pour l'ensemble de ces figures. 2909368 18 Sur la figure 4B, le schéma de gauche représente trois tranchées 16 réalisées dans la couche 102, formant ainsi deux portions 18 de la couche 102. Les tranchées 16 sont ici réalisées sur toute 5 l'épaisseur de la couche 102, c'est-à-dire jusqu'à atteindre la couche 104. Les échelles de dimensions représentées à côté des tranchées 16 et des portions 18 sont normalisées par rapport à la largeur des portions 18 selon l'axe des abscisses (largeur d'une portion = 10 1). Par exemple, sur le schéma de gauche, on voit que les portions 18 ont une hauteur égale à 10 fois la largeur de ces portions 18. Ces portions 18 ont en fait une largeur par exemple comprise entre environ 50 nm et quelques micromètres. Le schéma de droite représente 15 une micro-cavité 20 obtenue après la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, à partir des tranchées 16 et des portions 18 réalisées selon le schéma de gauche. On voit sur le schéma de droite qu'une des parois de la micro-cavité 20 est formée par la couche 104. 20 Sur la figure 4C, une micro-cavité 26, représentée sur la schéma de droite, de section sensiblement circulaire, est obtenue à partir du profil réalisé dans la couche 102 et représenté sur le schéma de gauche. Deux tranchées 16, similaires à celles de la 25 figure 4C, sont réalisées dans la couche 102. Par contre, une tranchée 22 n'atteignant pas la couche 104, est réalisé dans la couche 102, formant ainsi une portion 24 de la couche 102 en forme de U . Sur la figure 4E, deux micro-cavités 20, 30 par exemple similaires à celles de la figure 4C, sont obtenues à partir de quatre tranchées 16, également 2909368 19 similaires aux tranchées 16 de la figure 4C, formant trois portions 18 de la couche 102, similaires à celles de la figure 4C. Un procédé de réalisation de micro-cavités 5 selon un second mode de réalisation va maintenant être décrit en liaison avec les figures 3A à 3C. Sur la figure 3A, on réalise une implantation ionique d'au moins une espèce chimique à même de modifier l'énergie de surface dans une zone 118 10 du matériau de la couche 102 du dispositif 100, par exemple similaire au dispositif 100 de la figure 2A. L'espèce chimique peut par exemple être implantée sur tout ou partie de l'épaisseur de la couche destinée à recevoir cette espèce chimique. Cette implantation peut15 être réalisée par un faisceau d'ions dont l'énergie est par exemple comprise entre environ 5 keV et 15 keV, en fonction de l'épaisseur d'implantation désirée. L'espèce chimique implantée, par exemple sous forme ionique, peut être des atomes d'arsenic et/ou de 20 phosphore et/ou du difluorure de bore. Les concentrations atomiques de ces espèces obtenues après implantation peuvent, en fonction de la profondeur dans la couche 102, être comprises entre 0 et 10e21 atomes/cm3. Un masque 116 est disposé sur la face 25 supérieure de la couche 102, et défini les zones de la couche 102 dans lesquelles est implantée l'espèce chimique. Sur la figure 3A, seule une zone 118 située au niveau du puits 108a réalisé sur la figure 2B n'est pas recouverte par le masque 116. Cette étape 30 d'implantation permet de définir des zones implantées, 118 sur la figure 3A, et des zones non implantées dans 2909368 20 lesquelles des tranchées ou puits sont ensuite réalisés. Dans le cas où la couche 102 est à base de silicium (respectivement de germanium), l'espèce implantée peut également être du germanium 5 (respectivement du silicium) afin d'obtenir localement une zone 118 à base d'un alliage de silicium et de germanium. On supprime ensuite le masque de gravure 116 et on réalise, dans la couche 102, par 10 photolithographie et gravure, des motifs tels que des tranchées ou des puits, par exemple de manière similaire au premier mode de réalisation. Sur la figure 3B, deux puits 108a et 108b, similaires aux puits 108a et 108b de la figure 2B, sont réalisés dans la couche 15 102. Enfin, on réalise une étape de recuit, par exemple dans des conditions de température et de pression similaires à celles du recuit du procédé selon le premier mode de réalisation. Comme représenté sur la 20 figure 3C, au niveau du puit 108b non insolé, on obtient une micro-cavité 114b, par exemple similaire à celle représentée sur la figure 2D. Grâce à l'implantation de l'espèce chimique dans la zone 118 réalisée précédemment, on obtient deux micro-cavités 25 114a au niveau du puit 108a, par exemple similaires à celles représentées sur la figure 2D. Là encore, en fonction des paramètres d'implantation de l'espèce chimique, il est possible moduler l'énergie de surface de la couche 102, et donc 30 de choisir le nombre de micro-cavités qui se formeront durant la suite du procédé dans l'épaisseur de la 2909368 21 couche 102, ainsi que les dimensions et les distances séparant les micro-cavités entre elles. Les courbes 28 et 30 des figures 4E et 4F donnent respectivement, la profondeur minimale sous la 5 face supérieure de la couche 102 et le rayon minimal d'une micro-cavité obtenue dans la couche 102 en fonction du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la couche 102. Sur ces figures, le degré d'anisotropie est défini comme le rapport de l'énergie 10 du plan [311] par rapport à celle du plan [100] de la couche 102, l'énergie du plan [111] étant prise comme égale à celle du plan [100]. Les références 32 et 34 désigne respectivement les références isotropes prises pour les courbes 28 et 30. De plus, la profondeur et le 15 rayon sont considérés comme minimum car chaque point correspond à un calcul effectué pour une tranchée donc le facteur de forme est peu supérieur au facteur de forme critique. Enfin, la profondeur et le rayon sont des grandeurs adimensionnalisées car les mesures sont 20 divisées par la largeur de la tranchée prise constante. Les procédés de réalisations décrits précédemment ont été mis en oeuvre à partir d'une couche 102 à base de semi-conducteur faisant partie d'un substrat SOI formé à partir des couches 102, 104 et du 25 substrat 106. Ces procédés de réalisation peuvent également être mis en oeuvre à partir d'un simple substrat à base de semi-conducteur ( bulk en anglais). Avec un procédé tel que décrit précédemment 30 selon l'un des premier ou second modes de réalisation, il est également possible de réaliser un substrat à 2909368 22 micro-cavités, par exemple de type SON, servant de support à des dispositifs semi-conducteurs, les dispositifs semi-conducteurs pouvant fonctionner en interaction avec les micro-cavités. 5 Un tel dispositif 200 est par exemple représenté sur la figure 5. Ce dispositif 200 comporte un substrat 202, par exemple à base de silicium monocristallin, comportant au moins une micro-cavité formant un micro-canal enterré 204, réalisé par un 10 procédé de réalisation de micro-cavité tel que décrit précédemment selon l'un du premier ou du second mode de réalisation. Le dispositif 200 comporte un transistor de type MOS 206 réalisé sur le substrat 202. Ce transistor 15 206 comporte une grille 208 et un oxyde de grille 210 réalisé sur le substrat 202, au dessus du micro-canal enterré 204. Le transistor 206 comporte également des zones de source et de drain, respectivement 212 et 214, réalisées dans le substrat 202, au dessus du 20 micro-canal enterré 204. Enfin, le transistor 206 comporte, dans le substrat 202, entre les zones de source 212 et de drain 214 et entre l'oxyde de grille 210 et le micro-canal enterré 204, une zone de canal 216. 25 Le transistor MOS 206 peut être réalisé selon un procédé de réalisation standard en réalisant tout d'abord les zones de source 212 et de drain 214 par implantation de dopants, réalisation de l'oxyde de grille 210 par oxydation, dopage de la zone de canal 30 216 par implantation de dopants et dépôt des électrodes métalliques de grille 208, de source et de drain (les 2909368 23 électrodes de source et de drain ne sont pas représentées sur la figure 5. Il est possible de réaliser une étape d'amincissement de la portion de matériau 5 semi-conducteur du substrat 202 située au-dessus du micro-canal enterré 204 et formant la zone de canal 216 du transistor 206, par exemple par oxydation sacrificielle ou polissage mécano-chimique de cette portion. Des motifs de contrôle peuvent être 10 positionnés de part et d'autre de la zone du substrat 202 dans laquelle le micro-canal enterré 204 est formé lors du recuit selon le procédé de réalisation de micro-cavité tel que décrit plus haut. Ces motifs consistent en une série de puits donnant lieu, après 15 recuit, à un micro-canal, ou à des micro-cavités, enterré, plus proche de la surface du substrat 202 destinée à recevoir le transistor 206 que ne le sera le micro-canal enterré 204. Lors de l'étape d'amincissement, ce micro-canal, ou ces micro-cavités, 20 de contrôle est donc atteint avant de pouvoir atteindre le micro-canal enterré et sert de motif d'arrêt à l'amincissement. Le micro-canal, ou les micro-cavités, de contrôle peut être comblé par exemple par du dioxyde de silicium. Il peut aussi être oxydé et comblé avant 25 l'étape d'amincissement moyennant une étape de gravure pour y accéder. Cette étape pourra, par la même occasion, être une étape de formation de tranchées d'isolation électrique autour du dispositif 200, pour assurer l'isolation électrique latérale du dispositif 30 200 avec d'autres dispositifs, similaires ou non au dispositif 200, réalisés également sur le substrat 202. 2909368 24 Le dispositif 200 comporte également des ouvertures 218 réalisées dans le substrat 202 et permettant d'accéder au canal enterré 204. Ces ouvertures 218 sont par exemple réalisées par gravure 5 RIE après la réalisation du transistor 206. Le dispositif 200 est ici utilisé pour la détection d'espèces chargées électriquement capables de modifier le comportement électrique du transistor 206, ces espèces étant portées dans un fluide circulant dans 10 le canal enterré 204, pouvant être introduit dans le canal enterré 204 grâce aux ouvertures 218. Cette détection d'espèces chargées électriquement se base sur une variation de conductance du transistor 206. L'interaction coulombienne entre les porteurs de charge 15 transitant dans le canal 216 et les espèces ioniques piégées à la surface du canal enterré 204 modifie la résistance du canal électrique 216. L'une des grandeurs modifiées est alors la pente sous le seuil, c'est-à-dire la pente de la courbe Id (courant de drain) en 20 fonction de Vg (tension de grille) lorsque la tension de grille est inférieure à la tension dite du seuil au-delà de laquelle le courant n'augmente plus. Le dispositif 200 réalise ainsi un ISFET ( Ion Sensitive Field Effect Transistor en anglais, 25 ou transistor à effet de champ sensible aux ions) qui ne nécessite pas d'électrode de référence externe contrairement aux dispositifs ISFET de l'art antérieur, par exemple décrit dans le document Thirty years of ISFETOLOGY. What happened in the past 30 years and what 30 may happen in the next 30 years de P. Bergveld, Sensors and Actuators B 88 (2003), pages 1 à 20. Il est 2909368 25 également possible de faire circuler ce fluide dans le canal enterré 204 avec pour entrée / sortie les ouvertures 218. Il est également possible de réaliser, 5 grâce au procédé de réalisation de micro-cavités décrit précédemment, un transistor double-grille en réalisant une ouverture pour accéder à la micro-cavité, en déposant ensuite un matériau diélectrique sur les parois de la micro-cavité, par exemple en l'oxydant, 10 puis en remplissant la micro-cavité enterrée par un matériau de grille. Le procédé de réalisation de micro-cavités peut également être mis en oeuvre dans un substrat SOI. Ainsi, on peut obtenir des micro-cavités ou 15 micro-canaux réalisés dans le substrat SOI, formés dans la couche supérieure semi-conductrice et non dans la couche de diélectrique enterrée, à partir de puits ou tranchées réalisés jusqu'à la surface de la couche de diélectrique enterrée. Ces micro-cavités ou 20 micro-canaux sont donc entourés au moins partiellement par le matériau de la couche supérieure semi-conductrice et par la couche diélectrique. Enfin, un transistor double-grille ou un dispositif ISFET tel que décrit précédemment peut également être réalisé sur 25 un substrat SOI. De manière générale, le procédé de réalisation de micro-cavités peut être mis en oeuvre pour tous les domaines d'applications des dispositifs à micro-cavités décrits précédemment. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'au moins une micro-cavité (114a), comportant au moins les étapes de : réalisation d'au moins un puit (108a) et/ou une tranchée dans au moins une zone (111, 118) d'une couche (102) à base d'un matériau monocristallin ou amorphe, recuit sous atmosphère hydrogénée de la couche (102) de manière à transformer le puit (108a) et/ou la tranchée en une ou plusieurs micro-cavités (114a), et comportant en outre au moins une étape de modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone (111, 118) de la couche (102), réalisée avant l'étape de recuit. 2. Procédé selon la revendication 1, le puit (108a) et/ou la tranchée étant réalisés par photolithographie et gravure. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, la modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone (111) de la couche (102) étant mise en oeuvre par une insolation de la zone (111) de la couche (102) par au moins un faisceau d'électrons (110) après l'étape de réalisation du puit (108a) et/ou de la tranchée. 2909368 27 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, la modification du degré d'anisotropie de l'énergie de surface de la zone (118) de la couche (102) étant mise en oeuvre par implantation d'espèces 5 chimiques dans la zone (118) de la couche (102) avant l'étape de réalisation du puit (108a) et/ou de la tranchée. 5. Procédé selon la revendication 4, les 10 espèces chimiques implantées comportant des atomes d'arsenic et/ou de phosphore et/ou de difluorure de bore. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 15 ou 5, les espèces chimiques étant implantées par au moins un faisceau d'ions. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le recuit étant réalisé à une température 20 comprise entre environ 750 C et 1150 C et/ou à une pression comprise entre environ 266 Pa et 100000 Pa. 8. Dispositif (100, 200) comportant au moins une couche (102, 202) monocristalline ou amorphe, 25 dans laquelle est réalisée au moins une micro-cavité (114a, 204) obtenue par la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Dispositif (100) selon la revendication 30 8, la couche (102) monocristalline ou amorphe étant une couche de silicium d'un substrat SOI (102, 104, 106). 2909368 28 10. Dispositif (200) selon l'une des revendications 8 ou 9, comportant en outre au moins un transistor (206) de type MOS réalisé sur la couche (202) monocristalline ou amorphe, au dessus de la 5 micro- cavité (204). 11. Dispositif (200) selon l'une des revendications 8 à 10, comportant en outre au moins une ouverture (218) réalisée dans la couche (202) 10 monocristalline ou amorphe, reliant la micro-cavité (204) à une face extérieure de la couche (202) monocristalline ou amorphe. 12. Dispositif (200) selon l'une des 15 revendications 8 à 11, les parois de la micro-cavité (204) étant recouvertes d'une couche à base d'un matériau diélectrique et la micro-cavité (204) est remplie d'un matériau conducteur.