Brevet FR2938373A1 — publié le 20100514

INTEGRATION D'UNE COUCHE DE DIAMANT POLYCRISTALLIN, NOTAMMENT DANS UNE STRUCTURE SOD DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR L'invention concerne le domaine de la réalisation de substrats innovants pour l'épitaxie de matériaux électroniques utilisés dans les domaines d'activités de l'optoélectronique, particulièrement pour les diodes électroluminescentes (LED); l'électronique de puissance, particulièrement pour les transistors à haute mobilité (HEMT); l'électronique des semi-conducteurs en général et particulièrement pour la fabrication de substrat de type SOD (Silicon on Diamond). La technologie � SOI � (silicium sur isolant) ou plus généralement semi-conducteur sur isolant, consiste (figure 1) à enterrer une couche diélectrique 112, appelée � BOX �, généralement à base de SiO2, entre une couche massive ou épaisse 114 par exemple de semi-conducteur et une couche active 112 de semi-conducteur (par exemple du silicium). Cette approche permet d'obtenir un meilleur contrôle électrostatique et une réduction des capacités parasites dans des dispositifs semi-conducteurs comme par exemple des transistors CMOS (semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire), réalisés sur de tels substrats, en particulier dans la couche active superficiele 110, par rapport à des dispositifs semi- 2 conducteurs similaires réalisés sur un substrat massif de semi-conducteur (technologie dite � Bulk �). En technologie � Bulk �, les zones actives des dispositifs CMOS ne sont pas isolées électriquement du substrat, ce qui entraîne la présence de courants de fuite depuis les zones actives vers le substrat. De plus, les capacités parasites présentes au niveau des jonctions source-substrat et drain-substrat peuvent être importantes et limiter la fréquence de fonctionnement des dispositifs. En revanche, la technologie � Bulk � permet une meilleure évacuation de la chaleur depuis les dispositifs semi-conducteurs vers le substrat de silicium qui a une forte conductivité thermique (égale à environ 150 W/m/K) par rapport à la technologie � SOI � où le SiO2 formant le BOX présentant une faible conductivité thermique (égale à environ 1,4 W/m/K), ce qui limite l'évacuation de la chaleur vers la couche massive de semi-conducteur ou le substrat. De fait, les contraintes d'intégration de plus en plus poussées des structures électroniques de type � SOI � ont pour conséquence le phénomène d'auto- échauffement des zones actives qui limite les performances des structures. Une des solutions à cette limitation consiste à substituer l'oxyde de silicium qui compose le BOX par un matériau idéalement de meilleure conductibilité thermique et possédant des qualités diélectriques équivalentes. Parmi l'ensemble des matériaux alternatifs, le diamant est communément considéré comme potentiellement le plus favorable. Les 3 propriétés du diamant, sous forme � bulk � (ou de substrat) sont de loin les plus avantageuses. Toutefois, compte tenu des applications visées (substrats de grande surface, par exemple de diamètre compris entre 200 mm et 300 mm), il faut avoir recours à des couches minces de diamant polycristallin élaborées par des techniques de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Les propriétés de telles couches sont alors étroitement liées à leurs structures, notamment à la présence des défauts étendus (joints de grain, dislocations) et de phases sp2 amorphes mélangées aux phases carbone diamant sp3. Elles sont également liées à la présence d'hydrogène introduit lors du dépôt ou postérieurement, à la qualité des interfaces et à leurs morphologies (homogénéité, rugosité, texture). En technologie � SOI �, l'épaisseur du � BOX � conditionne l'énergie des couplages électrostatiques aux différentes interfaces de la structure. Un BOX épais (épaisseur supérieure à environ 1 pm) permet d'obtenir un couplage faible entre la face arrière de la couche active et la couche massive de silicium, mais cette face arrière peut alors avoir un potentiel flottant, ce qui n'est pas souhaité. Un BOX très fin (épaisseur inférieure à environ 50 nm) implique un couplage très fort entre la face arrière de la couche active et la couche massive de silicium, ce qui implique également un couplage fort source-substrat et drain-substrat, limitant alors la fréquence de fonctionnement du transistor. L'épaisseur typique du BOX varie donc selon les applications visées entre environ 100 nm et environ 1 pm (1000 nm). 4 Dans le cas des structures pour composant de puissance comme les transistors (HEMT) ou pour les diodes électroluminescentes (LEDs) ou les diodes Laser (DL), les contraintes d'évacuation thermique des fortes températures générées au niveau des jonctions électriques sont de même nature que pour les composants électroniques en technologie � SOI �. Là encore les propriétés du diamant en font le meilleur candidat pour constituer tout ou partie du substrat. Les structures de type HEM' sont en général constituées de couches actives d'alliage ternaires ou quaternaires de nitrure de gallium (GaN) à base d'aluminium (Al) et/ou d'indium (In), épitaxiées sur une couche de GaN elle-même déposée ou rapportée sur une couche ou un substrat de silicium, de carbure de silicium (SiC), voire de saphir. Il est donc particulièrement intéressant d'introduire une couche de diamant polycristallin qui va jouer le rôle de diffuseur thermique et favoriser la répartition de l'échange thermique sur toute la surface qui compose la structure. En général un film épais de diamant polycristallin (plusieurs dizaines voire centaines de micromètres) présente des propriétés thermiques favorables. Mais les propriétés réelles d'un tel film dépendent de sa microstructure et aussi de son épaisseur. La figure 2 représente une couche 100 de diamant polycristallin obtenue après croissance de type CVD sur un substrat 102 de nucléation en silicium. Cette couche a une morphologie colonnaire et est épaisse, son épaisseur E pouvant être de l'ordre de plusieurs micromètres, par exemple d'environ 3 }gym. Elle présente une rugosité PV (ou � Peak to Valley �), de l'ordre, typiquement, de 300 nm. Comme on le voit sur cette figure, la 5 microstructure de cette couche polycristalline est constituée de grains. Mais la dimension de ces grains est en fait croissante avec l'épaisseur du film. La rugosité PV et et la taille des grains d'une couche obtenue par dépôt CVD dépendent notamment de la densité de nucléation initiale. Un problème qui se pose lors de l'intégration du diamant dans une structure SOD est lié à la rugosité du film de diamant. En effet les couches de diamant déposées par CVD présentent en général une rugosité proportionnelle à l'épaisseur de la couche (PV, qui est d'environ 1/10 de l'épaisseur totale E de la couche 100). Pour une couche de l'ordre de 1 }gym l'amplitude maximale de la rugosité peut atteindre plusieurs centaines de nanomètres. Il est alors impossible d'intégrer cette couche au moyen d'un collage moléculaire qui, lui, nécessite une très faible rugosité (proche de, ou inférieure à, 1 nm RMS, mesuré sur un scan de 1X1 pm2 en AFM). A l'inverse les films minces de diamant polycristallin (de l'ordre de quelques centaines de nm d'épaisseur), présentent une plus faible rugosité (de l'ordre de 100 nm P-V), mais leur propriété thermique se trouve fortement limitée du fait de la faible taille de grain et de l'augmentation relative de la densité 6 des joints de grains qui en résulte. On peut montrer que plus l'épaisseur du film de diamant est forte plus les propriétés thermiques de ce film se rapprochent de celle du diamant bulk ; mais, en contrepartie, la rugosité est plus élevée, là encore elles sont de plusieurs centaines de nanomètres P-V pour un film épais, de 3 micromètres par exemple. On cherche donc à réaliser un compromis sur l'épaisseur des couches qui permettent d'obtenir les propriétés thermiques recherchées (au minimum quelques 10 W/m.K°) tout en assurant une faible rugosité de la surface du film de diamant polycristallin. Dans ce but plusieurs techniques de � lissage � de la rugosité de surface des couches de diamant polycristallin ont été développées. La plus classique consiste à polir les couches au moyen d'un procédé mécanique (avec une poudre abrasive) ou mécano-chimique (avec des particules abrasives en solution réactive avec le diamant qui compose la couche). Mais le polissage du diamant présente plusieurs limitations : il nécessite de consommer une grande partie du film ; en outre, il nécessite des durées de polissage très longues, compte tenu de la nature même du film. Plusieurs méthodes alternatives ont été publiées, notamment la planarisation de surface par des procédés de gravure plasma réactive, en particulier celle décrite dans le document US 6 858 537. En variante de cette technique il est possible aussi d'introduire une étape de dépôt, typiquement d'un oxyde mince sur la surface de 7 croissance du diamant, dont la surface est ensuite planarisée par un polissage type CMP. Cette surface planarisée est transférée dans la couche de diamant lors de la gravure réactive. Cette approche permet effectivement de diminuer la rugosité de surface jusqu'à des valeurs compatibles avec le report des couches de diamant par collage moléculaire en minimisant fortement l'épaisseur de couches intermédiaires de collage voire potentiellement en collage direct (sans couche de collage rapportée). L'avantage supplémentaire de la gravure réactive est que l'on peut précisément contrôler la profondeur gravée tout en minimisant l'épaisseur consommée de la couche initiale en vue du lissage (la profondeur consommée est de l'ordre de l'amplitude maximale de la rugosité P-V). Une autre solution technologique mise en oeuvre pour l'intégration de couches épaisses de diamant, qui convient plus pour la réalisation des HEMT, consiste à encapsuler la rugosité du diamant par un autre matériau compatible thermiquement et électriquement, dont on peut plus aisément rectifier la surface, comme le Si polycristallin, le carbone graphite voire le nitrure de silicium. Cette technique est décrite dans le document US 2006/113 545. Cette approche oblige toutefois à compenser la rugosité par une épaisseur de matériau rapporté plus forte que l'amplitude du P-V de la couche de diamant. En conséquence, on dégrade d'autant la conductivité électrique de l'ensemble réalisé par un ajout des résistances thermiques et d'interfaces dans la 8 structure. Dans l'approche � SOI � en microélectronique, qui implique des couches minces pour le BOX, cette dernière méthode n'est donc pas appropriée. Il se pose donc le problème de trouver un procédé qui permet à la fois d'intégrer une couche de diamant polycristallin dont la nature, la faible épaisseur, la microstructure et la rugosité des interfaces (de croissance et de nucléation), sont directement compatibles avec les propriétés thermiques et électrique intrinsèques qui justifient la réalisation d'un BOX diamant au sein d'une structure de type � SOD �. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé qui permet d'optimiser les paramètres souhaités d'une couche de diamant, en particulier son épaisseur et sa rugosité. Un tel procédé permet d'obtenir une couche mince de diamant de faible rugosité et de forte conductivité thermique relative. L'invention concerne plus spécifiquement un procédé de réalisation d'une couche de diamant à épaisseur et granulométrie optimisée, comportant : a) a formation, sur un premier substrat, d'une couche de diamant ayant une première épaisseur supérieure à 500 nm ou à 1 }gym, et une première face libre (de première rugosité PV) et une deuxième face du côté du premier substrat, b) une première étape de lissage de la 30 première face et d'amincissement de cette couche de 9 diamant, pour obtenir une première face lissée; de préférence, on procède ainsi à un amincissement sur une épaisseur au moins égale à 150 nm, c) un collage moléculaire de cette première face lissée, avec un deuxième substrat, dit de report, d) une élimination du premier substrat, e) une deuxième étape de lissage et d'amincissement de la couche de diamant, pour obtenir une deuxième face lissée; de préférence, on procède ainsi à un amincissement sur une épaisseur au moins égale à 100 nm. Par un procédé selon l'invention on réalise un film mince, par exemple de quelques centaines de nm, en diamant polycristallin avec une grande taille de grain, de faible rugosité aux interfaces et dont les propriétés intrinsèques sont proches ou similaires à celles d'un film épais. L'invention permet de réaliser une couche mince reconstituée de diamant, qui était initialement épaisse et est finalement composée majoritairement de gros grains à faible densité de joints de grains. Cette couche est de qualité cristalline plus favorable pour les propriétés thermique et électrique. La faible épaisseur de cette couche reconstituée, par exemple comprise entre 100 nm et 500 nm ou même entre 10 nm et 3 }gym, permet notamment de réaliser un BOX pour la technologie SOI. L'intégration de cette couche est rendue possible via les étapes de lissage et d'amincissement des faces respectives. Dans un procédé selon l'invention l'étape b) et/ou l'étape e) de lissage et d'amincissement peut 10 comporter un dépôt d'une couche de lissage, et une planarisation de cette couche de lissage. L'étape c) peut comporter le dépôt d'au moins une couche de collage sur la couche de diamant 5 et/ou le substrat de report. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une structure de type semi-conducteur sur diamant, comportant : - la formation d'une couche de diamant 10 selon un procédé selon l'invention, tel que décrit ci-dessus, - l'assemblage de ladite couche de diamant avec une couche de matériau semi-conducteur. Autrement dit on réalise, sur un substrat 15 de diamant obtenu par un procédé selon l'invention, un transfert d'une couche de matériau semi-conducteur. Ce transfert peut être réalisé à partir d'un substrat donneur. Celui-ci est avantageusement de type SOI mais ce peut être un substrat � bulk � de 20 matériau semi-conducteur, implanté ou pas. L'amincissement peut avoir lieu par démontage du SOI, ou par la technologie Smart CutTM, ou par toute autre technique d'amincissement. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 - la figure 1 représente une structure SOI connue, - la figure 2 représente une couche de diamant polycristallin obtenue par un procédé connu, - les figures 3A - 3K représente des étapes 30 de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, 11 - les figures 4A - 4E représentent des étapes d'un procédé de report selon l'invention, - les figures 5A - 5D et 6A - 6C sont des variantes d'un procédé de report selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Par la suite, on fera mention des techniques de collage moléculaire et de la technique � Smart CutTM �. La technique de collage moléculaire ou collage direct (sans apport de matière) est décrite notamment par Q.Y. Tong dans � Silicon Wafer Bonding Technology for VLSI and MEMS applications �, Edited by S.S.Iyer and A.J. Auberton - Hervé, 2002, INSPEC, London, Chapter 1, pages 1-20. On peut aussi mettre en oeuvre un collage moléculaire avec ajout, à l'interface de collage, d'une ou plusieurs couches intermédiaires pour favoriser le collage. Chacune de ces couches intermédiaires est d'épaisseur relative faible devant celle des couches ou substrats assemblés, elle a par exemple une épaisseur de quelques nm à quelques dizaines de nm. Avantageusement chacune de ces couches peut être constituée de Si polycristallin ou amorphe, recristallisé ou non, ou de carbone graphite ou amorphe, ou de carbure de silicium (SiC), ou de nitrure de silicium (Si3N4), ou d'Oxynitrure de silicium (SixOyNz), ou d'oxyde de silicium (SiO2), ou d'alumine (Al203), ou de nitrure d'alumine (AIN) et de façon générale de tout type de matériau compatible avec les applications dont les propriétés thermique et 12 électrique ainsi que l'aptitude au collage moléculaire sont favorables. Un procédé de fracture de substrat mis en oeuvre peut être le procédé � Smart CutTM �, par exemple décrit dans l'article de B. Aspar et A.J. Auberton - Hervé � Silicon Wafer Bonding Technology for VLSI and MEMS applications �, edited by S.S.Iyer and A.J. Auberton - Hervé, 2002, INSPEC, London, Chapter 3, pages 35-52. Les figures 3A à 3K illustrent un exemple de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. Ces figures sont des vues en coupe transversale. La figure 3A représente une couche initiale 2 de diamant. Cette couche est déposée sur un substrat 4 sacrificiel de croissance, de nature quelconque, compatible avec le dépôt du diamant, par exemple un substrat en silicium bulk (100). Cette couche 2 est épaisse, d'épaisseur de l'ordre de quelques centaines de nm ou de l'ordre de quelques }gym, par exemple supérieure à 500 nm ou comprise entre 500 nm ou 1 }gym et 5 }gym ou 10 }gym. Cette épaisseur assure de bonnes propriétés, notamment une conductivité thermique élevée. Mais elle présente une forte rugosité de sa surface libre 6, opposée au substrat 4. Cette rugosité peut être d'abord lissée, avantageusement au moyen de la méthode � DPG �telle que par exemple décrite dans le document US 2006/113 545, jusqu'à rendre la face 6 supérieure (de croissance) de la couche 2 compatible avec un collage moléculaire. 13 A cette fin, on réalise (figure 3B) un dépôt 10 d'une couche de base d'un matériau par exemple un oxyde tel que SiO2. Plus généralement, on peut choisir un matériau pour lequel la vitesse de gravure pour une technologie de gravure donnée est de l'ordre de celle du diamant, par exemple du silicium ou un nitrure ou un oxyde tel que SiO2. L'épaisseur de ce dépôt est par exemple de l'ordre de deux à trois fois la rugosité PV de la surface 6. Compte tenu de l'épaisseur de la couche 2 indiquée ci dessus, cette rugosité PV est par exemple de l'ordre de 100 nm à lpm. Une planarisation mécano-chimique de cette couche 10 peut alors être mise en oeuvre, on obtient la couche 10' aplanie de la figure 3C. En variante, on pourrait déposer également sur la surface 6 une résine (ayant également une vitesse de gravure pour une technologie de gravure donnée de l'ordre de celle du diamant,) par exemple à la tournette (spin coating) et procéder à un recuit adapté pour en lisser la surface. La couche 10 est alors progressivement gravée, ainsi qu'une partie superficielle de la couche 2 de diamant. On obtient ainsi la structure de la figure 3D, avec une couche 2' de diamant à surface 5 planarisée. La planéité de la couche 10 se transfère à la surface 5 de la couche de diamant. La rugosité obtenue est alors très inférieure à celle de la surface 6 initiale, de l'ordre de 10 à 100 nm PV. L'épaisseur de matériau gravé est au moins 30 de l'ordre de grandeur de la rugosité PV initiale de la couche de diamant (typiquement supérieure à 150nm). 14 Plus la couche de diamant est épaisse, plus sa rugosité initiale est grande et plus on enlève de matière lors de cette étape. L'état de surface de cette couche 2' est alors tel qu'il est possible de transférer, par collage moléculaire, la couche de diamant sur un substrat. Celui-ci peut être un substrat récepteur final, ou un substrat temporaire dans le cas d'un double report par collage temporaire. A cette fin, on dépose éventuellement une couche mince 11 de collage sur la structure 2' obtenue précédemment (figure 3E). Par ailleurs, une face 20' d'un substrat récepteur 20 est elle aussi préparée en vue d'un collage moléculaire. Cette face peut être elle aussi munie d'une couche de collage 22 (figure 3F). La face planarisée de la couche 2' de diamant peut alors être assemblée, par collage moléculaire, avec la face 20' du substrat récepteur 20. On obtient la structure de la figure 3G. Cette structure comporte toujours le substrat initial 4 de croissance. Ce dernier peut être éliminé, par exemple par polissage puis attaque chimique (figure 3H), pour faire apparaître l'interface 7 de nucléation (ou face inférieure initiale). Par exemple, pour du silicium on réalise une opération de � grinding � et d'attaque chimique (au TMAH). On peut alors procéder à une seconde étape de lissage et de gravure de la couche de diamant, avantageusement encore au moyen de la méthode � DPG �. 15 On dépose donc sur cette face 7 une couche 30 dite de lissage (figure 31). Là encore on choisit de préférence une couche présentant sensiblement la même vitesse de gravure que le diamant vis-à-vis d'une technologie de gravure donnée. Une planarisation mécano-chimique de cette couche 30 peut alors être mise en oeuvre, on obtient la couche 30' aplanie de la figure 3J. Là encore, un transfert, dans la couche de diamant, de la planéité obtenue en surface de cette couche 30', est ensuite réalisé, par gravure de la surface lissée. La couche 30' est alors progressivement éliminée, ainsi qu'une partie superficielle de la couche 2 de diamant, le tout sur une épaisseur E. Plus particulièrement, l'épaisseur gravée (E) est avantageusement optimisée en fonction de l'application visée, de façon à ne conserver que la partie supérieure initiale de la couche de diamant, là où la qualité cristalline est la plus favorable, avec une densité de joint de grain minimale et/ou un taux de phase Sp2/Sp3 maximal. On enlèvera typiquement au moins de l'ordre de 100 nm. L'épaisseur résiduelle de la couche 32 de diamant est typiquement alors de quelques centaines de nm, par exemple comprise entre 100 nm et 3pm et plus particulièrement entre 100nm et 500nm. On obtient ainsi la structure de la figure 3K, qui présente une couche 32 de diamant à l'épaisseur souhaitée et avec une surface 32' de rugosité minimale souhaitée. De même, la rugosité sur la face opposée de cette couche 32, tournée vers le substrat 20, est contrôlée du fait des opérations antérieures. 16 Par une étape de lissage puis de gravure sur chacune des faces de la couche de diamant, on élimine donc la zone de nucléation et de coalescence de cette couche de diamant. Cette zone est celle qui était, avant son élimination, proche de la surface 7, contenant des grains de faible taille, ce qui nuit aux performances thermiques et électriques de la couche. Une telle couche 32 lissée de diamant peut être utilisée comme substrat pour la reprise de croissance du film de diamant. Par exemple, on peut y faire croître une couche épaisse de défectivité réduite. La reprise de croissance s'effectuant sur un substrat diamant peu rugueux et composé de gros grains, on peut donc adapter la texture et la morphologie d'une couche déposée sur la couche 32, qui possède ainsi des propriétés thermique et/ou électrique accrues. Une autre utilisation peut être faite de la surface 32' de la couche 32 : une couche de matériau semi-conducteur peut y être reportée. C'est par exemple une couche de silicium, dans le cas par exemple d'une structure SOD. Un tel report est représenté sur les figures 4A - 4E. La structure obtenue lors de l'étape 25 précédente est reprise en figure 4A. Sur cette figure, la couche 32 est munie d'une couche 40 de collage. En effet, en fonction de la qualité du procédé de lissage précédemment mis en oeuvre, et notamment en fonction de la rugosité des 30 surfaces après lissage, il est envisageable, soit d'assembler les couches par collage moléculaire direct, 17 soit d'ajouter à l'interface de la couche diamant une ou plusieurs couches intermédiaires 40 pour favoriser le collage. Chacune de ces couches intermédiaires est d'épaisseur relative faible devant celle du diamant, elle a par exemple une épaisseur de quelques nm à quelques dizaines de nm. La figure 4B représente un substrat 50, ici de type SOI, avec lequel un assemblage avec la couche 32 va pouvoir être réalisé. Ce substrat 50 comporte une couche superficielle de matériau semi-conducteur 52, par exemple du silicium, qui repose sur une couche de diélectrique 54, par exemple du dioxyde de silicium. L'ensemble repose sur un support 56. Ce substrat 50 peut ensuite être assemblé par collage moléculaire avec la structure de la figure 4A via la face 52' libre de la couche superficielle de matériau semi-conducteur. Cette face libre peut avoir subi une préparation préalable en vue de ce collage. Il en résulte la structure de la figure 4C. Le substrat 50 peut ensuite être traité et aminci par sa face arrière : dans le cas particulier d'un substrat SOI, on élimine le substrat 56, par exemple par polissage et attaque chimique. On obtient donc la structure de la figure 4D. Une étape supplémentaire de polissage et d'attaque chimique permet d'éliminer la couche 54 de dioxyde de silicium et éventuellement une partie de la couche 52. La structure finale obtenue est alors celle de la figure 4E: il s'agit d'une structure de type 30 semi-conducteur sur diamant (�SOD �) comportant une couche mince optimisée de diamant polycristallin. 25 18 Une variante de ce transfert est représentée en figures 5A - 5E. En figure 5A le substrat 60 à assembler comporte une zone de fragilisation 62 réalisée préalablement, obtenue par exemple par implantation ionique et/ou moléculaire, par exemple d'ions hydrogène et/ou hélium. Une face 60' de ce substrat peut être traitée en vue d'un assemblage moléculaire. Ce substrat 60 peut ensuite être assemblé par collage moléculaire avec la structure de la figure 4A via la face 60'. Il en résulte la structure de la figure 5B. Une ou plusieurs couches 40 de collage peut être disposée à l'interface des deux éléments à assembler, comme expliqué ci-dessus. Une étape de fracture du substrat 60 par apport thermique peut ensuite être réalisée, pour éliminer une portion 66 du substrat 60, laissant subsister sur la couche 32 une couche 64 reportée (figure 5C). La structure finale obtenue est alors celle de la figure 5D : il s'agit là encore d'une structure de type semi-conducteur 64 sur diamant 32 (�SOD �) comportant une couche mince optimisée de diamant polycristallin. Encore selon une autre variante (figures 6A-6C), un substrat 70 non implanté (figure 6A) est préparé en vue d'un collage moléculaire avec la couche 32. Le collage a lieu (figure 6B), éventuellement via une ou plusieurs couches 40 de 19 collage à l'interface des deux éléments à assembler, comme expliqué ci-dessus. Puis on procède à un amincissement du substrat 70 par procédé mécanique et/ou chimique. On obtient donc la structure de la figure 6C, avec une couche 74 reportée sur une couche 32 de diamant préparée selon l'invention. Un procédé selon l'invention permet donc de transférer une couche mince active de silicium (dans le cas d'un SOD), sur la structure partielle constituée de la couche optimisée 32 de diamant polycristallin rapportée sur le substrat récepteur 20. Quel que soit le mode de transfert envisagé, une finition finale de la surface de la couche active reportée sur la couche 32 peut être réalisée, par nettoyage chimique et/ou plasma, polissage, gravure et ou traitement thermique. En d'autres termes, une structure SOD à propriétés de box optimisées est obtenue par un double report. Les étapes de lissage de la rugosité sur chacune des faces de la couche initiale 2 de diamant et de sélection de la partie favorable par ajustement de son épaisseur lors de la gravure confèrent à cette couche 32 ses propriétés. Un exemple particulier de mise oeuvre va être décrit. On réalise d'abord la croissance d'une couche épaisse 2, d'épaisseur comprise entre 2 et 3 pm, de C* sur un substrat 4 en Si (100) � bulk �, d'épaisseur comprise entre 330 et 440 pm. 20 On procède ensuite au lissage de la face de croissance par polissage ou par la méthode � DPG �. A cette fin on réalise d'abord le dépôt d'une couche 10 d'oxyde CVD à haute température (SiH4- HTO à 800°C) d'environ 1pm (supérieure de 2 à 3 fois la rugosité P-V) Puis est effectué un polissage mécano chimique avec un abrasif de silice colloïdale : D7300 Cabot microelectronique sur pad IC100 Rhoom&Hass, dans les conditions suivantes: - tête en rotation à 30tr/mn - plateau en rotation à 25 tr/mn - Pression 0.25b - durée - 5 mn. Une gravure peut ensuite être réalisée, par RIE (gravure ionique réactive) NE800A Nextral (conditions : 9,5% SF6-02, débit de SF6=1,9cc et débit de 02=18,1cc ; Puissance = 260W ; Pression = 100mT ; tension de bias 450V ; durée : environ 6 mn. Cette technique de gravure a la propriété de graver sensiblement à la même vitesse le diamant et l'oxyde de la couche 10. Il est ensuite procédé au collage sur le Si récepteur 20 (avec ou sans couche 22 de collage) (figure 3G). On procède alors au retrait du substrat donneur 4 en Si (par � Grinding � jusqu'à 60 }gym puis attaque chimique au TMAH) : c'est l'étape de la figure 3H. Un lissage de la face 7 de nucléation et un amincissement du film initial de diamant à l'épaisseur voulue (par exemple = 100 nm), avantageusement au moyen 21 de la méthode DPG est ensuite réalisé (étape des figures 31 - 3K). Enfin il est procédé à un collage sur un substrat 50 SOI donneur (figure 4C). Un retrait du Si 56 du SOI est obtenu, par grinding jusqu'à 60 pm puis par attaque chimique TMAH. On élimine ensuite l'oxyde 54 par HF. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une couche (32) de diamant à épaisseur et granulométrie optimisée, comportant . a) la formation, sur un premier substrat (4), d'une couche (2) de diamant ayant une première épaisseur supérieure à 500nm, une première face libre d'une première rugosité PV et une deuxième face du côté du premier substrat (4), b) une première étape de lissage de la première face et d'amincissement de cette couche (2) de diamant sur une épaisseur au moins égale à la première rugosité, pour obtenir une première face (5) lissée, c) un collage moléculaire de cette première face (5) lissée, avec un deuxième substrat, dit de report (20), d) une élimination du premier substrat (4), e) une deuxième étape de lissage et d'amincissement de la couche de diamant, pour obtenir une deuxième face (32') lissée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape b), on amincit la couche de diamant sur une épaisseur d'au moins 150 nm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, lors de l'étape e), on amincit la couche de diamant sur une épaisseur d'au moins 100 nm.30 23 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, la couche (2) de diamant étant formée par croissance. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, l'étape b) et/ou l'étape e) de lissage et d'amincissement comportant une étape de gravure et le dépôt préalable d'une couche (10) de lissage présentant la même vitesse de gravure que le diamant vis-à-vis de cette technique de gravure, et une planarisation de cette couche de lissage. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, l'étape c) comportant le dépôt d'au moins une couche de collage (40) sur la couche de diamant et/ou le substrat de report. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, l'épaisseur de la couche de diamant après l'étape e) étant comprise entre 100 nm et 3pm . 8. Procédé de réalisation d'une structure de type semi-conducteur sur diamant (20, 32, 52), comportant . - la formation d'une couche de diamant selon un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, - l'assemblage de ladite couche de diamant avec une couche (52, 64, 74) de matériau semi-conducteur.30 9. Procédé selon la revendication 8, la couche de semi-conducteur étant une couche d'un substrat (50, 60, 70) assemblé avec ladite couche de diamant puis aminci pour laisser subsister la couche de semi-conducteur. 10. Procédé selon la revendication 9, le substrat (60) étant un substrat comportant une zone de fragilisation (62). 11. Procédé selon la revendication 10, la zone de fragilisation (62) étant obtenue par implantation ionique et/ou moléculaire. 15 12. Procédé selon la revendication 9, le substrat (50) étant un substrat SOI.10