Brevet FR2972292A1 — publié le 20120907

SUPPORT METALLIQUE POUR LE TRANSFERT DE COUCHE ET PROCEDES POUR FORMER.CE SUPPORT Domaine La présente invention concerne généralement la fabrication de substrats fonctionnels pour une utilisation dans la fabrication de structures ou de dispositifs à semi-conducteurs, des structures intermédiaires formées pendant la fabrication de structures ou de dispositifs à semi-conducteurs, et des structures ou des dispositifs à semi-conducteurs utilisant des substrats fonctionnels. Contexte Des substrats qui comprennent une ou plusieurs couches de matériau semi-conducteur sont utilisés pour former un grand nombre de structures et de dispositifs à semi-conducteurs comprenant, par exemple, des dispositifs à circuit intégré (CI) (par exemple, des processeurs logiques et des dispositifs de mémoire) et des dispositifs discrets, tels que des dispositifs d'émission de rayonnement (par exemple, des diodes électroluminescentes (DEL), des diodes électroluminescentes à cavité résonante (RCLED), des diodes lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL)), et des dispositifs de détection de rayonnement (par exemple, des capteurs optiques). Ces dispositifs à semi-conducteurs sont formés de manière classique couche par couche (c'est-à-dire, lithographiquement) sur et/ou dans une surface d'un substrat semi-conducteur. Historiquement, une majeure partie de ces substrats semi-conducteurs qui ont été utilisés dans l'industrie de fabrication de dispositifs à semi- conducteurs comprenaient des disques minces ou « tranches » de matériau à base de silicium. Ces tranches semi-conductrices de matériau à base de silicium sont fabriquées en formant d'abord un grand lingot monocristallin en silicium généralement cylindrique et en découpant par la suite le lingot monocristallin perpendiculairement à son axe longitudinal pour former une pluralité de tranches de silicium. Ces tranches de silicium peuvent avoir des diamètres aussi grands que d'environ trente centimètres (30 cm) ou plus (environ douze pouces (12 pouces) ou plus). Bien que les tranches de silicium aient généralement des épaisseurs de plusieurs centaines de microns (par exemple, d'environ 700 microns) ou plus, seulement une couche très mince (par exemple, de moins d'environ trois cent nanomètres (300 nm)) du matériau semi-conducteur sur une surface principale de la tranche de silicium est généralement utilisée pour former des dispositifs actifs sur la tranche de silicium. Cependant, dans certaines applications de dispositif, la majeure partie de l'épaisseur de la tranche de silicium peut être incluse dans le trajet électrique d'une ou de plusieurs structures de dispositif formées à partir de la tranche de silicium, ces structures de dispositif étant généralement appelées structures de dispositif "verticales". Des « substrats dits fonctionnels » ont été développés qui comprennent une couche relativement mince de matériau semi-conducteur (par exemple, une couche ayant une épaisseur inférieure à environ trois cents nanomètres (300 nm)) disposée sur une couche de matériau diélectrique (par exemple, du dioxyde de silicium (SiO2), du nitrure de silicium (Si3N4), ou de l'oxyde d'aluminium (Al2O3)). En option, la couche de matériau diélectrique peut être relativement mince (par exemple, trop mince pour permettre une manipulation par un équipement de fabrication de dispositif à semi-conducteurs classique), et le matériau semi-conducteur et la couche de matériau diélectrique peuvent être disposés sur un hôte ou un substrat de base relativement plus épais pour faciliter la manipulation du substrat fonctionnel global par un équipement de fabrication. En conséquence, le substrat de base est souvent appelé dans l'art « poignée » ou substrat de « manipulation ». Le substrat de base peut également comprendre un matériau semi-conducteur autre que le silicium. Un grand nombre de substrats fonctionnels sont connus dans l'art et peuvent comprendre des matériaux semi-conducteurs tels que, par exemple, du silicium (Si), du germanium (Ge), des matériaux semi-conducteurs du type III-V et des matériaux semi-conducteurs du type II-VI. Par exemple, un substrat fonctionnel peut comprendre une couche épitaxiale de matériau semi- conducteur du type III-V formée sur une surface d'un substrat de base, tel que, par exemple, de l'oxyde d'aluminium (Al2O3) (qui peut être appelé « saphir »). La couche épitaxiale peut être formée sur la surface du substrat de base par un processus de transfert à partir d'une structure de donneur, par exemple un substrat donneur ou un lingot donneur. Le transfert à partir d'une structure de donneur peut être souhaitable lorsque le matériau de donneur a une très grande valeur ou est rare. En utilisant un tel substrat fonctionnel, des couches supplémentaires de matériau peuvent être formées et traitées (par exemple, dessinées) sur la couche épitaxiale de matériau semi-conducteur du type III-V pour former un ou plusieurs dispositifs sur le substrat fonctionnel. Cependant, un défaut de correspondance (ou une différence) de coefficient de dilatation thermique entre la couche épitaxiale et le substrat de base comprenant le substrat fonctionnel peut influencer la formation et le traitement des couches supplémentaires de matériau. Par exemple, si le défaut de correspondance de coefficient de dilatation thermique entre la couche épitaxiale et le substrat de base est important, alors le substrat fonctionnel peut être influencé négativement pendant la formation de couches supplémentaires de matériaux. Des exemples de dispositifs qui peuvent tirer avantage de substrats fonctionnels sont les dispositifs haute puissance et les dispositifs photoniques, tels que les diodes électroluminescentes (DEL) et les diodes laser. La figure 1 illustre une DEL classique. Un substrat 110, qui peut être un substrat fonctionnel, comprend une couche de type n 120 disposée sur celui-ci. Une région active 130, qui peut comprendre de multiples couches, telles que des puits quantiques, des couches de barrière, des couches de blocage d'électrons (EBL), etc., est disposée entre la couche de type n 120 et une couche de type p 140. Il en résulte une DEL formée par la couche de type n 120, la région active 130 et la couche de type p 140. Un premier contact 160 effectue une connexion électrique à la couche de type n 120 et un deuxième contact 150 effectue une autre connexion électrique à la couche de type p 140. Ces contacts peuvent être opaques à la longueur d'onde de lumière émise par la DEL et, en conséquence, peuvent diminuer la quantité de lumière globale qui peut être obtenue de la DEL. Ainsi, seule la zone entre le premier contact 160 et le deuxième contact 150 peut produire des quantités importantes de lumière. L'agencement physique du deuxième contact 150 par rapport à la couche de type n 120 peut entraîner une circulation importante du courant entre la couche de type p 140 et la couche de type n 120. De plus, l'agencement physique peut nécessiter que les contacts de type p et n soient tous deux disposés sur une surface supérieure de la structure de DEL, un tel agencement physique pouvant nécessiter le retrait d'une partie des couches de dispositif pour exposer des régions pour un contact. Le retrait d'une partie des couches de dispositif peut augmenter la complexité de fabrication de dispositif, peut réduire la zone disponible pour la génération de lumière et peut également diminuer la production de dispositifs. Compte tenu de ce qui précède et pour d'autres raisons examinées ci-dessous, il existe un besoin pour une technologie de substrat qui fournisse un substrat de base approprié pour un matériau donné provenant d'une structure de donneur. De plus, il existe un besoin pour des dispositifs et des procédés qui fournissent un substrat de support avec un coefficient de dilatation thermique (CTE) correspondant étroitement à celui d'un substrat fonctionnel. Bref résumé Les divers modes de réalisation de la présente invention concernent généralement des substrats 35 fonctionnels et des procédés de production des substrats fonctionnels qui fournissent un substrat de base approprié avec un CTE qui correspond étroitement à un CTE du substrat fonctionnel. Ce résumé est proposé pour introduire une sélection de concepts sous une forme simplifiée qui sont décrits davantage dans la description détaillée ci-dessous de quelques modes de réalisation exemplaires de l'invention. Ce résumé n'est pas destiné à identifier des caractéristiques principales ou des caractéristiques essentielles de l'objet revendiqué et il n'est pas non plus destiné à être utilisé pour limiter l'étendue de l'objet revendiqué. Dans certains modes de réalisation, la présente invention comprend des procédés de fabrication d'un substrat semi-conducteur, les procédés consistant à former une zone affaiblie dans une structure de donneur à une profondeur prédéterminée pour définir une couche de transfert entre une surface de fixation et la zone affaiblie et une structure de donneur résiduelle entre la zone affaiblie et une surface opposée à la surface de fixation. Une couche métallique est formée sur la surface de fixation et fournit un coefficient de dilatation thermique (CTE) adapté pour la couche métallique qui correspond étroitement à un CTE de la couche de transfert, et une rigidité suffisante pour fournir un support structurel à la couche de transfert. La couche de transfert est séparée de la structure de donneur au niveau de la zone affaiblie pour former un substrat composite comprenant la couche de transfert et la couche métallique. Dans des modes de réalisation supplémentaires, la présente invention comprend des procédés de fabrication d'un substrat semi-conducteur, les procédés consistant à former une zone affaiblie dans une structure de donneur à une profondeur prédéterminée pour définir une couche de transfert entre une surface de fixation et la zone affaiblie et une structure de donneur résiduelle entre la zone affaiblie et une surface opposée à la surface de fixation. Un contact ohmique est formé entre la couche de transfert et une couche de contact disposée sur celle-ci. Un couplage à faible impédance est formé entre une couche métallique réfractaire et la couche de contact, la couche métallique réfractaire fournissant un support structurel pour le substrat semi-conducteur. Les procédés consistent également à séparer la couche de transfert de la structure de donneur au niveau de la zone affaiblie pour former un substrat composite comprenant la couche de transfert, la couche de contact et la couche métallique réfractaire. Dans d'autres modes de réalisation, la présente invention comprend un substrat semi-conducteur comprenant un substrat de support métallique configuré pour fournir une rigidité suffisante au substrat semi- conducteur. Le substrat semi-conducteur comprend également une couche de transfert comprenant un matériau semi-conducteur en contact avec une surface de fixation du substrat de support métallique, la couche de transfert étant détachée d'une structure de donneur comprenant le matériau semi-conducteur et comprenant une zone affaiblie dans la structure de donneur à une profondeur prédéterminée de la surface de fixation pour définir la couche de transfert entre la surface de fixation et la zone affaiblie. Un CTE adapté du substrat de support métallique correspond étroitement à un CTE de la couche de transfert. D'autres aspects, détails et d'autres combinaisons des éléments des modes de réalisation de l'invention seront évidents à partir de la description détaillée qui suit. Brève description des dessins La présente invention peut être plus totalement comprise en faisant référence à la description détaillée qui suit de modes de réalisation exemplaires de la présente invention, qui sont illustrés sur les figures jointes, sur lesquelles : la figure 1 est un dessin en coupe transversale simplifié d'une structure de DEL classique ; la figure 2 est un dessin en coupe transversale simplifié d'une structure de donneur avec une zone affaiblie pour créer une couche de transfert ; les figures 3A et 3B sont des dessins en coupe transversale simplifiés illustrant le développement d'un substrat composite avec un support métallique réfractaire et une couche de transfert selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention ; les figures 4A à 4C sont des dessins en coupe transversale simplifiés illustrant le développement d'un substrat composite avec un support métallique réfractaire, une couche de transfert et une couche de contact entre eux selon un ou plusieurs modes de réalisation ; les figures 5A à 5C illustrent un substrat composite avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n et un dispositif photonique formé sur le substrat composite selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention ; les figures 6A à 6C illustrent un substrat composite avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée p et un dispositif photonique formé sur le substrat composite selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention ; les figures 7A à 7C illustrent un substrat 35 composite avec une couche de transfert en carbure de silicium (SiC) et un dispositif électronique haute puissance formé sur le substrat composite selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention ; et les figures 8A à 8D illustrent un substrat composite avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n et un dispositif photonique formé sur le substrat composite, qui est retourné pour former un dispositif photonique à couche n vers le haut selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Les illustrations présentées dans le présent document ne doivent pas être considérées comme des vues réelles d'un matériau, d'un dispositif ou d'un procédé particulier, mais sont simplement des représentations idéalisées qui sont utilisées pour décrire des modes de réalisation de la présente invention. On devrait comprendre que toute référence dans le présent document à un élément en utilisant une désignation telle que « premier », « deuxième », etc. ne limite pas la quantité ou l'ordre de ces éléments, à moins que cette limitation soit explicitement formulée. Au lieu de cela, ces désignations peuvent être utilisées dans le présent document en tant que procédé de distinction commode entre deux éléments ou instances d'élément ou plus. Ainsi, une référence à des premier et deuxième éléments ne signifie pas que deux éléments seulement peuvent être utilisés ou que le premier élément doit précéder le deuxième élément d'une certaine manière. Par ailleurs, sauf indication contraire, un ensemble d'éléments peut comprendre un ou plusieurs éléments. Les éléments décrits dans le présent document 35 peuvent comprendre de multiples instances du même élément. Ces éléments peuvent génériquement par un désignateur être indiqués numérique (par exemple, 110) et indiqués l'indicateur numérique suivi spécifiquement par d'un désignateur alphabétique (par exemple, 110A) ou d'un indicateur numérique précédé d'un « tiret » (par exemple, 110-1). Pour faciliter la description qui suit, pour la majeure partie, les indicateurs de numéro d'élément commencent avec le numéro du dessin sur lequel les éléments sont introduits ou examinés le plus complètement. Ainsi, par exemple, les identifiants d'élément sur la figure 1 seront principalement au format numérique lxx et les éléments sur la figure 4 seront principalement au format numérique 4xx. La description qui suit fournit des détails spécifiques, tels que des types de matériaux et des conditions de traitement, afin de fournir une description approfondie de modes de réalisation de la présente invention et de leur mise en oeuvre. Cependant, un homme du métier comprendra que les modes de réalisation de la présente invention peuvent être mis en pratique sans utiliser ces détails spécifiques et conjointement avec des techniques de fabrication classiques. De plus, la description donnée dans le présent document ne forme pas un flux de processus complet pour la fabrication d'un dispositif ou d'un système à semi-conducteurs. Seules les actions et structures de processus nécessaires pour comprendre les modes de réalisation de la présente invention sont décrites en détail dans le présent document. Les matériaux décrits dans le présent document peuvent être formés (par exemple, déposés ou développés) par n'importe quelle technique appropriée comprenant, mais sans y être limitée, un revêtement par centrifugation, un revêtement à la racle, un traitement de Bridgeman et Czochralski, un dépôt chimique en phase vapeur ("CVD"), un dépôt chimique en phase vapeur amélioré par plasma ("PECVD"), un dépôt de couches atomiques ("ALD"), un ALD amélioré par plasma ou un dépôt physique en phase vapeur ("PVD"). Bien que les matériaux décrits et illustrés dans le présent document puissent être formés en tant que couches, les matériaux ne sont pas limités à des couches et peuvent être formés dans d'autres configurations tridimensionnelles. Les termes tels que « horizontal » et « vertical », tels qu'utilisés dans le présent document, définissent des positions relatives d'éléments ou de structures par rapport à un plan principal ou une surface principale d'une structure semi-conductrice (par exemple, une tranche semi-conductrice, une puce, un substrat, etc.), indépendamment de l'orientation de la structure semi-conductrice, et sont des dimensions orthogonales interprétées par rapport à l'orientation de la structure décrite. Tels qu'utilisés dans le présent document, le terme « vertical » désigne et comprend une dimension sensiblement perpendiculaire à la surface principale d'une structure semi-conductrice, et le terme « horizontal » désigne une dimension sensiblement parallèle à la surface principale de la structure semi-conductrice. Telle qu'utilisée dans le présent document, l'expression « structure semi-conductrice » désigne et comprend n'importe quelle structure qui est utilisée pour la formation d'un dispositif à semi-conducteurs. Les structures semi-conductrices comprennent, par exemple, des puces et des tranches semi-conductrices (par exemple, des substrats de support et des substrats de dispositif), ainsi que des ensembles ou des structures composites qui comprennent deux puces et/ou tranches semi-conductrices ou plus intégrées de manière tridimensionnelle les unes avec les autres. Les structures semi-conductrices comprennent également des dispositifs à semi-conducteurs entièrement fabriqués, ainsi que des structures intermédiaires formées pendant la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs. Les structures semi-conductrices peuvent comprendre des matériaux conducteurs, des matériaux semi-conducteurs, des matériaux non conducteurs (par exemple, des isolants électriques), et des combinaisons de ceux-ci. Telle qu'utilisée dans le présent document, l'expression « structure semi-conductrice traitée » comprend n'importe quelle structure semiqui comprend une ou plusieurs structures de moins partiellement formées. Les semi-conductrices traitées sont un sous-structures semi-conductrices, et toutes les semi-conductrices traitées sont des structures semi-conductrices. 20 Telle qu'utilisée dans le présent document, l'expression « semi-conducteur III-V » désigne et comprend n'importe quel matériau semi-conducteur qui est au moins principalement composé d'un ou de plusieurs éléments du groupe IIIA de la table 25 périodique (par exemple, B, Al, Ga, In et Ti) et d'un ou de plusieurs éléments du groupe VA de la table périodique (par exemple, N, P, As, Sb et Bi). Sauf spécification contraire, telle qu'utilisée dans le présent document, l'expression « coefficient de 30 dilatation thermique », lorsqu'elle est utilisée en relation avec un matériau ou une structure, désigne le coefficient de dilatation thermique linéaire moyen du matériau ou de la structure à température ambiante. Telle qu'utilisée dans le présent document, 35 l'expression « substrat fonctionnel », dans son sens le désigne et conductrice dispositif au structures ensemble de structures plus large, désigne et comprend n'importe quel substrat comprenant deux couches ou plus de matériau et qui est destiné à être utilisé en tant que substrat pour la fabrication d'un ou de plusieurs dispositifs à semi- conducteurs sur celui-ci. Les substrats fonctionnels comprennent, en tant qu'exemples non limitatifs, des substrats de type semi-conducteur sur isolant. Telle qu'utilisée dans le présent document, l'expression « rigidité suffisante » désigne une rigidité pour une structure semi-conductrice qui fournit une rigidité suffisante pour qu'un endommagement structurel du fait d'une déformation plastique ou élastique ne se produise pas dans la structure semi-conductrice pendant un traitement ou une manipulation ultérieur. En tant qu'exemples non limitatifs, cet endommagement structurel peut comprendre des dislocations, une fissuration, un endommagement du réseau cristallin, un voilement, un voilement longitudinal et une séparation des couches. Les divers modes de réalisation de la présente invention concernent des substrats fonctionnels et des procédés de production des substrats fonctionnels qui réalisent un substrat de base approprié avec un CTE qui correspond étroitement à un CTE du substrat fonctionnel. Les modes de réalisation de l'invention peuvent avoir des applications dans une large gamme de matériaux à base de silicium, de germanium, de carbure de silicium et de matériaux semi-conducteurs des groupes III-V en tant que substrats. Par exemple, les procédés et les structures des modes de réalisation de l'invention peuvent être appliqués à des nitrures III, des arséniures III, des phosphures III et des antimoniures III, sous une forme binaire, ternaire, quaternaire et quinaire. La figure 2 est un dessin en _ coupe transversale simplifié d'une structure de donneur 210 avec une zone affaiblie 220 pour créer une couche de transfert 230. En tant qu'exemples non limitatifs, un processus de détachement décrit dans le présent document peut utiliser une technologie SMART-CUTTM. Ces processus sont décrits en détail, par exemple, dans le brevet US n° RE39 484 de Bruel, le brevet US n° 6 303 468 d'Aspar et d'autres, le brevet US n° 6 335 258 d'Aspar et d'autres, le brevet US n° 6 756 286 de Moriceau et d'autres, le brevet US n° 6 809 044 d'Aspar et d'autres, le brevet US n° 6 946 365 d'Aspar et d'autres, le brevet US n° 7 531 428 de Dupont, le brevet US n° 6 858 107 de Ghyselen et d'autres, et le brevet US n° 6 867.067 de Ghyselen et d'autres. Cependant, on devrait comprendre que d'autres processus appropriés pour la fabrication d'une tranche semi-conductrice en un matériau composite qui comprennent l'utilisation de zones affaiblies prédéterminées pourraient également être utilisés. Pour effectuer ce processus de détachement, une zone affaiblie 220 prédéterminée peut être formée dans la structure de donneur 210. La figure 2 montre l'utilisation de la technologie SMART-CUTTM dans laquelle des espèces atomiques 250, telles qu'un ou plusieurs ions d'hydrogène, ions d'hélium ou d'autres ions de gaz inertes, sont implantées à travers une surface de fixation 240 en une dose et avec une énergie pour créer la zone affaiblie 220 dans la structure de donneur 130. La zone affaiblie 220 est sensiblement parallèle à la surface de fixation principale 240 et à une profondeur prédéterminée basée sur les paramètres du processus d'implantation d'espèces atomiques. La couche de transfert 230 est ainsi formée entre la surface de fixation 240 et la zone affaiblie 220. De _pLus , une structure_ de donneur_ résiduelle _est formée entre la zone affaiblie 220 et une surface opposée à la surface de fixation 240. La structure de donneur 210 comprend un matériau semi-conducteur et, dans certains modes de réalisation, peut comprendre du silicium, du germanium, un nitrure du groupe III (par exemple, du GaN, InGaN, AlGaN), et du SiC. Le matériau semi-conducteur peut être non dopé ou, pour certaines applications, dopé n+ ou p+. Le semi-conducteur peut être une tranche semi-conductrice autoporteuse comme montré sur la figure 2 ou une structure de gabarit, par exemple, du GaN sur une base de saphir. La structure de donneur 210 peut également comprendre au moins une partie d'un lingot (ou préforme) de matériau semi-conducteur et, dans certains modes de réalisation, ladite au moins une partie du lingot (ou préforme) peut comprendre du silicium, du germanium, un nitrure du groupe III (par exemple, du GaN, InGaN, AlGaN), et du SiC. Le lingot (ou préforme) peut comprendre une structure telle que celles décrites dans le brevet US n° 6 858 107 de Ghyselen et d'autres et le brevet US n° 6 867 067 de Ghyselen et d'autres. Si la structure de donneur 210 est un matériau de nitrure III, la polarité de la surface implantée devrait être prise en considération pour déterminer la polarité du substrat composite final. En tant qu'exemple non limitatif, une structure de donneur en GaN peut être utilisée pour développer une face de gallium polaire ou une face d'azote polaire pour un traitement subséquent. En tant qu'autre exemple non limitatif, une structure de donneur en InGaN peut être utilisée pour développer une face métallique polaire ou une face d'azote polaire pour un traitement subséquent. Pour un transfert de couche classique sur une tranche semi-conductrice de support, un processus de lia_on __e_scéné~le~net uti]_is suivi-dom la_sli~isi~n de la tranche semi-conductrice implantée au moyen d'un certain traitement thermique. Le processus de liaison nécessite que les surfaces à lier soient de grande qualité pour éviter des défauts de grandes aires (zones non transférées), tandis que les coefficients de dilatation thermique (CTE) des deux tranches semi-conductrices ne devraient pas être trop différents pour éviter une rupture de tranche en conséquence du processus de division. Pour certaines applications, une liaison conductrice d'un matériau semi-conducteur à un substrat conducteur est souhaitable pour construire des structures de dispositif verticales, c'est-à-dire, des dispositifs qui ont la zone active à proximité de la surface de la couche semi-conductrice et une zone de contact à proximité de l'interface du semi-conducteur avec le substrat ou avec la tranche semi-conductrice de support. Cependant, une telle approche est difficile à réaliser étant donné qu'aujourd'hui la plupart des processus de liaison impliquent des couches de dioxyde de silicium (SiO2) sur les faces de liaison pour une liaison de haute qualité. Cependant, le un isolant et rendra la conduction électrique de plus, empêchera une dissipation thermique efficace du dispositif vers le substrat. En conséquence, les modes de réalisation de la présente invention fournissent des structures et des 30 traitements pour réaliser une structure de support qui peut effectuer une dissipation thermique et avec un CTE qui correspond étroitement à un CTE de la couche de transfert 230. Dans certains modes de réalisation, un contact électrique peut être développé, par exemple, un 35 contact ohmique ou Schottky, entre la couche de garantir SiO2 est difficile, voire impossible et, transfert _2.3 0 et une_ couche de support métallique . SZn - contact ohmique (c'est-à-dire, un contact avec une résistance indépendante de la tension) est développé au niveau d'une jonction métal-semi-conducteur si la hauteur de la barrière Schottky est nulle ou négative. Autrement dit, un contact ohmique aura des caractéristiques de courant en fonction de la tension qui sont sensiblement linéaires et symétriques. Dans de tels cas, les porteurs sont libres de circuler dans ou hors du semi-conducteur de sorte qu'il y a une résistance minimale à travers le contact ohmique. Les figures 3A et 3B sont des dessins en coupe transversale simplifiés illustrant le développement d'un substrat composite avec une couche métallique réfractaire 280 et une couche de transfert 230 selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. La couche métallique réfractaire 310 peut être formée avec une épaisseur suffisante pour former un substrat de support métallique avec une rigidité suffisante pour réaliser un support structurel pour la couche de transfert 230. La couche métallique réfractaire 310 est formée sur la surface de fixation 240 par un processus approprié pour réaliser un contact électrique, par exemple un contact ohmique, entre la couche métallique réfractaire 310 et la couche de transfert 230. Avant le dépôt de la couche métallique réfractaire 310, la surface du semi-conducteur peut nécessiter un traitement pour retirer tout oxyde de surface qui peut nuire à la qualité de la couche métallique réfractaire 310, par exemple, une couche d'oxyde de gallium mince peut devoir être retirée avant de déposer la couche métallique réfractaire 310 et pour la formation d'un contact électrique, par exemple, d'un contact ohmique. _La_ strucfur_e ratière de la structure de donneur 210 et du substrat de support métallique 310 peut être placée dans un four (non montré) et chauffée de sorte que la zone affaiblie 220 puisse être affaiblie davantage. Avec l'affaiblissement, la couche de transfert 230 et le substrat de support métallique 310 associé peuvent être séparés de la structure de donneur au niveau de la zone affaiblie 220. Au lieu de fournir une énergie thermique, une énergie supplémentaire sous d'autres formes, par exemple, une énergie mécanique, une énergie chimique, ou une combinaison d'énergies thermique, mécanique et chimique, pourrait être utilisée pendant les actions d'affaiblissement et de détachement. Les structures ainsi formées après la séparation sont une structure de donneur résiduelle (non montrée) capable de donner d'autres couches de transfert minces et un substrat composite 450 comprenant le substrat de support métallique 310 et la couche de transfert 230. En tant qu'exemples non limitatifs, la couche de transfert 230 peut avoir une épaisseur inférieure à 1000 nanomètres et plus vraisemblablement une épaisseur d'environ 500 nanomètres. Comme montré sur la figure 3B, le substrat composite 450 peut être retourné pour un traitement supplémentaire sur la surface exposée de la couche de transfert 230. Avant d'effectuer d'autres étapes de traitement, le substrat composite 450 peut recevoir un traitement de surface, tel que, par exemple, un polissage, un nettoyage ou une combinaison de ceux-ci. Un traitement supplémentaire peut comprendre, en tant qu'exemple non limitatif, l'ajout de structures de dispositif sur la structure composite. Les structures de dispositif peuvent comprendre de multiples couches de matériau semi-conducteur dopé, de matériau semi- conducteur non dopé, et des zones actives comme__cela_ est connu dans l'art pour produire des éléments électroniques, des éléments photoniques, et des combinaisons de ceux-ci. Les figures 4A à 4C sont des dessins en coupe transversale simplifiés illustrant le développement d'un substrat composite 450 avec une couche métallique réfractaire 310, une couche de transfert 230 et une couche de contact 410 entre elles selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Dans les modes de réalisation des figures 4A à 4C, une couche de contact 410 de métal est déposée sur la surface de fixation 240. Cette couche de contact 410 est configurée pour réaliser un contact ohmique qui est de haute qualité (par exemple, de faible résistance) entre la couche de transfert 230 et la couche de contact 410. En tant qu'exemple non limitatif, si le matériau de donneur est du GaN dopé n+, alors la couche métallique de contact peut être, par exemple, un empilage de Ti/Al/Ni/Au ou un empilage de Ti/Al lorsque l'utilisation d'or peut être néfaste pour la performance du dispositif. En tant qu'autre exemple non limitatif, si le matériau de donneur est du GaN dopé p+, alors la couche métallique de contact peut être, par exemple, un empilage de Ni/Au ou du Ni (le premier métal dans la liste étant le plus proche du semi- conducteur). Avant le dépôt de la couche de contact 410, la surface du semi-conducteur peut devoir être traitée pour retirer tout oxyde de surface ou toutes autres couches superficielles qui peuvent nuire à la qualité de la couche de contact 410, par exemple, une couche d'oxyde de gallium mince peut devoir être retirée avant le dépôt de la couche de contact 410. La couche de contact 410 peut être déposée par revêtement par pulvérisation, par évaporation thermique, par évaporation par faisceau électronique, etc. Dans certains modes de réalisation, la couche de contact 410 peut également fonctionner en tant qu'un métal germe pour le dépôt subséquent d'un support métallique épais, un tel germe peut améliorer l'adhérence avec la couche de transfert 230 et améliorer les propriétés de conduction électrique avec la couche de transfert 230. La couche de contact 410 peut être aussi mince que quelques monocouches. Dans certains modes de réalisation, la couche de contact 410 peut avoir une épaisseur d'environ un nanomètre à environ 50 nanomètres. Comme montré sur la figure 4B, une couche métallique réfractaire 310 est formée sur la couche de contact 410 par un processus approprié pour réaliser un couplage à faible impédance entre la couche métallique réfractaire 310 et la couche de contact 410. Dans les modes de réalisation des figures 4A à 4C, la combinaison de la couche de contact 410 et de la couche métallique réfractaire 310 peut être appelée dans le présent document substrat de support métallique 310A. La structure entière de la structure de donneur 210 et du substrat de support métallique 310A peut être placée dans un four (non montré) et chauffée de sorte que la zone affaiblie 220 puisse être affaiblie davantage. Avec l'affaiblissement, la couche de transfert 230 et le substrat de support métallique 310A associé peuvent être séparés de la structure de donneur au niveau de la zone affaiblie 220. Au lieu de fournir une énergie thermique, une énergie supplémentaire sous d'autres formes, par exemple, une énergie mécanique, une énergie chimique, ou une combinaison d'énergie thermique, mécanique et chimique, pourrait être utilisée pendant les étapes d'affaiblissement et de détachement. Les- stxur.tnres ainsi- foxmées apr.s sa s_éparati on sont une structure de donneur résiduelle (non montrée) capable de donner d'autres couches de transfert minces et un substrat composite 450 comprenant la couche métallique réfractaire 310, la couche de contact 410 et la couche de transfert 230. En tant qu'exemples non limitatifs, la couche de transfert 230 peut avoir une épaisseur inférieure à 1000 nanomètres et plus vraisemblablement une épaisseur d'environ 500 nanomètres. Comme montré sur la figure 4C, le substrat composite 450 peut être retourné pour un traitement supplémentaire sur la surface exposée de la couche de transfert 230. Avant d'effectuer d'autres étapes de traitement, le substrat composite 450 peut recevoir un traitement de surface, tel que, par exemple, un polissage, un nettoyage ou une combinaison de ceux-ci. Le traitement supplémentaire peut comprendre, en tant qu'exemple non limitatif, l'ajout de structures de dispositif sur la structure composite. Les structures de dispositif peuvent comprendre de multiples couches de matériau semi-conducteur dopé, de matériau semi-conducteur non dopé, et des zones actives comme cela est connu dans l'art pour produire des éléments électroniques, des éléments photoniques et des combinaisons de ceux-ci. La structure de donneur résiduelle peut être réutilisée pour former des structures composites supplémentaires en répétant le processus tel qu'illustré sur la figure 2 et les figures 3A et 3B ou sur la figure 2 et les figures 4A et 4C. Avant d'effectuer d'autres étapes de traitement, la structure de donneur résiduelle peut devoir recevoir un traitement de surface, tel que, par exemple, un polissage, un nettoyage_ou une combinaison_ de ceux-ci, afin de rétablir la qualité de surface d'origine. Dans les deux modes de réalisation des figures 3A et 3B et des figures 4A à 4C, la couche métallique réfractaire 310 devrait être capable de rester stable chimiquement et physiquement à des températures suffisamment élevées pour un traitement subséquent, tel que, par exemple, le chauffage pour la séparation et la croissance/le dépôt/le traitement de couches supplémentaires. En tant qu'exemple non limitatif, pour un traitement subséquent d'ajout de couches de GaN, la couche métallique réfractaire 310 devrait être capable de résister à des températures dans la plage d'environ 900 °C à environ 1100 °C. De plus, pour un traitement subséquent, la couche métallique réfractaire 310 devrait être capable de résister à l'environnement chimique dans l'équipement de croissance/dépôt/traitement supplémentaire. La couche métallique réfractaire 310 peut être suffisamment épaisse pour fournir une rigidité suffisante pour réaliser un support structurel pour la couche de transfert 230. En tant qu'exemples non limitatifs, la couche métallique réfractaire 310 peut avoir une épaisseur entre environ 10 microns et environ 150 microns et plus vraisemblablement une épaisseur entre environ 10 microns et environ 20 microns. En tant qu'exemples non limitatifs, la couche métallique réfractaire 310 peut être déposée par des procédés de revêtement par pulvérisation, de revêtement par pulvérisation au plasma ou de dépôt (par exemple, un dépôt chimique sans courant et un dépôt électrolytique). La couche métallique réfractaire 310 peut avoir un CTE adapté qui correspond étroitement à un CTE de la couche de transfert 230, par exemple, pour éviter une contrainte_ et une fissura_tion__pendan_t des _racessus de croissance subséquents. Le tableau 1 énumère des valeurs de CTE pour certains matériaux non limitatifs pour la couche de transfert 230 et la couche métallique réfractaire 310. Matériau CTE (10-6/°K) GaN 5,6 SiC 4,5 Tungstène 4,5 Molybdène 5,4 Hafnium 6,1 Rhénium 6,2 Tantale 6,5 Zirconium 5,9 TABLEAU 1 Dans certains modes de réalisation, le CTE de la couche métallique réfractaire 310 peut être dans les limites d'environ 20 % du CTE, ou dans les limites d'environ 10 % du CTE du matériau semi-conducteur de la couche de transfert 230. Ainsi, pour ces modes de réalisation, le tungstène, le molybdène et le zirconium utilisés en tant que couche métallique réfractaire 310 correspondraient étroitement à une couche de transfert 230 en SiC et, dans certains modes de réalisation, particulièrement en tungstène. De manière similaire, pour ces modes de réalisation, le zirconium, le hafnium, le rhénium et le tantale utilisés en tant que couche métallique réfractaire 310 correspondraient étroitement à une couche de transfert 230 en GaN et, dans certains modes de réalisation, particulièrement en molybdène. Etant donné que l'empilage semi-conducteur/métal est adapté quant au CTE, des couches épitaxiales epaisses _de matériau semi-conducteur pauvent- être-développées sur l'empilage sans fissuration afin d'achever la fabrication d'une structure de dispositif. Si nécessaire, une tranche métallique épaisse du même type que la couche métallique pulvérisée/évaporée peut servir de support pour augmenter la rigidité de l'empilage sans perdre ses propriétés avantageuses. Les figures 5A à 5C illustrent un substrat composite 450N avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n 230N et un dispositif photonique formés sur le substrat composite 450N selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur la figure 5A, le substrat composite 450N comprend une couche de transfert 230N d'une couche de GaN dopée n qui est du Ga polaire sur une couche de contact de Ti/Al/Ni/Au 410 sur une couche métallique réfractaire 310 (par exemple, du molybdène). La couche de transfert 230 peut être fournie par l'un ou l'autre d'un substrat en GaN n+ ou du GaN n+ (Ga polaire) sur un gabarit en saphir. Un transfert à partir du substrat en GaN n+ peut être effectué par implantation ionique dans le substrat à face polaire n. Le dépôt de la couche de contact 410 et de la couche métallique réfractaire 310 est suivi d'une séparation de couche de transfert entre la couche de transfert 230 et le substrat. Le transfert pour le GaN n+ sur un saphir serait effectué avec un transfert double pour fournir une couche de GaN n+ de Ga polaire sur le substrat composite. La figure 5B illustre une structure de DEL, en tant que type de dispositif photonique, composé d'un dispositif à semi-conducteurs supplémentaire sur le substrat composite 450N. La structure de DEL comprend une région active, qui peut comprendre de multiples couches, telle que, par exemple, des puits quantiques disposés _sur la couche de_transfert en GaN dopée --n---230N. Une ou plusieurs couches de type p 520 sont disposées sur la couche active 510. Il en résulte une DEL formée par la couche de transfert en GaN dopée n 230N, la couche active 510 et la couche de type p 520. Une couche de contact 530 réalise une connexion électrique à la couche de type p 520. La structure de DEL résultante fournit une structure de diode verticale, qui, par opposition à la structure de diode de la figure 1, ne nécessite pas qu'une connexion électrique supplémentaire soit exposée sur les couches supérieures pour une connexion au côté n de la diode. La figure 5C illustre une autre action optionnelle pour inclure un substrat métallique épais 550. L'épaisseur du métal de support peut être augmentée par une liaison métal-métal entre la couche métallique réfractaire 310 déposée et le substrat métallique épais 550, cet épaississement du support métallique pouvant être effectué avant la formation de la couche de dispositif si le substrat métallique épais 550 est capable de résister aux conditions de croissance de réacteur corrosives. Les figures 6A à 6C illustrent un substrat composite 450P avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée p 230P et un dispositif photonique formés sur le substrat composite 450P selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Les couches dans les modes de réalisation des figures 6A à 6C sont similaires à celles des modes de réalisation des figures 5A à 5C, excepté que la couche de transfert 230 comprend une couche de transfert en GaN dopée p 230P. Une couche de contact 410 correspondante peut être, par exemple, en Ni/Au. La figure 6_B illustre une structure de DEL en tant-que dispositif photonique qui comprend une région active, qui peut comprendre de multiples couches, telles que, par exemple, des puits quantiques disposés sur la couche de transfert en GaN dopée p 230P. Une ou plusieurs couches de type n 620 sont disposées sur la couche active 610. Il en résulte une DEL formée par la couche de transfert en GaN dopée p 230P, la couche active 610 et la couche de type n 620. Une couche de contact 630 réalise une connexion électrique avec la couche de type n 620. La structure de DEL résultante fournit une structure de diode verticale, qui, par opposition à la structure de diode de la figure 1, ne nécessite pas qu'une connexion électrique supplémentaire soit exposée sur les couches supérieures pour une connexion au côté p de la diode. La figure 6C illustre une action optionnelle supplémentaire pour inclure un substrat métallique épais 650. L'épaisseur du métal de support peut être augmentée par une liaison métal-métal entre la couche métallique réfractaire 310 déposée et le substrat métallique épais 650, cet épaississement du support métallique pouvant être effectué avant la formation de la couche de dispositif si le substrat métallique épais 650 est capable de résister aux conditions de croissance de réacteur corrosives. Les figures 7A à 7C illustrent un substrat composite 450S avec une couche de transfert en carbure de silicium (SiC) 230S et un dispositif électronique de forte puissance formés sur le substrat composite 450S selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Le substrat composite 450S comprend la couche de transfert en SiC 230S sur la couche métallique réfractaire 310, par exemple, en tungstène 310T. Comme_on_peut 1e_ v_oir à parti r_ du ta hl Pau 1, la couche de transfert en SiC 230 et la couche métallique réfractaire en tungstène 310T sont adaptées quant au CTE de sorte que la couche de transfert en SiC 230 et le dispositif électronique de forte puissance formé sur celle-ci ne subissent que peu d'effets de contrainte, voire aucun des effets de contrainte dus à l'absence de correspondance en les CTE pendant la formation du dispositif. Comme illustré sur la figure 7B, un dispositif de puissance peut être formé avec une ou plusieurs couches de dispositif de puissance 710 sur la couche de transfert en SiC 230S. Une couche de contact 730 réalise une connexion électrique à la couche de dispositif de puissance 710. La figure 7C illustre une action supplémentaire optionnelle pour inclure un substrat métallique épais 750. L'épaisseur du métal de support peut être augmentée par une liaison métal-métal entre la couche métallique réfractaire 310 déposée et le substrat métallique épais 750, cet épaississement du support métallique pouvant être effectué avant la formation de la couche de dispositif si le substrat métallique épais 750 est capable de résister aux conditions de croissance de réacteur corrosives. Les figures 8A à 8D illustrent un substrat composite avec une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n 230 et un dispositif photonique formés sur le substrat composite 450, qui est retourné pour former un dispositif photonique à couche n vers le haut selon un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Les couches dans le mode de réalisation de la figure 8A sont similaires à celles des modes de réalisation de la figure 3B. Cependant, par opposition aux modes de réalisation des figures 4A_ à _6C, l-es-modes-_ de réalisation des figures 8A à 8D ne comprennent pas de couche de contact adjacente au substrat composite 450. Au lieu de cela, un dispositif photonique, tel que, par exemple, une DEL, peut être formé sur le matériau semi-conducteur 230, qui est formé en tant que couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n 230N dans ce mode de réalisation. Comme montré sur la figure 8B, le dispositif photonique peut comprendre une région active 810, qui peut comprendre de multiples couches, telles que, par exemple, des puits quantiques disposés sur la couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) de type n 230N. Une ou plusieurs couches en GaN de type p 820 peuvent être disposées sur la couche active 810. Il en résulte une DEL formée par la couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) de type n 230N, la couche active 810 et la couche de type p 820. La structure de dispositif photonique étant formée, une couche de contact 840, telle que celles décrites ci-dessus, peut être formée sur la couche de GaN de type p 820 en réalisant une connexion électrique avec la couche de type p 820. Un dissipateur de chaleur, tel que, par exemple, un substrat métallique épais 850 peut être formé sur la couche de contact 810. La structure résultante peut être considérée comme étant retournée. La configuration retournée est illustrée sur la figure 8C. Le métal réfractaire 310 peut alors être retiré pour exposer la couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) de type n 230N. La structure de DEL résultante fournit une structure de diode verticale, qui, par opposition à la structure de diode de la figure 1, ne nécessite pas qu'une connexion électrique supplémentaire soit exposée sur les couches supérieures pour une connexion au côté p de la diode. An lieu de cela, un contact avec le côté p de la diode peut être effectué à travers la couche de contact 840 et le substrat métallique épais 850. Une couche de contact 850 peut être formée pour réaliser une connexion électrique à une couche de transfert en nitrure de gallium (GaN) dopée n 230N.