Brevet FR2926670A1 — publié le 20090724

PROCr u' 1 E PRODIJCTION D'IjNE ' 1'tE LIÉE La présente invention concerne une manière permettant d'empêcher efficacement la détérioration de la rugosité de surface et i apparition de défauts résultant en particulier d'une couche contenant des ions d'oyv~nc implantés dans la production d'une tranche liée. Comme procédé de production traditionnel d'une tranche liée, il existe un procédé connu dans lequel une tranche de silicium possédant un film d'oxyde (film isolant) est poncé à une autre tranche de silicium, puis un côté de la tranche liée résultante est poncé et poli pour former une couche SOI (procédé de ponçage-polissage), un procédé dans lequel des ions d'oxygène sont implantés à l'intérieur d'une tranche de silicium, puis un recuit est mené à température élevée pour former un film d'oxyde enfoui dans la tranche de silicium, et une partie supérieure du film d'oxyde donne une couche SOI (SIMOX), et un procédé dans lequel des ions d'hydrogène ou équivalent sont implantés dans une partie de couche de surface d'une tranche de silicium pour couche SOI (tranche pour couche active) pour former une couche contenant des ions implantés, puis la tranche est liée à une tranche de silicium pour substrat de support et la tranche liée est exfoliée au niveau de la couche contenant des ions implantés par l'intermédiaire d'un traitement thermique pour former une couche SOI (procédé Smart-eut). Cependant, parmi les procédés mentionnés ci-dessus, le procédé de ponçage- polissage présente comme problème que l'uniformité de l'épaisseur de la couche active est médiocre (+ 30 % ou plus). Par ailleurs, le procédé utilisant l'implantation des ions d'oxygène (SIMOX) présente comme problème que des structures SOI i.aät différentes ls cristallines ne peuvent pas être produites afin d'intercaler la couche isolante. Pou] 'soudre les problèmes précédemment mentionnés, les in nted]s ont déjà dé\ avec le pro cc lé combinant le procédé d'implantation d'o udficafion-polissage, c'est-à-dire � un procédé de pioduuLioii dol 0-anclie Ilà banche pour ssédant ou30 une couche contenant des ions d� s dans la couche active, une étape où le tranche pour couche active est soumise à un traitement thermique à une température qui n'est pas inférieure à 1 100 °C sous une atmosphère non oxydante, une étape de liaison de la tranche pour couche active à une tranche pour couche de support, une etape où un traitement thermique est mené pour accroître la force d'adhérence, une étape de ponçage d'une partie de la tranche pour couche active dans la tranche liée résultante à proximité de la couche contenant des ions d'oxygène implantés, une étape de polissage ou de décapage supplémentaire de la tranche pour couche active pour exposer la couche contenant des ions d'oxygène implantés, une étape d'oxydation de la tranche liée pour former un film d'oxyde sur la surface exposer de la couche contenant des ions d'oxygène implantés, une étape d'élimination du film d'oxyde et une étape de traitement thermique à une température ne dépassant parmi 1 100 'C sous une atmosphère non oxydante �, qu'ils ont décrit dans la demande de brevet japonais No. 2006-184 237 (correspondant au document JP-A- 2008-016 534 publié le 24 janvier 2008). Grâce au procédé décrit dans la demande de brevet précédemment mentionnée, il est possible de fournir directement une tranche liée dont l'uniformité d'épaisseur de la couche active est excellente et présentant relativement moins de défauts, tel qu'évalué par un microscope électronique à transmission (MET). L'invention concerne l'amélioration de la technique de production de la tranche liée décrite dans la demande de brevet précédemment mentionnée et propose un procédé de production d'une tranche liée qui réduit davantage l'apparition de défauts. Les inventeurs ont réalisé diverses études afin de réduire davantage les défauts de la tranche dans le procédé de production de la tranche liée décrit dans la demande de brevet précédemment mentionnée, et ils ont trouvé que l'objet souhaité est atteint de manière ai, antageuse en din isant la phase unique classique d'implantation d'ions d'c en den', en optiE nions d'implantation des ions dans chacune des L en partietti:^ilii. ,,T-en 1s ' ilii luet 1. L 1,11 Un pl de production anche liée en liant un tl.lncl pour couche active à une tranche pour couche de support avec ou sans filin ivolant puis en amincissant la tranche pour couche active, comprenant successivement : (1) une étape de formation d'une couche contenant des ions d'c x.^g'. ne implantés dans la tranche pour couche active par l'intermédiaire d'au moins deux phases comprenant une première phase d'implantation consistant à implanter des ions d'oxygène à une dose de 2 x 1016 à 5 x atomes/cm2 dans la tranche pour couche active qui est à une température qui n'est pas inférieure à 200 'C et une seconde phase d'implantation consistant à implanter des ions d'oxygène à une dose de 1 x 1015 à 2 x 1016 atomes/cm2 dans la tranche pour couche active qui est à une température inférieure à 200 °C (2) une étape où la tranche pour couche active est soumise à un premier traitement thermique à une température qui n'est pas inférieure à 1 000 °c sous une atmosphère non oxydante (3) une étape de liaison de la tranche pour couche active à la tranche pour couche de support, directement ou avec un film isolant ; (4) une étape où la tranche liée est soumise à un second traitement thermique pour améliorer la force d'adhérence (5) une étape d'amincissement d'une partie de la tranche pour couche active dans la tranche liée pour exposer la couche contenant des ions d'oxygène implantés ; (6) une étape d'élimination de la couche contenant des ions d'oxygène implantés de la tranche pour couche active dans la tranche liée ; et (7) une étape d'aplanissement et/ou d'amincissement de la surface de la tranche pour couche active dans la tranche liée. Selon un mode de réalisation, l'invention se rapporte à un procédé de production d'une tranche liée selon l'invention dans lequel une orientation cristalline de c?na(L face de tranche dans la tranche liée est une combinaison de (100) et de Selon l'invention. il peut être k i ,1 le manière stable la trancU 4 la figure 1 est un schéma de procédé représentant les étapes de production selon le procédé de l'invention ; la figure 2(a) est une microphotographie optique représentant un défaut cristallin de forme ellipsoïdale généré sur une surface de tranche obtenue dans 5 l'exemple 1 ; la figure 2(b) est une microphotographie optique représentant un défaut cristallin de forme linéaire généré sur une surface de tranche obtenue dans l'exemple 7. la figure 3 est une photographie d'une coupe d'un défaut cristallin de forme 10 linéaire observée au MET ; et la figure 4 est un graphique représentant l'influence d'une dose dans la première et de la seconde implantation d'ions d'oxygène sur la densité de défauts d'une tranche. L'invention va être concrètement décrite ci-dessous. 15 Tout d'abord, l'arrière-plan de l'élucidation de l'invention va être décrit. Comme précédemment mentionné, l'implantation d'ions d'oxygène classique a été menée lors d'une phase unique dans des conditions de tension d'accélération de 150 keV et à une dose d'environ 5,0 x 1016 atomes/cm'. Les inventeurs ont inspecté la densité de défauts sur la tranche de silicium pour couche active après 20 l'implantation des ions d'oxygène dans les conditions mentionnées précédemment et ont trouvé qu'il existe un ou plusieurs défauts par cm', tel qu'évalué de manière macroscopique par un procédé d'évaluation des défauts (observation ou évaluation au microscope optique des défauts HF). Comme cause du fait précédent, il est considéré que l'endommagement lors 25 de l'étape d'implantation des ions est important et commence à générer des défauts quand les ions d'oxygène implantés sont convertis en précipités à base d'oxygène (SiO2) par un traitement thermique sous une atm-sphère réductrice avant la liaison ou un traiteme. thermique pour a,croître d'adhe ncc après la 1 ai son, lesquels pfilG[ïi`Iii à travers le e, la che acti\ e. qui à L'implantation des ions d'oxygène e t divisée en deux phases. Dans une première phase, l'implantation des ions d'ox^ gené est mente In de former une couche de SiO2 jouant le rôle de couche d'arrêt de polissage ou de couche d'arrêt de ~lêcapage. Puisque cette implantation d'ions nécessite une dose importante (2 x 1016 à 1017 - 5 5 101atomes:cm2), il est cependant nécessaire d'augmenter la température du substrat à plus de 200 °C afin de minimiser autant que possible les défauts lors de l'implantation. Ensuite, la seconde phase d'implantation d'ions d'oxygène est menée à une dose relativement petite (1 x 1015 à 2 x lois atomes/cm2) dans une phase où la température du substrat est inférieure à 200 °C. Bien que la dose dans la seconde phase soit petite, puisque les ions d'oxygène sont implantés à une température plus basse, une couche amorphe se forme au voisinage d'une couche de surface du substrat. Par conséquent, la croissance des défauts cristallins générés quand les ions d'oxygène implantés pendant la première phase sont convertis en précipités à base d'oxygène (SiO2) par un traitement thermique lors d'une étape ultérieure est supprimée par la couche amorphe formée lors de la seconde phase d'implantation des ions. Grâce au mécanisme précédemment mentionné, les défauts cristallins sur la 20 couche de surface de la tranche liée peuvent être réduits. Tout d'abord, l'invention va être concrètement décrite par rapport à un substrat de la tranche liée et à chaque étape de production selon le schéma de procédé représenté sur la figure 1. Lors de la production de la tranche liée, deux tranches de silicium, c'est-à-dire 25 une tranche pour couche active et une tranche pour couche de support, sont lis ,..s l'une à l'autre. L'invention peut s'appliquer au cas où la liaison des deux tranches est réalisée avec un film isolant (film d'ex et également au cas où les deux tranches sont direetem " liées sans t, 30 lent. ne sont - eut que Ichc C. 6 COP en optimisant les conditions d'étiré. en CZ, un procédé consi- -0 à soumettre une L i,inL Ile à un traitement thermique à to inpérature 1 d'au moins 1 000 °C sous une atmosphère réductrice après travail au miroir, un procédé consistant à faire croître du silicium de manière épitaxiale sur la tranche par CVD ou équivalent, et ainsi de suite. Dans un tel procédé de production de tranche liée, l'invention empêche de manière efficace la détérioration de la rugosité de surface et l'apparition de défauts, que l'on peut craindre quand l'épaisseur du film isolant est d'au plus 50 nm, en particulier quand le film isolant n'existe pas. (1) Étape d'implantation d'ions d'oxygène dans une tranche pour couche active Dans l'invention, la tension d'accélération lors de l'implantation des ions d'oxygène peut être choisie de manière appropriée en fonction de l'épaisseur de la couche active dans le produit final et n'est pas particulièrement limitée. Par conséquent, l'implantation des ions d'oxygène peut être réalisée à une tension d'accélération d'environ 100 keV à 300 keV pour un dispositif d'implantation d'ions d'oxygène classique. Dans la première phase d'implantation d'ions d'oxygène, la dose doit être située dans une plage allant de 2 x 1016 à 5 x 1017 atomes/cm2. Quand la dose dans la première phase d'implantation d'ions d'oxygène est inférieure à 2 x 1016 atomes/cm2, la couche de SiO2 ne se forme pas suffisamment et l'arrêt du polissage ne peut pas être réalisé correctement, tandis que quand elle dépasse 5 x 101 ` atomes/cm2, même si l'implantation est menée à une température de substrat plus élevée, l'endommagement dû à l'implantation devient important et le nombre de défauts augmente. Une dose prcce.c pour réaliser l'arrêt du polissage va de 2 x 1016 à 2 x 1oi' atomes/cm2, Par ailleurs, quand l'arrêt du décapage est réalisé avec une solu ' -,1-i alcaline, la couche de SiO2 en tant que couche d'arrêt doit être totalement que la dose est de ir011 1 x 1017 à co: n (à:àà turc trat d 7 dép., pas 600 'C. De plus, si la température L 600 'C, il est difficile de chaut er c substrat lors de l'implantation des ions. Dans la seconde implantation d'ions d'oxygène, la dose doit être située dans une plage allant de 1 x Io' à 2 x 101'' ,aoines cm2. Quand la dose dans la seconde implantation d'ions d'o xy gene est inférieure ,t 1 x Io' atomes/cm.`, une couche amorphe n'est pas suffisamment formée et l'effet d'arrêt de la croissance des défauts cristallins est petit, tandis que quand elle dépasse 2 x 1016 atomes/cm2, la totalité de la couche de surface devient amorphe et la couche active ne forme pas un monocristal. Dans la seconde implantation d'ions d'oxygène, la température du substrat doit être inférieure à 200 °C. Quand elle dépasse 200 'C, la couche amorphe n'est pas suffisamment formée et l'effet d'arrêt de la croissance des défauts cristallins est petit. De préférence, la température du substrat n'est pas inférieure à la température ambiante (environ 20 °C) et ne dépasse pas 100 'C. De plus, afin que la température ne dépasse pas la température ambiante, il est nécessaire d'ajouter un mécanisme pour forcer le refroidissement de la tranche dans le dispositif d'implantation. En outre, il est avantageux de réaliser un nettoyage entre la première et la seconde phase d'implantation des ions. Ceci s'explique par le fait que des particules générées dans la première phase d'implantation des ions jouent le rôle de masques dans la seconde phase d'implantation des ions et, par conséquent, les ions ne peuvent pas être implantés au niveau des parties correspondant aux particules. Il en découle que la formation amorphe n'est pas suffisante dans ces parties et donc qu'il existe un risque que la chasse aux défauts soit une cause de production de défauts. De manière similaire, la première phase d'implantation des ions peut être divisée en plusieurs phases, et un nettoyage peut être réalisé entre elles. De plus, en tant que moyen de nettoyage, il est préférable d'utiliser du SC1, du HF, du 03 et un acide organique préseluäint d'excellentes performances pour élis iner les particules. D plus, un ilié. ne t, ac_t par frottement pour éliminer physique n 's particules pcd est soumise à un traitement thermique iL une tenii alure d'au moins 1 000 °C sous une atmosphère non o d*hydrene d' il gon ou équivalent. Il en résulte que la forme de la couche contenant des ions d'oxygène implantés devient relativement continue, la rugosité de surface est extrêmement améliorée et l'apparition de défauts peut être supprimée lors d'une exposition ultérieure de la couche contenant des ions d'oxygène implantés. La température du traitement thermique ne doit pas être inférieure à 1 000 °C, comme précédemment mentionné. Quand la température de traitement thermique est inférieure à 1 000 °C, une couche contenant des ions d'oxygène implantés présentant une continuité suffisante ne se forme pas, et seulement un résultat similaire au cas où le traitement thermique ne serait pas réalisé est obtenu. Par ailleurs, si la température du traitement thermique dépasse 1 250 °C, on peut craindre la génération d'un déplacement par glissement. Par conséquent, la température du traitement thermique est de préférence dans une plage allant de 1 000 'C à 1 250 'C. En particulier, une condition préférable pour l'arrêt du polissage est que la tranche soit maintenue à une température de 1 000 °C à 1 200 'C pendant plus d'une heure. Par ailleurs, quand l'arrêt du décapage est réalisé avec une solution alcaline, la couche de SiO2 en tant que couche d'arrêt doit être totalement continue, il est préférable que la tranche soit maintenue à une température de 1 200 'C à 1 350 'C pendant plus de 5 heures. De plus, le traitement thermique n'est pas particulièrement limité car il peut être réalisé non seulement dans un four intermittent, mais également avec divers systèmes de chauffage tels qu'un chauffage à lampe à alimentation feuille à feuille, un chauffage par résistance, un recuit éclair et équivalents. De préférence, le traitement thermique est réalisé pendant au moins 1 heure quand le four intermittent est utilisé, et pendant au moins 10 secondes quand le four à alimentation feuille à feuille est utilisé. Fil bref, il est suffis,,nt .1' 'l i 01 se r la durée du traitement thermique pour chacun des 'Is en ce - 9 de liaison de la tranche pour couche active à 1.1 anche pour couche de Ensuite, la tranche pour couche active est liée à là 'anche pour couche de support. Dans cc cas, les deux tranches peuvent être liées l'une a l'autre avec ou sans 5 film isolant. Quand la liaison est réalisée avec le film isolant, il est préférable d'utiliser un film d'oxyde (SiO2), un film de nitrure (Si3N4) ou équivalent comme film isolant. Le procédé de formation de film est de préférence un traitement thermique sous une atmosphère oxydante ou sous une atmosphère d'azote (oxydation thermique, 10 nitruration thermique), la CVD et ainsi de suite. On peut utiliser comme oxydation thermique une oxydation à l'état humide utilisant de la vapeur d'eau en plus de l'oxygène gazeux. De plus, le film isolant peut être formé sur la face avant du substrat avant ou après l'implantation des ions d'oxygène. En outre, la formation du film isolant peut être réalisée soit sur la tranche pour couche active, soit sur la 15 tranche pour couche de support, ou sur les deux. En outre, un traitement de nettoyage est nécessaire avant la liaison pour supprimer l'apparition de vides dus aux particules. Comme moyen de nettoyage, on peut utiliser de manière efficace un procédé général permettant de nettoyer une tranche de silicium avec SC1+SC2, HF+03, un acide organique ou une combinaison 20 de ceux-ci. De plus, il est avantageux que la surface de silicium soit soumise, avant la liaison, à un traitement d'activation avec un plasma utilisant de l'oxygène, de l'azote, He, H2, Ar ou une atmosphère contenant un mélange de ceux-ci pour augmenter la force d'adhérence. 25 Dans le cas de la liaison directe, l'eau adsorbée sur la surface à lier se change en SiO2 lors du traitement thermique ultérieur, laquelle se trouve au niveau de l'interface de liaison, de sorte que la formation de SiO2 peut être sui-primée en nette v ,,s avec Tot HF puis en liant ers face', ,bes l'une à cJLJt au niveau de , -- de faisan pour entsuï 30 rame dispositif. 10 )11* traif enl ent tl force d'a 'née 1 lailenlent l'.11néllo, la force d'adbel cat est de préférence réalisé à une température d'au moins 1 100 °C pendant au moins 1 heure afin d'améliorer su rrisamment la force d'adhérence. L'atmosphère n'est pas particulièrement limitée, mais une atmosphère oxydante est utilisée pour protéger la face arrière de la tranche au moment des étapes de rectification, de polissage et de décapage utilisées dans l'étape ultérieure de réduction de l'épaisseur de la partie de la tranche pour couche active ou l'étape ultérieure d'exposition de la couche contenant des ions d'oxygène implantés. Par conséquent, un film d'oxyde possédant une épaisseur d'au moins 150 nm est de préférence formé. 5 Étape d'amincissement de tranche pour couche active afin d'exposer la couche contenant des ions d'oxygène implantés Comme procédé d'exposition de la couche contenant des ions d'oxygène implantés, on peut utiliser le ponçage, le polissage, le décapage ou une combinaison de ceux-ci. Ils peuvent être choisis de manière appropriée en prenant en compte les coûts nécessaires à l'amincissement (les coûts de la vitesse du traitement et du dispositif de traitement). En général, le ponçage est avantageux en termes de coûts. Le ponçage de la tranche pour couche active dans la tranche liée est réalisé par un travail mécanique. Dans ce ponçage, une partie de la tranche pour couche active est laissée sur le côté de la surface de la couche contenant des ions d'oxygène implantés. L'épaisseur de la partie de la tranche pour couche active à laisser n'est pas particulièrement limitée. La tranche pour couche active est de préférence poncée juste avant la couche contenant des ions d'oxygène implantés afin de diminuer la durée de l'étape suivante de décapage alcalin ou de polissage. Cependant, en prenant en compte la précision du dis*, sitif de ponçage et la prer.-ndeur des endcnn-zements dus au perçage - 2 p.m), - du IL siduel de Si est de 1C !! De manié couche contenant des ions , s est exp, pal. p nç age ou ,ideapage, comme décrit ci-dessous. ProL édé de ponçage (arrêt du 5 Quand le procédé de ponçage est utilisé en tant que traitement pour amincir la couche, il est préférable de mener le ponçage tout en utilisant une solution de ponçage ayant une concentration d'abrasif d'au plus 1 % en poids. Comme solution de ponçage, on peut mentionner une solution alcaline ayant une concentration d'abrasif (par exemple, de la silice) d'au plus 1 % co poids. De plus, la solution 10 alcaline est de préférence une solution d'alcalin inorganique (KOH, NaOH ou équivalent), une solution d'alcalin organique (par exemple, la pipérazine composée principalement d'amine, d'éthylène diamine ou équivalent) ou une solution contenant un mélange de ceux-ci. Dans ce procédé de ponçage, puisque la concentration en abrasif est d'au plus 15 1 % en poids, l'action mécanique de ponçage avec les abrasifs est à peine provoquée, et l'action chimique de ponçage est favorisée. Par conséquent, une partie (couche de Si) de la tranche pour couche active est poncée par l'action chimique de ponçage avec la solution alcaline. Puisque le rapport entre les vitesses de décapage de Si et SiO2 de la solution alcaline est élevé, la couche de Si en tant que partie de la tranche 20 pour couche active peut être poncée de manière efficace, tandis que la couche de SiO2 est à peine poncée. Même si la précision mécanique du dispositif de ponçage n'est pas suffisante, seule la couche de Si est poncée sans que la couche contenant des ions d'oxygène implantés soit poncée de manière importante, de sorte que la couche contenant des ions d'oxygène implantés peut être exposée uniformément. 75 De plus, par rapport au procédé suivant de décapage le mérite du procédé de ponçage est qu'un film mince ayant une cxcc(/,(c uniformité d'épaisseur dans le plan peut être formé sans endommagc la couche active de Si en tant que partie de la face a.\ al Il uc }a tranche ~c s'tun; ~m!~/ pulo ;AL 1tei tant des ions d', r, in-1i,û-, icu luo1éu u'c8{~z` un~ 30 couche de S102 to'ai. ,1L,,t 12 Procédé de décapage arrêt du ' Dans le traitement d'amincissement de film ci-dessus, la face avant de la tranche de silicium située du côté du ponçage de la couche contenant des ions d'ox^ gcrie implantés peut également être éliminée en utilisant une solution alcaline de décapage. Comme solution alcaline de décapage, on peut utiliser, par exemple, KOH, NaOH ou équivalent. De plus, une solution aqueuse d'hydroxyde de tétraméthyl ammonium (TMAH) ayant un rapport de vitesses de décapage élevé (sélectivité) entre le silicium et SiO2 peut être utilisée. L'utilisation du TMAH est davantage préférée, car il ne contient pas d'ion métallique, comme K ou Na, et est moins sous l'influence du dispositif. Quand la couche de SiO2 formée dans la couche contenant des ions d'oxygène implantés n'est pas continue, la solution alcaline peut s'insérer à partir d'espaces entre les particules de SiO2 et retirer une partie de la couche active. Afin d'empêcher ce phénomène, il est préférable que le traitement thermique avant la liaison et/ou le traitement thermique pour augmenter la force d'adhérence soit mené à une température élevée d'au moins 1 200 °C pendant au moins 5 heures. Combinaison du procédé de décapage et du procédé de ponçage La couche contenant des ions d'oxygène implantés peut être exposée à une 20 combinaison du procédé de décapage et du procédé de ponçage. En particulier, quand le Si est décapé avant le ponçage, la limite entre la terrasse (une région périphérique externe de 1 mm à 3 mm ne liant pas deux tranches l'une à l'autre) et la région liée devient lisse, ce qui supprime l'apparition de particules. De plus, seule la terrasse peut être rectifiée avant le procédé de ponçage. 25 (6) Étape d'élimination de la couche contenant des ions d'oxygène implantés La couche c., ' nant des in 11, d'oxyoC,ne implantés exposée doit être élira:; car dc s n de SiO2 ou ' ai tati,._ n ions exist .'n[ à l'imerléun Comnié procédé é:i. mination, on peul nentionner Liii. 30 procédé de décap procédé d'oxydation, un procédé dé équivalents. Ce rlocede de (ILL Tage rst un procédé permettant d'éliminer le SiO2 par immersion dans une solution de 1 1 . la tranche étant immergée dans une solution de HF à 3 % à 50 % pendant environ 1 à 30 minutes. Dans le cas de la tranche liée ,t\ le film d'oxyde, puisque le film d'oxyde est exposé au niveau de la partie périphérique (terrasse) de la tranche, le film d'oxyde est éliminé par décapage par immersion dans une solution de HF de concentration élevée pendant une longue durée. Si la quantité décapée est grande, la couche active est exfoliée au niveau de la partie périphérique de la tranche, ce qui entraîne l'apparition de particules. Par conséquent, il est préférable qu'un objectif pour l'élimination du SiO2 soit une situation dans laquelle la surface de la tranche dans sa globalité devienne une surface hydrophobe. De plus, la couche contenant des ions d'oxygène implantés est une couche mixte de SiO2 et de Si dépendant de la dose oxygène et des conditions de traitement thermique qui ne peut pas être totalement éliminée par une immersion dans le HF. Quel que soit le cas, quand le traitement thermique avant la liaison ou le traitement thermique pour renforcer la force d'adhérence est un traitement de courte durée réalisé à basse température ne formant pas une couche de SiO2 complète, les défauts cristallins existant au voisinage de la couche contenant des ions d'oxygène implantés ne peuvent pas être totalement éliminés, de sorte qu'une étape d'élimination de la région contenant des défauts est également nécessaire. Procédé d'oxydation Ce procédé comprend une étape de formation d'un film d'oxyde ayant une 25 épaisseur donnée sur la surface exposée de la couche contenant des ions d'oxygène implantés et une étape d'élimination du film d'oxyde résultant. Puisqu'il est ifiîsnnt de mener lb a titi idrnosphè oxydante, la température de trait lent n'est pas part i i .; est de pré H-eilec de 600 °C à o dans l'alun ère T\-2, 30 Cependar 13 14 thermique. Quand l'oxydation est 'i plus basse, une oxydation à l'état humide utilisant de la vapeur d'eau on une (,x dation à l'acide chlorhydrique comprenant un gaz oxydant, tel que du HC1 gazeux, peut être appliquée pour accroître la hesse de formation du film d'oxyde, ce qui est davantage pie LL pour obtenir un rendement élevé. L'épaisseur du film d'oxyde n'est pas particulièrement limitée, mais si la couche de défauts cristallins existe dans la couche contenant des ions d'oxygène implantés, elle est de préférence plus grande que l'épaisseur de la couche de défauts cristallins. L'épaisseur est de préférence d'environ 100 nm à 500 nm dans les conditions de l'implantation des ions d'oxygène selon l'invention. Quand l'épaisseur du film d'oxyde est inférieure à 100 nm, la région de défauts cristallins ne peut pas être éliminée suffisamment, tandis que quand elle dépasse 500 nm, l'uniformité de l'épaisseur de la couche active est détériorée du fait de la rupture de l'uniformité dans le plan du film d'oxyde. L'élimination du film d'oxyde peut être réalisée par nettoyage avec une solution de HF ou par décapage par l'intermédiaire d'un recuit avec de l'hydrogène gazeux, du Ar gazeux ou un gaz contenant du HF. Le traitement d'oxydation et le traitement d'élimination mentionnés ci-dessus peuvent ici être menés plusieurs fois. Par conséquent, il est possible d'amincir davantage la couche active tout en maintenant la rugosité de surface plane. Après l'élimination du film d'oxyde, il est avantageux d'éliminer les particules et les impuretés métalliques fixées à la surface de la tranche liée par immersion de la tranche liée dans, par exemple, une solution mixte d'acide organique et d'acide fluorhydrique. De plus, l'oxydation peuf, cire merec après l'élimination du SiO2 dans la couche contenant des ions d'oN, iin Il par immersion dans la solution de HF. (7' et d'a n-a_.'l-t de s de la tranche pour couche le 1 h,. 'i' - de :rit es30 15 décapage en phase -e avec ou un ion ou un radical d'éliminer Si. et équivalents. Procédé de polissage La surrace de liaison est légèrement polie pour améliorer leur rugosité. La marge de polissage est de préférence d'environ 10 nm à 500 nm. Quand elle est inférieure à 10 nm, la rugosité ne peut pas être suffisamment améliorée, tandis que quand elle dépasse 500 nm, l'uniformité de l'épaisseur de la couche active est détériorée. Grâce à ce traitement, on peut obtenir une rugosité de surface (RMS) d'au 10 plus 0,5 nm. Traitement thermique sous une atmosphère réductrice La rugosité de surface de la tranche liée est améliorée par un traitement thermique sous Ar, H2 ou une atmosphère contenant un mélange de ceux-ci. La 15 température du traitement thermique est de préférence d'au moins 1 000 °C et d'au plus 1 300 °C. En ce qui concerne la durée du traitement thermique, une durée longue est nécessaire à basse température, mais il est préférable que la durée soit d'environ 1 heure à 2 heures à 1 000-1 200 'C, d'environ 10 minutes à 30 minutes à 1 200-1 250 °C et d'environ 1 minute à 5 minutes au-dessus de 1 250 'C. Si le 20 traitement thermique est réalisé dans des conditions de température plus élevée et de durée plus longue dépassant les valeurs ci-dessus, on peut craindre une détérioration de l'uniformité de l'épaisseur dans le plan de la couche active du fait de l'action de décapage de l'atmosphère réductrice. Comme four pour réaliser le traitement thermique, on peut mentionner de 25 préférence un four vertical à chauffage par résistance capable de traiter simultanément plusieurs tranches, un RTA à chauffage à lampe (four à montée-descente de température très rapide) pour traiter des tranches individuelles, et ainsi de su:Le. En particulier, le RTA est efficace dans un -fraiû une température de plus de 1 200 'C. 30 Grâce t on ,-b0eniî- sité 16 L'élimination du film él sur 1,1 surface par ce traitement thermique peul clrc Iéal isé ' en 1 ., c une ul ion de HF ou par déLalpie par recuit avec de l'h^ itoge gazeux, du Ar gazeux ou un gaz contenant du HF. Par conséquent, on peut obtenir une t' anche liée présentant une excellente uniformité d'épaisseur, ayant une rugosité plane en surface et présentant moins de défauts. Selon l'invention, il est également possible de préparer une tranche liée en liant directement les unes aux autres des tranches de silicium ayant différentes orientations cristallines (par exemple, la liaison d'un cristal 110 et d'un cristal 100, la liaison d'un cristal 111 et d'un cristal 100, ou équivalent). Exemple 1 On fournit deux tranches de silicium de 300 mm de diamètre, coupées dans un lingot de silicium préparé par le procédé CZ et dopé avec du bore. Une des deux tranches de silicium possède une orientation cristalline de (110) et est utilisée comme tranche pour couche active, et l'autre tranche de silicium possède une orientation cristalline de (100) et est utilisée comme tranche pour couche de support. Les deux tranches sont des tranches de silicium de type p dopées avec du bore et présentent une résistance spécifique de 1 à 20 cm. Un film d'oxyde possédant une épaisseur de 150 nm est formé sur la tranche (100) par traitement sous une atmosphère oxydante à 1 000 °C pendant 5 heures. Ensuite, une implantation d'ions d'oxygène est réalisée à partir de la surface de la tranche (110) utilisée comme tranche pour couche active à une tension d'accélération de 180 keV. L'implantation des ions d'oxygène est réalisée en deux phases, la première phase d'implantation des ions étant réalisée à une température de substrat de 200 'C à 600 'C et à une dose variant dans la plage de 1 x 1016 à 1 x 1018 atomes,'cra2. Dans la onde ph, d'imph ,ltatio d du H ^ ' se ,.IL 20' et la dose a température 17 Ensuite, la tranche pour couche active est soumise à un 1! .1 Ilermique à 1 200 'C sous une atmosphère d'argon gazeux pendant 1 heure 1 sel te ,lue la forme de la couche d'ions d'oxygène implantés est rendue dans un état Lui ement continu. Ensuite, les deux tranches sont soumises à un netto^ avec du SC1, du HF et du 03 pour éliminer les particules des surfaces à lier, puis liées l'une à l'autre. Ensuite, la tranche liée est soumise à un traitement thermique à 100 oc sous une atmosphère gazeuse oxydante pendant 2 heures pour lier fortement l'interface de liaison. Ensuite, la tranche pour couche active dans la tranche liée est poncée d'une épaisseur donnée par rapport à sa surface en utilisant un appareil de rectification. C'est-à-dire que le traitement de ponçage est mené du côté de la surface de la couche contenant des ions d'oxygène implantés afin de laisser seulement une partie de la tranche pour couche active (correspondant à une épaisseur d'environ 5 1,tm). Ensuite, la couche contenant des ions d'oxygène implantés est exposée en polissant la surface de la tranche liée après le ponçage tout en utilisant un agent de polissage ayant une concentration en abrasif (silice) d'au plus 1 % en poids. En tant qu'agent de polissage, on utilise une solution alcaline présentant une concentration en abrasif d'au plus 1 % en poids. La solution alcaline est une solution d'alcalin organique principalement composée d'amine (par exemple, la pipérazine, l'éthylène diamine ou équivalent). De plus, il a été confirmé que la couche contenant des ions d'oxygène implantés résultante se forme de manière uniforme dans la tranche liée, ce qui entraîne l'exposition de la couche contenant des ions d'oxygène implantés formée de manière uniforme dans la tranche liée. Ensuite, la tranche liée est soumise à un traitement d'oxydation en condition humide sou, une atmosphère oxydant. à une température de 950 'C pendant 0,5 heure. Il e, s a, ;ration d'us d'oxy ~lc possédant L. de 150 nui sur la surface c la couche c ntenant ir; !plan HF (c-.sert. ati er! ' : i! a 18 Frl,u if -, la tranche liée est n.r. le tr ii entent suivant. 0.11-,2, liée est imm 1gée dans plusieurs solutions, lespectbr,eme nt dans cet ordre : une solution aqueuse d'ozone dissous à une concentration en ozone de 5 ppm, une solution aqueuse contenant 0,06 % massique d'acide citrique en tant qu'acide organique par rapport à l'eau pure, une solution aqueuse contenant 0,05 % massique d'acide fluorhydrique, une solution aqueuse contenant 0,6 % massique d'acide citrique en tant qu'acide organique par rapport à l'eau pure, et finalement une solution aqueuse d'ozone dissous à une concentration en ozone de 5 ppm et à température ambiante. Chacun des traitements de nettoyage est mené à température ambiante pendant 5 minutes. Grâce à ce traitement de nettoyage, les impuretés métalliques et les particules sont éliminées de la surface de la tranche liée. Après le nettoyage mentionné ci-dessus, la tranche liée est soumise à un traitement thermique sous une atmosphère d'argon gazeux à 1 200 'C pendant 1 heure pour finir la tranche liée. La couche active ainsi obtenue possède une épaisseur de 100 nm à 200 nm, et la diffusion de la répartition de l'épaisseur dans la surface se situe dans une plage de 10%à20%. Exemple 2 Une tranche liée est préparée dans les mêmes conditions que celles présentées dans l'exemple 1, sauf que la tranche (110) pour couche active est liée à la tranche (100) pour couche de support sans film isolant (un film d'oxyde). La couche active ainsi obtenue possède une épaisseur de 100 nm à 200 nm, et la diffusion de la répartition de l'épaisseur dans la surface se situe dans une plage de 10 % à 20 %. Ensuite, la densité de défaut des tranches liées obtenues dans les exemples 1 et 2 est étudiée. La forme des défauts générés est diff',ir nie entre l'exemple 1 utilisant le film isolant el ri n'utili,,rift pas le fii La figure 2(a) et ir-e 2(b, rL, lies mi aphie Lit, L istallins géné s sur les su. 1 L tranches daiv et 2, 19 sans d'oxyde ' emplie 2), un dêll,.(Lt de forme linéaire (longueur : 10,tm à 100 !am) est observé. Ces défauts peuvent être obsen s sous la forme points brillants en observant visuellement l'apparence de la tranche liée avec une lampe à focalisation de lumière...DTD: Quand une coupe du défaut de forme linéaire est observée par MET, on peut voir que la couche supérieure est perdue, comme représenté sur la figure 3. De plus, la densité de défauts dans les exemples 1 et 2 dépend des conditions d'implantation des ions d'oxygène dans la même tendance, que le film d'oxyde soit présent ou absent. C'est-à-dire que le mécanisme principal de génération des défauts est le même dans les deux exemples, et il est considéré que l'implantation des ions d'oxygène est la cause de la génération des défauts. La différence de forme des défauts entre le défaut de forme ellipsoïdal et le défaut de forme linéaire résulte de la présence ou de l'absence du film d'oxyde. On estime que quand le défaut introduit dans la couche active dans le procédé de liaison est sélectivement décapé dans le recuit sous atmosphère d'Ar à l'étape finale, si le film d'oxyde n'existe pas, le défaut tel quel est éliminé par décapage, tandis que si le film d'oxyde existe, le décapage est favorisé tandis que la réaction de Si avec SiO2 dans le film d'oxyde forme un SiO, possédant une pression de vapeur basse, la forme du défaut se modifiant donc pour donner un ellipsoïde de grande taille. La densité de défauts est déterminée en observant visuellement l'apparence de 1/4 d'une zone d'une tranche de 300 mm obtenue dans chaque condition sous une lampe à focalisation de lumière pour compter le nombre de points brillants. Les résultats obtenus sont présentés sur la figure 4. Comme on peut 1(• v oir sur la figure 4, quand l'implantation des ions d'oxygène est divisée en , phases selon l'invention, et que la première phase d'implantation des ions d'ox gène est menée à une température de substrat de 200 °C à 600 'C et à une dose d 2 x toi' à 5 x 1017 atdmesicm2. et que la seconde phase d'implantation des ion., née À,_i:e de substrat in érieure à 200 'C et à une dose de 1 2 x IO L 1-1,1 de del due, est une valeur ,l In basse miel 1,lcm-, à la pré-elice ou en l'absence du film 20 Bien entendu, l'invention n'est pas léaliation ci-dessus décrits et représentés. à partir desquels on )Ltll,l prévoir d'amies modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une tranche liée en liant une tranche pour couche active à une tranche pour couche de support avec ou sans film isolant puis en amincissantt la tranche pour couche active, comprenant successivement : (1) une étape de formation d'une couche contenant des ions d'oxygène implantés dans la tranche pour couche active par l'intermédiaire d'au moins deux phases comprenant une première phase d'implantation consistant à implanter des ions d'oxygène à une dose de 2 x 1016 à 5 x 10 7 atomes/cm2 dans la tranche pour couche active qui est à une température qui n'est pas inférieure à 200 'C et une seconde phase d'implantation consistant à implanter des ions d'oxygène à une dose de 1 x 1015 à 2 x 1016 atomes/cm2 dans la tranche pour couche active qui est à une température inférieure à 200 'C ; (2) une étape où la tranche pour couche active est soumise à un premier traitement thermique à une température qui n'est pas inférieure à 1 000 °c sous une atmosphère non oxydante ; (3) une étape de liaison de la tranche pour couche active à la tranche pour couche de support, directement ou avec un film isolant (4) une étape où la tranche liée est soumise à un second traitement thermique pour améliorer la force d'adhérence ; (5) une étape d'amincissement d'une partie de la tranche pour couche active dans la tranche liée pour exposer la couche contenant des ions d'oxygène implantés ; (6) une étape d'élimination de la couche contenant des ions d'oxygène implantés de la tranche pour couche active dans la tranche liée ; et (7) une étape d'aplanissement et/ou d'amincissement de la surface de la tranche pour couche active dans la tranche liée. 2. Procédé de production d'une tranche liée selon la revendication 1, lequel une orientation cristalline de chaque face dans la tranche liée est une combinaison de (100) et de (110) ou (111).