Brevet FR3054720A1 — publié le 20180202

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de trans- fert d'une couche (couche de transfert) en une matière bidimensionnelle sur un substrat de destination. L'invention a également pour objet un dispositif de trans- fert d'une couche de transfert d'une matière bidimensionnelle sur un substrat de destination pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur pour appliquer le procédé et un support de mémoire con- tenant un tel programme d'ordinateur. Etat de la technique Les matières bidimensionnelles promettent des propriétés remarquables pour de nombreuses applications dans le domaine de l'électronique et des capteurs. En particulier, on connaît les graphènes qui permettent une mobilité des porteurs de charge très élevés. La réalisation de matières bidimensionnelles s'appuie fréquemment sur la combinaison d'un dépôt sur un substrat de départ à effet catalytique et ensuite transfère sur un substrat de destination. Un procédé de synthèse connu consiste globalement à déposer par des dépôts en phase gazeuse chimique. But de l'invention La présente invention a pour but, dans ce contexte, de développer un procédé de transfert d'une couche de transfert en une matière bidimensionnelle sur un substrat cible ainsi qu'un dispositif pour le transfert d'une telle couche et un appareil de commande appli- quant le procédé ainsi qu'un programme d'ordinateur permettant de développer les procédés et dispositifs de transfert de matière bidimensionnelles. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de trans- fert d'une couche de transfert en une matière à deux dimensions sur un substrat de destination, le procédé consistant à disposer une combinaison de couches formée de la couche de transfert et du substrat de départ face au substrat de destination pour que la couche de transfert soit face au substrat de destination et irradier la surface supérieure 3054720 2 d'irradiation de la combinaison de couches avec un faisceau laser pour détacher la couche de transfert au moins par segments du support de départ et la transférer sur le substrat de destination Une couche de transfert en une matière bidimensionnelle 5 est une couche ayant une épaisseur d'une ou plusieurs couches ato- miques (par exemple deux couches atomiques). Dans le cas d'une matière bidimensionnelle appelée en abrégé « matière 2D » il s'agit, par exemple, de graphènes, de nitrure de bore, de silicène, de germanane, de stanène ou de phosphores. Le substrat de départ ou le substrat de 10 destination se compose, par exemple, d'une couche de support en une matière semi-conductrice, un polymère ou un verre de sodium. Le substrat de départ selon la forme de réalisation, le support de départ peut être transparent. Par exemple, la couche de transfert peut être déposée par un procédé de dépôt chimique en phase gazeuse (appelé en abrégé 15 procédé CVD) ou par vaporisation par faisceau laser (appelé procédé PLD) sur le substrat de départ. La combinaison de couches est prévue et disposée par rapport au substrat de destination de façon que la couche de transfert soit à une faible distance du substrat de destination. La surface supérieure d'irradiation est un segment d'une surface 20 extérieure de la combinaison de couches, telle que la surface extérieure du substrat de départ ou encore une couche de couverture appliquée sur le substrat de départ. En particulier, la surface supérieure d'irradiation peut être la surface supérieure de la combinaison de couches qui n'est pas tournée vers le substrat de destination. 25 La solution proposée repose sur la considération qu'une couche en une matière à deux dimensions tel qu'un graphène en une ou deux couches, un graphique pyrolytique fortement orienté (graphite HOPG) ou encore MoS2 ou du phosphore blanc, sous l'effet de la lumière, notamment sous la forme d'un faisceau laser peut être transférée 30 simplement et sans dommage d'un premier substrat à un second subs- trat. Un tel transfert par laser de matières bidimensionnelles offre l'avantage d'un nombre réduit d'étapes de procédé, de moyens de fabrication réduits tels que pour la réalisation de capteurs Hall à graphène ainsi que la simple application à des installations de fabrication auto- 35 matisées. En outre, cela permet de réduire les impuretés en ce que l'on 3054720 3 n'utilise pas de milieu humide. De plus, on évite d'endommager la matière bidimensionnelle comme cela peut se faire, par exemple, dans le cas d'un procédé de transfert en chimie humide, à cause des plis, de la formation d'ondulations ou encore des inclusions de bulles d'air après 5 le transfert. Enfin, la solution proposée ci-dessus, selon une forme de réalisation, permet de réutiliser le substrat de départ. Selon un développement, dans l'étape d'irradiation, on ir- radie la surface de la combinaison de couches non tournées vers le substrat de destination constituant alors la surface supérieure 10 d'irradiation. Cela permet d'avoir un chemin aussi court que possible que le faisceau laser doit parcourir entre la surface supérieure d'irrigation à travers le substrat de départ jusqu'à la surface limite entre le substrat de départ et la couche de transfert. On évite ainsi les pertes d'irradiation. 15 Selon un autre développement, dans l'étape d'irradiation, on irradie la surface supérieure pour générer dans la combinaison de couches, une onde de pression pour détacher la couche de transfert et la transférer. En particulier, l'onde de pression se développe pratiquement parallèlement à la normale à la surface d'irradiation en direction 20 de la couche de transfert. L'onde de pression peut être considérée comme une onde longitudinale mécanique. Par exemple, l'énergie du faisceau laser est absorbée par la surface supérieure d'irradiation et l'onde de pression est déclenchée, ce qui provoque l'ablation. Cela permet de détacher en douceur la couche de transfert par rapport au subs- 25 trat de départ. De plus, dans l'étape de mise en place d'une combinaison comme combinaison de couches, la couche de transfert et la matière de départ sont combinées à au moins une couche auxiliaire pour favoriser la croissance de la couche de transfert. En plus ou en variante, la com- 30 binaison de couches comporte au moins une couche protectrice pour protéger la couche de transfert, au moins une couche absorbante pour absorber le faisceau laser et au moins une couche de couverture pour couvrir le substrat de départ. En particulier, dans l'étape d'irradiation, on irradie la surface supérieure d'irradiation pour transmettre, détacher 3054720 4 ensuite au moins un segment de la couche auxiliaire ou de la couche protectrice ou des deux couches et transférer au substrat cible. Une couche auxiliaire est une couche qui favorise la croissance catalytique de la couche de transfert ou la favorise d'une 5 autre manière telle que la possibilité de détacher de manière appropriée la matière bidimensionnelle. La couche auxiliaire est une couche en platine, cuivre, nickel ou germanium. La couche de transfert est développée par un procédé de croissance approprié tel que le dépôt chimique en phase gazeuse ou la vaporisation par faisceau laser (ablation par la- 10 ser) de la couche auxiliaire. Cela permet de placer la couche auxiliaire entre le substrat de départ et la couche de transfert. La couche protectrice est, par exemple, une couche de passivation ou une couche de support pour stabiliser mécaniquement la couche de transfert au cours du transfert. La couche protectrice peut se 15 trouver, par exemple, sur le côté de la couche de transfert tournée vers le substrat de destination. Une couche absorbante est, par exemple, une couche en une matière absorbante telle que de l'aluminium. La couche de couverture est une couche en une matière transparente telle que du verre de 20 sodium. La surface supérieure d'irradiation est, par exemple, la surface supérieure de la couche de couverture. Cette forme de réalisation permet d'améliorer l'efficacité du procédé. Selon un développement, on utilise, par exemple, la force d'accrochage par laquelle la couche auxiliaire s'accroche au substrat de 25 départ qui sera supérieure ou inférieure à la force d'accrochage par la- quelle la couche auxiliaire est fixée à la couche de transfert. De façon avantageuse, dans l'étape d'irradiation, on fait fondre la couche auxiliaire au moins par segments avec le faisceau laser. En particulier, on peut ainsi réaliser le substrat de départ en une 30 matière transparente pour conduire le faisceau laser à travers le subs- trat de départ jusqu'à la couche de transfert. Cette forme de réalisation permet de transférer la pile de couches composée de la couche auxiliaire et de la couche de transfert en la détachant du substrat de départ pour transférer cette pile sur le substrat de destination. 3054720 5 Le procédé comporte également l'étape d'enlèvement de la couche auxiliaire de la couche de transfert après l'irradiation. La couche auxiliaire peut, par exemple, être enlevée avec un procédé de gravure approprié, ce qui dégage de nouveau la couche de transfert après le 5 transfert sur le substrat de destination. L'invention a également pour objet un dispositif pour transférer une couche de transfert en une matière bidimensionnelle sur un substrat cible le dispositif ayant une source lumineuse pour générer un faisceau laser, une première installation de fixation pour tenir le 10 substrat-cible et une seconde installation de fixation pour tenir une combinaison de couches formées de la couche de transfert et d'un substrat de départ, la seconde installation de fixation maintenant la combinaison de couches pour que la couche de transfert soit face au substrat-cible, la source lumineuse irradiant la surface supérieure 15 d'irradiation de la combinaison de couches avec le faisceau laser pour détacher la couche de transfert au moins par segments par rapport au substrat de départ et la transférer sur le substrat de destination. Ce dispositif permet un transfert simple et en douceur de la matière bidimensionnelle sur le substrat de destination. 20 Il est avantageux que la source lumineuse, la première installation de fixation ou la seconde installation de fixation ou au moins deux de ces composants du dispositif soient montés coulissants ou à rotation dans au moins une direction ou à la fois coulissants et en rotation. La source lumineuse peut, par exemple, coulisser dans la di- 25 rection longitudinale de la combinaison de couches ou du substrat de destination. Cela permet d'aligner, de manière précise, la source lumineuse, la combinaison de couches et le substrat de destination. Selon un autre développement, le dispositif comporte une installation de réglage pour régler la position de la source lumineuse, de 30 la première installation de fixation ou de la seconde installation de fixa- tion. Pour cela, l'installation de réglage comporte au moins un entraînement ou actionneur de réglage approprié tel qu'un moteur électrique. En plus ou en variante, le dispositif comporte une installation de chauffage pour chauffer le substrat de destination. Cela permet d'orienter, de 35 manière contrôlée, la source lumineuse, la combinaison de couches et 3054720 6 le substrat de destination. De plus, cela garantit qu'après le transfert, la couche de transfert est appliquée à plat sur le substrat de destination. Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte une chambre de traitement avec une entrée de fluide et une sortie de 5 fluide pour générer un courant de fluide dans la chambre de traitement ainsi qu'une entrée de lumière, la première installation de fixation et/ou la seconde installation de fixation se trouvant dans la chambre de traitement et la source lumineuse étant réalisée pour diriger le faisceau laser par l'entrée de lumière dans la chambre de procédé. 10 L'entrée de lumière est l'accès optique à la chambre de traitement. Cette forme de réalisation permet, par exemple, de faire passer un gaz de traitement approprié sur la couche de transfert ou le substrat de destination. En outre, cela permet de modifier la pression dans la chambre de traitement. 15 L'invention a également pour objet un appareil de com- mande pour exécuter le procédé tel que défini ci-dessus en bénéficiant de tous les avantages du procédé du dispositif. L'appareil de commande comporte à cet effet au moins une unité de calcul pour traiter les signaux et les données, au moins 20 une mémoire pour recevoir les signaux et les données, au moins une interface avec un capteur ou un actionneur pour enregistrer les signaux des capteurs et pour émettre des signaux de commande vers l'actionneur et/ou au moins une interface de communication pour recevoir et émettre des données qui sont intégrées dans un protocole de 25 communication. L'unité de calcul est, par exemple, un processeur de signal, un microcontrôleur ou un moyen analogue et la mémoire est une mémoire flash, une mémoire EPROM ou une mémoire magnétique. L'interface de communication permet de recevoir ou d'émettre des données par une liaison sans fil et/ou une liaison par câbles et l'interface 30 de communication permet ainsi de recevoir et d'émettre les données par câbles, s'agissant de données, par exemple électriques ou optiques, provenant d'une ligne de transmission de données appropriées pour l'émission et la réception. L'appareil de commande est un appareil électrique qui 35 traite les signaux des capteurs et, en fonction de ceux-ci, génère des 3054720 7 signaux de commande et/ou de données. L'appareil de commande peut comporter une interface sous une forme de circuit et/ou de programme. Dans le cas d'une réalisation sous la forme d'un circuit, l'interface fait, par exemple, partie d'un système ASIC qui assure différentes fonctions 5 de l'appareil de commande. Les interfaces peuvent également être des circuits intégrés, séparés ou être formées au moins en partie, de composants discrets. Dans le cas d'une réalisation sous la forme d'un programme, les interfaces sont des modules de programme qui se trouvent, par exemple, dans un microcontrôleur à côté d'autres modules de pro- 10 grammes. De façon avantageuse, l'invention a pour objet un produit-programme d'ordinateur ou un programme avec un code-programme sur un support de mémoire lisible par une machine telle qu'une mémoire semi-conductrice, un disque dur ou une mémoire op- 15 tique pour exécuter et convertir et/ou commander les étapes du procé- dé selon les formes de réalisation décrites ci-dessus, notamment lorsque le produit-programme ou programme est appliqué par un ordinateur ou un dispositif de calcul. Dessins 20 La présente invention sera décrite ci-après, de manière détaillée, à l'aide d'exemples de réalisation d'un procédé et d'un dispositif de transfert représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments des différentes figures portent les mêmes références. Ainsi : 25 - la figure 1 est un schéma d'un premier exemple de réalisation d'un procédé de transfert par laser, - la figure 2 est un schéma d'un autre exemple de réalisation d'un procédé de transfert par laser, - la figure 3 est un schéma d'un autre exemple de réalisation d'un 30 procédé de transfert par laser, - la figure 4 est un schéma d'un autre exemple de réalisation d'un procédé de transfert par laser, - la figure 5 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un dispositif, - la figure 6 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un appareil 35 de commande et, 3054720 8 - la figure 7 est un ordinogramme d'un exemple de procédé. Description de modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement un exemple de réa- lisation d'un procédé de transfert par laser selon l'invention, montrant 5 l'irradiation d'une combinaison de couches 100 formée d'un substrat de départ 102 et d'une couche de transfert 104 en une matière en deux dimensions, avec un faisceau laser 106. La combinaison de couches 100 est représentée écartée d'un substrat de destination 108 en face duquel se trouve la couche de transfert 104. 10 Selon cet exemple de réalisation, la combinaison de couches 100 comprend une couche auxiliaire 110 optionnelle, ici une couche de catalyseur entre la couche de transfert 104 et le substrat de départ 102 ainsi qu'une couverture 112 en option ; la couverture est placée sur la surface du substrat de départ 102 à l'opposé de celle de la 15 couche auxiliaire 110. La couverture 112 se compose d'une couche ab- sorbante 114 pour absorber l'énergie du faisceau laser 106 et d'une couche de couverture 116 transparente encore appelée couche de confinement. La couche absorbante 114 se trouve entre la couche de couverture 116 et le substrat de départ 102. La couche de couverture 116 20 forme une surface d'irradiation 118 de la combinaison de couches 100, cette surface étant non tournée vers le substrat de destination 108. De plus, la surface supérieure du substrat de destination 108 tournée vers la couche de transfert 104 comporte une couche protectrice 120 en option telle qu'une couche de passivation formée de nitrure de bore hexa- 25 gonal appelé en abrégé BN. Une première représentation instantanée 124 montre l'irradiation de la surface supérieure d'irradiation 118 avec un faisceau laser 106. Le faisceau laser 106 absorbé par la couche absorbante 114 génère une onde de pression 122 qui se déploie pratiquement le long 30 d'une normale à la surface supérieure d'irradiation 118, c'est-à-dire pratiquement perpendiculairement à la surface supérieure d'irradiation 118 à travers la combinaison de couches 100 jusqu'à la couche limite entre la couche auxiliaire 110 et la couche de transfert 104. Une seconde vue instantanée 126 correspond à l'instant auquel l'onde de 35 pression 122 arrive sur la couche limite. La couche de transfert 104 est 3054720 9 ainsi détachée de la couche auxiliaire 110 pour être transférée à la couche protectrice 120 comme le montre la troisième vue instantanée 128. La figure 1 montre, à titre d'exemple, un procédé de 5 transfert par laser d'une couche portant un graphique comme couche de transfert 104. La lumière est absorbée par la surface limite et développe l'onde de pression 122 mécanique, longitudinale. L'onde de pression 122 est réfléchie par le côté de la combinaison de couches 100 tourné vers le substrat de destination 108 sous la forme d'une onde de 10 traction, ce qui produit ainsi le décrochage de la couche de transfert 104. Ce procédé peut également être appelé procédé de sission par laser. Pour permettre le développement de l'onde de pression 122 par le faisceau laser 106, la surface supérieure d'irradiation 118 est revêtue d'une couche absorbante 114 qui reçoit l'énergie du faisceau laser et 15 par ablation elle déclenche l'onde de pression 122. Cet effet est accen- tué par la couche de couverture 116 transparente. L'onde de pression 122 assure la tension en traction à la surface portant la couche de transfert 104. Grâce au faible accrochage de la couche de transfert 104, cette couche sera détachée de la surface supérieure. 20 Pour garantir une couche de transfert 104 de qualité éle- vée, on dépose, par exemple, la couche de transfert 104 sur une matière formant un catalyseur et présentée comme couche auxiliaire 110. La couche auxiliaire 110 est, par exemple, une couche de cuivre, de platine, de nickel ou de germanium pour déposer des graphènes par une 25 séparation chimique en phase gazeuse avec du méthane comme gaz précurseur. Ainsi, la matière 2D sous la forme de la couche de transfert 104 est transférée sur le substrat de destination 108 prévu pour une certaine application, par exemple pour isoler électriquement la couche de transfert 104. 30 Selon l'exemple de réalisation, le substrat de départ 102 présente des propriétés catalytiques pour la croissance de la couche de transfert 104. Le substrat de destination 108 sert, par exemple à l'isolation électrique de la couche de transfert 104 ou encore il comporte en plus une électronique de déclenchement. La couche de protection 35 120 permet d'influencer positivement les propriétés de la couche de 3054720 10 transfert 104 telle que par exemple par une adaptation à la constante de réseau dans le cas du nitrure de bore hexagonal pour la couche des graphènes. En plus ou en variante, la couche de destination 108 a une structure tridimensionnelle. Par une conduite appropriée du procédé, la 5 couche de transfert 104, ainsi détachée, se dépose sur la structure tri- dimensionnelle et prend ainsi la forme de celle-ci. Le procédé de transfert par laser de la figure 1 sera décrit de manière différente ci-après. En s'appuyant sur la fission par laser, on génère l'onde mécanique de pression et de traction 122 dans le subs- 10 trat de départ 102 pour transférer la couche de transfert 104 du subs- trat de départ 102 sur le substrat de destination 108. Le substrat de départ 102 qui est, par exemple, du sili- cium ou du verre, est revêtu d'une couche auxiliaire 110 appropriée qui favorise la croissance de la couche de transfert 104 de manière cataly- 15 tique ou autre, par une capacité de séparation appropriée de la matière 2D. Ensuite, sur la couche auxiliaire 110, on faire croître la matière 2D par un procédé de croissance approprié. Avant ou après cette étape, on applique des couches optionnelles sur la face du substrat de départ 102 à l'opposé de la couche de transfert 104 ; ces couches optionnelles favo- 20 risent l'ablation par laser. Il s'agit de matières absorbantes telles que des couches métalliques comme de l'aluminium, ou des couches de couverture transparentes encore connues sous le nom de couches de confinement tels que les verres comme le verre de sodium. Le substrat de départ 102 ainsi préparé est orienté face au substrat de destination 25 108. Les écarts caractéristiques des substrats 102, 108 se situent, par exemple, dans une plage comprise entre 1 gni et 10 mm comme le montre la première image instantanée 124. Par irradiation de la surface d'irradiation 118 avec le faisceau laser 106 et de l'absorption de l'énergie optique dans la couche absorbante 114, on déclenche l'onde de 30 compression mécanique 122 dans le substrat de départ 102 ; cette onde se déploie à travers le substrat de départ 102 jusqu'au côté de la combinaison de couches 100 tournée vers le substrat de destination 108, pour être réfléchie par cette face. Le faisceau laser 106 est, par exemple, généré par un laser ayant les caractéristiques suivantes : longueur 35 d'onde comprise entre 300 nm et 1100 nm, densité d'énergie 1 J/cm2 - 3054720 11 100 J/cm2, durée de l'impulsion 100 sf - 100 gs. La taille du diamètre du foyer sur le substrat de départ 102 est sélectionnée en fonction de la taille souhaitée pour la structure de transfert. En plus, on peut régler, de manière ciblée, la densité spatiale de l'énergie dans le foyer du laser, 5 par exemple, sous la forme d'un profil de faisceau « Top Hat » pour réa- liser un transfert aussi ciblé et protégé que possible. L'arrivée de l'onde de tension 122 sur le côté de la couche auxiliaire 110 tourné vers la couche de transfert 104 se traduit par des contraintes de traction dans la surface supérieure qui produisent le détachement de la couche de 10 transfert 104. Pour cela, la matière du catalyseur de la couche auxi- liaire 110 est choisie pour que l'accrochage de la matière 2D soit suffisamment faible pour permettre le décrochement par les contraintes de traction. La matière 2D vole en quelque sorte après avoir été détachée pour arriver sur le substrat de destination 108 qui se trouve à 15 proximité. Dans certains cas il est avantageux de déposer d'autres couches sur ou sous la couche de transfert 104 pour améliorer les propriétés de la matière 2D, notamment pour quelque peu passiver cette couche ou augmenter la stabilité mécanique pendant le transfert par 20 fission. Cela sera décrit ci-après, à l'aide de la figure 2. Il faut remar- quer que la surface supérieure de plus faible accrochage se trouve entre la couche auxiliaire 110 et la couche de transfert 104 ou dans la couche à transférer et qui comporte la couche de transfert 104. La figure 2 est un schéma d'un autre procédé de transfert 25 par laser selon un exemple de réalisation de l'invention. A la différence de la figure 1, la figure 2 présente des vues instantanées 124, 126, 128 d'un procédé de transfert par laser avec une variante de structure stratifiée ; dans cette variante, la couche protectrice 120 sert de couche de passivation pour passiver la couche de transfert 104 et en même temps 30 pour stabiliser mécaniquement cette couche de transfert 104. Dans ce cas, l'onde de pression 122 détache une pile de couches composée de la couche de transfert 104 et de la couche protectrice 120 pour transférer sur le substrat de destination 108. La figure 3 est une représentation schématique d'un 35 autre exemple de réalisation d'un procédé de transfert par laser selon 3054720 12 l'invention. La figure montre une variante du procédé de transfert par laser présenté par quatre vues instantanées successives 300, 302, 304, 306 ; la couche de transfert 104 est enlevée du substrat de départ 102 avec la couche protectrice 110. La matière de catalyseur de la couche 5 auxiliaire 110 est fondue localement à la surface limite entre le substrat de départ 102 et la couche auxiliaire 110 par le faisceau laser 106 de sorte que la couche auxiliaire 110 et la couche de transfert 104 se détachent en combinaison pour être transférées sur le substrat de destination 108. 10 Selon cet exemple de réalisation, le transfert concerne la couche de transfert 104 avec une partie de la couche auxiliaire 110 comme le montre la seconde vue instantanée 302. Cette solution a notamment comme avantage de stabiliser la couche de transfert 104 par la couche auxiliaire 110 pendant le transfert en stabilisant mécanique- 15 ment. Selon une étape en option, après le transfert, on enlève la couche auxiliaire 110 par gravure sélective de la couche de transfert 104. Cela est représenté schématiquement dans la quatrième vue instantanée 306. 20 Dans le procédé de transfert par laser présenté à la figure 3, comme dans les procédés de transfert par laser décrits à l'aide des figures 1 et 2, la couche auxiliaire 110 est ici également une couche de catalyseur et la couche de transfert 104 est appliquée sur le substrat de départ 102. Le substrat de départ 102 est un substrat transparent, par 25 exemple en verre. Ensuite, on irradie la couche auxiliaire 110 avec le faisceau laser 106 comme le montre la première image ou vue instantanée 300. La fusion locale détache une partie de la couche auxiliaire 110 et la transfère sur le substrat de destination comme le montrent les deux vues instantanées 302 et 304. L'irradiation se fait ici à travers le 30 substrat de départ 102, transparent jusqu'à la surface limite entre le substrat de départ 102 et la couche auxiliaire 110. Le laser qui génère le faisceau laser 106 a, par exemple, les caractéristiques suivantes : longueur d'onde 500 nm - 1100 nm, densité d'énergie 0,01 J/cm2 1 J/cm2, durée d'impulsion 100 fs - 1 gs. La dimension du diamètre du 35 foyer sur le substrat de départ est choisie, là encore, en fonction de la 3054720 13 taille souhaitée pour la structure à transférer. Il est notamment avantageux de transférer la structure souhaitée avec une mono-impulsion pour arriver à des propriétés de couches aussi homogènes que possible sur le substrat de destination 108. En outre, il est avantageux que la 5 densité d'énergie dans l'espace soit réglée de manière ciblée au foyer du laser, par exemple, selon un profil « Top-Hat », pour arriver à un transfert aussi ciblé et protégé que possible. Après le transfert en option on élimine la matière de cata- lyseur sous la forme de la couche auxiliaire 110, par exemple, par gra- 10 vure sélective. Comme déjà indiqué, on peut également déposer pour ce procédé, des couches supplémentaires avant et après la couche de transfert 104 et les transférer avec la couche de transfert 104, comme cela sera décrit ensuite à l'aide de la figure 4. Selon un exemple de réalisation, on met en structure la 15 couche de transfert 104 avant de la transférer. En plus ou en variante, on peut structurer également la couche auxiliaire 110 pour permettre une croissance sélective de la matière 2D dans certaines zones de la couche auxiliaire 110. Avant le transfert on peut orienter des structures qui se trouvent également sur le substrat cible 108 par rapport aux 20 structures du substrat de départ 102 en utilisant, par exemple, des procédés optiques. Cela permet le transfert ciblé de structures de matières 2D à des endroits déterminés du substrat de destination 108. La figure 4 montre schématiquement un autre exemple de réalisation du procédé de transfert par laser selon l'invention. La fi- 25 gure montre une variante de structure de couches pour le procédé de transfert par laser décrit ci-dessus à l'aide de la figure 3. Le procédé de la figure 4 correspond, pour l'essentiel, au procédé de transfert par laser décrit à l'aide de la figure 3 à la différence qu'avant le transfert la couche de transfert 104 est passivée par la couche de protection 120, 30 par exemple, en nitrure de bore hexagonal. Par la fusion de la couche auxiliaire 110 on détache une pile de couches formée de la couche auxiliaire 110, de la couche de transfert 104 et de la couche protectrice 120 par rapport au substrat de départ 102 pour arriver sur le substrat de destination 108 ; après le transfert, la couche protectrice 120 se trouve 35 entre le substrat cible 108 et la couche de transfert 104. 3054720 14 La figure 5 montre schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif 500. Le dispositif 500 est conçu pour réaliser un procédé de transfert par laser comme l'un de ceux décrit à l'aide des figures 1 à 4. Le dispositif 500 comporte une source lumineuse 502 pour 5 générer le faisceau laser 106. Le dispositif 500 comporte une première installation de fixation 104 pour tenir le substrat cible 108 et une seconde installation de fixation 106 pour tenir la combinaison de couches 100. La combinaison de couches 100 est face à la source lumineuse 502 pour que le faisceau laser 106 arrive sur la surface supérieure 10 d'irradiation 118. Le substrat de destination 108 est face à la combinai- son de couches 100. La combinaison de couches 100 se trouve ainsi entre la source lumineuse 502 et le substrat de destination 108. Selon l'exemple de réalisation de la figure 5, les deux ins- tallations de fixation 504, 506 se trouvent dans une chambre de traite- 15 ment 508. Comme l'indiquent les quatre flèches à la figure 5, les deux installations de fixation 504, 506 peuvent coulisser dans la direction x et dans la direction y dans la chambre de traitement 508. Cela permet une orientation précise entre la combinaison de couches 100 et le substrat de destination 108. La source lumineuse 500 est à l'extérieur de la 20 chambre de traitement 508 face à l'entrée de lumière 510, par exemple, sous la forme d'un segment de paroi transparent de la chambre de procédé 508 qui sert d'accès optique. La source lumineuse 502 est, par exemple, mobile dans la direction x. La chambre de traitement 508 comporte une entrée de 25 fluide 512 et une sortie de fluide 514 pour introduire un gaz ou créer du vide dans la chambre de traitement 508. Les deux installations de fixation 504, 506 se trouvent entre l'entrée de fluide 512 et la sortie de fluide 514. Le dispositif 500 comporte en option une installation de 30 chauffage 516 formée d'un ensemble d'éléments chauffants 518 pour chauffer le substrat de destination 108. Les éléments chauffants 518 sont, par exemple, intégrés dans la première installation de fixation 504. Selon un exemple de réalisation, la source lumineuse 502 35 et les deux installations de fixation 504, 506 sont réglables au moins 3054720 15 dans une installation de réglage correspondante, automatiquement, par exemple, de façon synchrone. Le dispositif 500 permet l'orientation parallèle entre le substrat de départ et le substrat de destination 108 selon une distance 5 définie. Selon la forme de réalisation, la source lumineuse 502 éclaire des parties ou la totalité du côté arrière du substrat de départ. En option, les deux installations de fixation 504, 506 sont réalisées pour permettre d'orienter des structures, latéralement vers le substrat respectif. Cela permet de faire un transfert ciblé de la matière 2D. 10 En option, le dispositif 50 comporte une installation de mise sous vide pour régler une dépression définie autour des substrats. L'entrée de fluide 512 permet d'introduire des gaz sensiblement inertes pour développer une atmosphère appropriée pour le transfert dans la chambre de traitement 508. 15 Le dispositif 500 peut comporter en option au moins une autre chambre de traitement. Les chambres de traitement peuvent faire partie d'une installation groupée. Dans les autres chambres de traitement on peut, par exemple, déposer des matières 2D ou autres matières sur les substrats de départ ou des substrats de destination. Cela per- 20 met de déposer, de transférer et de passiver des matières 2D sans inter- rompre le vide. La figure 6 montre schématiquement une représentation d'un appareil de commande 600 selon un exemple de réalisation de l'invention. L'appareil de commande 600 est, pare exemple, utilisé en 25 liaison avec le procédé de transfert par laser décrit à l'aide des figures 1 à 5 ci-dessus. L'appareil de commande 600 comporte une première unité 610 générant un signal de réglage 612 pour actionner l'installation de réglage et régler les deux installations de fixation ; ces deux installations de fixation sont reliées de façon stratifiée et le substrat de destina- 30 tion est orienté en utilisant le signal de commande 612 pour que la couche de transfert soit face au substrat de destination à une distance définie. Après l'alignement de la combinaison de couches et du substrat de destination, une seconde unité 620 active la source lumineuse en émettant un signal d'activation 622 vers la source lumineuse pour irra- 3054720 16 dier la surface d'irradiation de la combinaison de couches avec le faisceau laser. La figure 7 montre un ordinogramme d'un procédé 700 selon un exemple de réalisation. Le procédé 700 peut comporter le pro- 5 cédé de transfert par laser décrit ci-dessus à l'aide des figures 1 à 6. Se- lon ce procédé, dans l'étape 710 on dispose la combinaison de couches par rapport au substrat de destination pour que la couche de transfert soit face à la combinaison de couches. Selon une autre étape 720 on irradie la surface supérieure d'irradiation de la combinaison de couches 10 avec le faisceau laser pour détacher la couche de transfert par rapport au substrat de départ ainsi on transfère la couche de transfert au substrat de destination. Un exemple de déroulement de l'étape 720 est présenté par les vues instantanées 124, 126, 128 des figures 1 et 2 ainsi des trois vues instantanées 300, 302, 304 des figures 3 et 4 selon une 15 représentation schématique. 3054720 5 100 102 104 106 108 110 112 114 17 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX Combinaison de couches Substrat de départ Couche de transfert Rayon laser Substrat de destination Couche auxiliaire Couverture Couche absorbante 116 Couche de couverture 118 Surface supérieure d'irradiation 120 Couche protectrice 122 Onde de pression 15 124, 126, 128 Vues instantanées 300, 302, 304 Vues instantanées 500 Dispositif pour réaliser un procédé de transfert par Laser 502 Source lumineuse 20 504, 506 Installations de fixation 508 Chambre de traitement 512 Entrée de fluide 514 Sortie de fluide 516 Installation de chauffage 25 600 Appareil de commande 610 Première unité 612 Signal de réglage 620 Seconde unité 622 Signal d'activation 30 700 Procédé 710, 720 Etapes du procédé 35 REVENDICATIONS1°) Procédé (700) de transfert d'une couche de transfert (104) en une matière à deux dimensions sur un substrat de destination (108), le procédé (700) comprenant les étapes suivantes consistant à : - disposer (710) une combinaison de couches (100) formée de la couche de transfert (104) et du substrat de départ (102) face au substrat de destination (108) pour que la couche de transfert (104) soit face au substrat de destination (108) et, - irradier (720) la surface supérieure d'irradiation (118) de la combi- naison de couches (100) avec un faisceau laser (106) pour détacher la couche de transfert (104) au moins par segments du support de départ (102) et la transférer sur le substrat de destination (108). 2°) procédé (700) selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape d'irradiation (720) on irradie la surface supérieure de la combinaison de couches (100) non tournée vers le substrat de destination (108) comme surface supérieure d'irradiation (118). 3°) Procédé (700) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans l'étape d'irradiation (720) on irradie la surface supérieure d'irradiation (118) pour générer dans la combinaison de couches (100) une onde de pression (122) pour détacher et transférer la couche de transfert (104), notamment une onde de pression (120) qui se déploie pratiquement parallèlement à la normale de la surface supérieure d'irradiation (118) en direction de la couche de transfert (104). 4°) Procédé (700) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans l'étape de disposition (710) on dispose une combinaison comme combinaison de couches (100) en combinant la couche de transfert (104) et le substrat de départ (102) avec au moins une couche auxiliaire (110) pour favoriser la croissance de la couche de transfert (104) et/ ou au moins une couche protectrice (120) pour protéger la couche de 3054720 19 transfert (104) et/ ou au moins une couche absorbante (114) pour absorber le faisceau laser (106) et/ou au moins une couche de couverture (116) pour couvrir le substrat de départ (102), et notamment dans l'étape d'irradiation (720) on irradie la surface supérieure d'irradiation 5 (118) pour détacher au moins un segment de la couche auxiliaire (110) et/ou de la couche protectrice (120) et transférer sur le substrat-cible (108). 5°) Procédé (700) selon la revendication 4, 10 caractérisé en ce que dans l'étape d'irradiation (720) on fait fondre au moins par segments la couche auxiliaire (110) avec le faisceau laser (106). 6°) Procédé (700) selon la revendication 4 ou 5, 15 caractérisé par une étape d'enlèvement de la couche auxiliaire (110) de la couche de transfert (104) après l'irradiation (720). 7°) Dispositif (500) pour transférer une couche de transfert (104) en une matière bidimensionnelle sur un substrat cible (108) le dispositif (500) 20 ayant les caractéristiques suivantes : - une source lumineuse (502) pour générer un faisceau laser (106), - une première installation de fixation (504) pour tenir le substrat-cible (108) et - une seconde installation de fixation (506) pour tenir une combinai- 25 son de couches (100) formées de la couche de transfert (104) et d'un substrat de départ (102), la seconde installation de fixation (506) maintenant la combinaison de couches (100) pour que la couche de transfert (104) soit face au substrat-cible (108), la source lumineuse (502) irradiant la surface supérieure d'irradiation (118) de la combi- 30 naison de couches (100) avec le faisceau laser (106) pour détacher la couche de transfert (104) au moins par segments par rapport au substrat de départ (102) et la transférer sur le substrat de destination (108). 35 8°) Dispositif (500) selon la revendication 7, 3054720 20 caractérisé en ce que la source lumineuse (502) et/ou la première installation de fixation (504) et/ou la seconde installation de fixation (506) peuvent coulisser et/ou tourner dans au moins une direction (x, y). 5 9°) Dispositif (500) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par une installation de réglage pour régler la position de la source lumineuse (502) et/ou de la première installation de fixation (504) et/ou de la seconde installation de fixation (506) et/ou une instal- 10 lation de chauffage (516) pour chauffer le substrat de destination (108). 10°) Dispositif (500) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu' il comporte une chambre de traitement (508) avec une entrée de fluide 15 (512) et une sortie de fluide (514) pour générer un courant de fluide dans la chambre de traitement (508) ainsi qu'une entrée de lumière (510), la première installation de fixation (508) et/ou la seconde installation de fixation (506) se trouvant dans la chambre de traitement (508)n et la source lumineuse (502) étant réalisée pour diriger le fais- 20 ceau laser (106) par l'entrée de lumière (510) dans la chambre de procé- dé (508). 11°) Appareil de commande (600) comportant des unités (610, 620) pour exécuter et/ou commander le procédé (700) selon l'une des reven- 25 dications 1 à 6, de transfert d'une couche de transfert (104) en une ma- tière à deux dimensions sur un substrat de destination (108), avec les étapes suivantes consistant à : - disposer (710) une combinaison de couches (100) formée de la couche de transfert (104) et du substrat de départ (102) face au 30 substrat de destination (108), et - irradier (720) la surface supérieure d'irradiation (118) de la combinaison de couches (100) avec un faisceau laser (106) pour détacher la couche de transfert (104) au moins par segments du support de départ (102) et la transférer sur le substrat de destination (108). 35 3054720 21 12°) Programme d'ordinateur réalisé pour exécuter et/ou commander le procédé (700) selon l'une des revendications 1 à 6. 13°) Support de mémoire lisible par une machine sur lequel est enregis- 5 tré le programme d'ordinateur de la revendication 12.