Brevet FR3085537A1 — publié le 20200306

Description Titre de l'invention : TRANCHE SOI ET SON PROCEDE DE PRODUCTION Domaine technique [0001] Cette divulgation concerne une tranche SOI et un procédé de production de la tranche SOL Technique antérieure [0002] Au cours des dernières années, les tranches SOI (encore appelées « SOI wafer » en anglais) possédant une structure de silicium sur isolant (SOI - de l'anglais Silicon On Insulator) ont retenu l'attention pour une utilisation dans des dispositifs haute tension. Les tranches SOI typiques conventionnelles possèdent une structure dans laquelle une couche isolante enterrée composée de dioxyde de silicium (Si02) présentant de fortes propriétés d'isolation, et une couche active composée d'un monocristal de silicium sont formées successivement sur un substrat support composé d'un monocristal de silicium (par exemple, voir JP H05-021338 A (Document Brevet 1)). La couche isolante enterrée est appelée couche BOX (de l'anglais Buried Oxide (oxyde enterré)), et celle-ci est produite à partir de dioxyde de silicium. [0003] Étant donné qu'une couche isolante enterrée est formée à partir de dioxyde de silicium, sa conductivité thermique est inférieure à celle du silicium. Par conséquent, l'auto-échauffement dans un dispositif haute tension serait problématique, et il existe une demande relative à l'amélioration des propriétés de rayonnement thermique d'un tel dispositif. Par exemple, JP 2016-063099 A (Document Brevet 2) tente d'améliorer les propriétés de rayonnement thermique par la conception de la structure d'un dispositif à semiconducteur formé sur une tranche SOI. Liste des documents cités Documents brevets [0004] [Document Brevet 1] JP H05-021338 A [Document Brevet 2] JP 2016-063099 A Résumé de l'invention [0005] Si la conductivité thermique d'une tranche SOI elle-même peut être améliorée, la structure d'un dispositif à semiconducteur formé sur la tranche SOI n'est pas limitée Il pourrait, par conséquent, être utile de concevoir une tranche SOI présentant une forte conductivité thermique et un procédé de production de celle-ci. [0006] Les inventeurs de cette divulgation ont fait des recherches dans l'optique de résoudre les problèmes ci-dessus, et ont songé à utiliser, au lieu du dioxyde de silicium employé couramment pour une couche isolante enterrée, du carbure de silicium (SiC) présentant 2 une conductivité thermique relativement plus élevée que celle du dioxyde de silicium. Toutefois, il s'est avéré difficile d'assembler une tranche de silicium pourvue de SiC en tant que couche isolante enterrée et une autre tranche de silicium devant être fixée à celle-ci. Les inventeurs ont assidûment mené des études approfondies et ont résolu le problème d'assemblage décrit ci-dessus en incluant une couche isolante de SiC composée soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe, et une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium dans unc couche isolante enterrée. En outre, les inventeurs ont découvert que la tranche SOT ainsi obtenue présentait une forte conductivité thermique. Cette divulgation repose sur les découvertes ci-dessus et nous proposons les éléments qui suivent. [0007] (1) Une tranche SOI comprenant : une tranche de silicium formant substrat support ; une couche active composée de silicium monocristallin sur la tranche de silicium formant substrat support ; et une couche isolante enterrée placée entre la tranche de silicium formant substrat support et la couche active, dans laquelle la couche isolante enterrée comprend (i) unc couche isolante de SiC composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe et (ii) unc couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium, et la couche d'adhésion est placée dans l'une des positions suivantes : (a) sur une surface de la couche isolante enterrée du côté de la couche active, (b) sur une surface de la couche isolante enterrée du côté de la tranche de silicium formant substrat support, et (c) à l'intérieur de la couche isolante enterrée. [0008] (2) La tranche SOI selon (1) ci-dessus, dans laquelle une épaisseur de la couche isolante de SiC dans la couche isolante enterrée est d'au moins 1 gn. [0009] (3) La tranche SOI selon (1) ou (2) ci-dessus, dans laquelle une épaisseur de la couche d'adhésion dans la couche isolante enterrée est d'au moins 100 nm et d'au plus 200 nm. [0010] (4) Un procédé de production de la tranche SOI selon (1) ci-dessus, comprenant : une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former une couche isolante de SiC composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe sur une surface d'une tranche de silicium formant substrat support ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium sur une surface de la couche isolante de SiC et/ou d'une tranche de silicium formant couche active ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support et la tranche de silicium formant couche active avec la couche d'adhésion entre celles-ci ; et 3 une étape d'amincissement consistant à réduire une épaisseur de la tranche de silicium formant couche active depuis un côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir une couche active composée de silicium monocristallin. [0011] (5) Un procédé de production de la tranche SOI selon (1) ci-dessus, comprenant : une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former une couche isolante de SiC composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe sur une surface d'une tranche de silicium formant couche active ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium sur une surface de la tranche de silicium formant substrat support et/ou de la couche isolante de SiC ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support et la tranche de silicium formant couche active avec la couche d'adhésion entre celles-ci ; et une étape d'amincissement consistant à réduire une épaisseur de la tranche de silicium formant couche active depuis un côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir une couche active composée de silicium monocristallin. [0012] (6) Un procédé de production de la tranche SOI selon (1) ci-dessus, comprenant : une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former une première couche isolante de SiC et une seconde couche isolante de SiC respectivement sur une surface d'une tranche de silicium formant substrat support et une surface d'une tranche de silicium formant couche active ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium sur une surface de la première couche isolante de SiC et/ou de la seconde couche isolante de SiC ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support et la tranche de silicium formant couche active avec la couche d'adhésion entre celles-ci ; et une étape d'amincissement consistant à réduire une épaisseur de la tranche de silicium formant couche active depuis un côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir une couche active composée de silicium monocristallin, dans lequel la première couche isolante de SiC et la seconde couche isolante de SiC sont toutes deux composées de SiC monocristallin ou de SiC amorphe. [0013] (7) Le procédé de production d'une tranche SOI selon (4) ou (5) ci-dessus, comprenant en outre, avant l'étape d'assemblage, une étape de planarisation de la couche d'adhésion. [0014] (8) Le procédé de production d'une tranche SOI selon (6) ci-dessus, comprenant en outre, avant l'étape d'assemblage, une étape de planarisation de la première couche isolante de SiC et de la seconde couche isolante de SiC. 100151 (9) Le procédé de production d'une tranche SOI selon l'un quelconque de (5) à (8) ci-dessus, clans lequel au cours de l'étape d'assemblage, un traitement thermique de renforcement de l'assemblage est effectué dans une atmosphère de gaz oxydant à au moins 800 °C pendant au moins 1 h. [0016] Cette divulgation peut procurer une tranche SOI présentant une forte conductivité thermique et un procédé de production de Brève description des dessins [0017] Dans les dessins annexés : Fig. 1 [0018] [fig.1] est une vue en coupe transversale schématique illustrant une tranche SOI selon cette divulgation ; Fig. 2 [0019] [Fig. 2A] est une vue en coupe transversale schématique illustrant un premier aspect d'une couche isolante enterrée de la tranche SOI selon cette divulgation ; [0020] [Fig. 2B] est une vue en coupe transversale schématique illustrant un deuxième aspect de la couche isolante enterrée dans la tranche SOI selon cette divulgation ; [0021] [Fig. 2C] est une vue en coupe transversale schématique illustrant un troisième aspect de la couche isolante enterrée dans la tranche SOI selon cette divulgation ; Fig. 3 [0022] [fig.3] est une vue en coupe transversale schématique illustrant un premier mode de réalisation d'un procédé de production d'une tranche SOI selon cette divulgation ; et Fig. 4 [0023] [fig.4] est une vue en coupe transversale schématique illustrant un second mode de réalisation du procédé de production d'une tranche SOI selon cette divulgation. Exposé de l'invention [0024] (1. Aperçu) Avant de décrire des modes de réalisation de cette divulgation, les correspondances entre les dessins vont être décrites. La Fig. 1 est une vue en coupe transversale schématique d'une tranche SOI 1 selon cette divulgation. Les Fig. 2A à 2C illustrent trois aspects d'une couche isolante enterrée dans la tranche SOI représentée sur la Fig. 1, et les aspects respectifs sont appelés premier aspect. deuxième aspect et troisième aspect. [0025] La Fig. 3 est une vue en coupe transversale schématique illustrant un mode de réa- lisation d'un procédé de production d'une tranche SOI comportant une couche isolante enterrée selon le premier aspect (désigné ci-après premier mode de réalisation). Dans le premier mode de réalisation illustré sur la Fig. 3. une couche isolante de SiC 131 est formée sur une tranche de silicium formant substrat support 110 ; cependant, lorsqu'au lieu de cela une couche isolante de SIC est formée sur une tranche de silicium formant couche active 120, une tranche SOI comportant la couche isolante enterrée selon le deuxième aspect peut être produite. [0026] La Fig. 4 est une vue en coupe transversale schématique illustrant un mode de réa- lisation d'un procédé de production d'une tranche SOI comportant une couche isolante enterrée selon le troisième aspect (désigné ci-après second mode de réalisation). [0027] Des modes de réalisation de cette divulgation vont maintenant être décrits en référence aux dessins. Tout d'abord, une description sommaire de la tranche SOI 1 selon cette divulgation est donnée en référence aux Fig. 1 et 2A à 2C. Ensuite, des procédés de production d'une tranche SOI selon les premier et second modes de réalisation permettant d'obtenir la tranche SOI 1 sont décrits avec la description des éléments. Après cela, des aspects spécifiques applicables à cette divulgation seront décrits. Il est à noter que les épaisseurs des éléments sont exagérées dans les dessins afin de faciliter la description. Les épaisseurs des éléments ne sont donc pas à l'échelle. [0028] (2. Tranche SOI) On fait référence à la Fig. 1. La tranche SOI 1 de cette divulgation comporte une tranche de silicium formant substrat support 10, une couche active 21 composée de silicium nionocristallin sur la tranche de silicium formant substrat support 10, et une couche isolante enterrée 30 placée entre la tranche de silicium formant substrat support 10 et la couche active 21. La couche isolante enterrée 30 comprend (i) une couche isolante de SiC 31 composée soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe et (ii) une couche d'adhésion 35 composée de dioxyde de silicium. [0029] Conformément à l'illustration schématique des premier à troisième aspects de la couche isolante enterrée 30 représentés respectivement sur les Fig. 2A à 2C, la couche d'adhésion 35 est formée selon l'un des aspects suivants. Spécifiquement, la couche d'adhésion 35 est placée dans l'une des positions suivantes : (a) sur la surface de la couche isolante enterrée 30 du côté de la couche active 21 (voir la Fig. 2A), (b) sur la surface de la couche isolante enterrée 30 du côté de la tranche de silicium formant substrat support 10 (voir la Fig. 2B), et (c) à l'intérieur de la couche isolante enterrée (voir la Fig. 2C). Dans la couche isolante enterrée 30 du troisième aspect représentée sur la Fig. 2C, la couche isolante de SiC 31 comporte une première couche isolante de SiC 31a placée sur la surface du côté de la tranche de silicium formant substrat support 10 et une seconde couche isolante de SiC 31b placée sur la surface du côté de la couche active 21. Dans ce cas, la couche d'adhésion 35 est placée entre la première couche isolante de SiC 31a et la seconde couche isolante de SiC 31b. [0030] Pour chacun des premier à troisième aspects, dans la tranche SOI 1 selon cette di- vulgation, la conductivité thermique du SiC présent dans la couche isolante enterrée est élevée, comme il a été démontré dans les Exemples décrits ci-dessous. Par conséquent, 6 la tranche SOI 1 de cette divulgation présente une conductivité thermique supérieure à celle des tranches SOl conventionnelles employant une couche BOX composée uniquement de dioxyde de silicium, et possède d'excellentes propriétés de rayonnement thermique. Des modes de réalisation pour produire la tranche SOI 1 vont maintenant être décrits successivement.. Description des modes de réalisation [0031] (3. Premier mode de réalisation d'un procédé de production d'une tranche SOI) Un procédé de production d'une tranche SOI 100 selon le premier mode de réalisation est décrit en référence à la Fig. 3. Ce mode de réalisation est un procédé de production d'une tranche SOI selon le premier aspect de la Fig. 2A. [0032] Un procédé de production de la tranche SOl 100 comprend : une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former la couche isolante de SiC 131 sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support 110 (voir S110, S120 sur la Fig. 3) ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former unc couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium sur la surface de la couche isolante de SiC 131 et/ou de la tranche de silicium formant couche active 120 (voir S 130, SI30A à S 1 30C sur la Fig. 3) ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support 110 et la tranche de silicium formant couche active 120 avec la couche d'adhésion 135 entre celles-ci (voir S140 sur la Fig. 3) ; et unc étape d'amincissement consistant à réduire l'épaisseur de la tranche de silicium formant couche active 120 depuis le côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir une couche active 121 composée de silicium monocristallin (voir S150 sur la Fig. 3). La couche isolante de SiC 131 est composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe. Ces étapes vont être décrites successivement en détail ci-dessous. [0033] Étape de formation de couche isolante de SiC Dans l'étape de formation de couche isolante de SiC (voir 5110 et S120 sur la Fig. 3), la couche isolante de SiC 131 composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe est formée sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support 110. Le SiC monocristallin et le SiC amorphe peuvent tous deux être formés au moyen d'une technique classique. L'épaisseur de la couche isolante de SiC 131 formée ici n'est pas particulièrement limitée tant que l'isolation est assurée ; toutefois, l'épaisseur est, de préférence, d'au moins 1 pm, plus préférablement d'au moins 10 pm afin de garantir l'obtention d'un champ électrique de claquage de la tranche SOI suffisant. Bien que la limite supérieure de l'épaisseur ne soit pas particulièrement limitée, la limite supérieure de l'épaisseur est d'approximativement 50 pm compte tenu de la productivité de fabrication. [0034] Formation de SiC par carbonisation 7 Par exemple, la surface de la tranche de silicium formant substrat support 110 peut être carbonisée afin de former la couche isolante de SiC 131 composée de SIC mono-cristallin. Lors de la carbonisation, par exemple, un gaz à base de carbone tel que le gaz propane, le gaz méthane ou le gaz éthane et de l'hydrogène gazeux en tant que gaz porteur sont introduits dans un four de traitement thermique. En outre, la carbonisation est réalisée dans une atmosphère riche en carbone avec la tranche de silicium formant substrat support 110 à une température de 900 °C à 1300 °C pendant 1 min à 60 min, de préférence pendant au moins 30 min. Ainsi, du SiC monocristallin peut être formé sur une partie de surface de la tranche de silicium formant substrat support 110. De plus, lorsque la température de la tranche de silicium formant substrat support 110 est établie à une valeur inférieure à 900 °C, du SIC amorphe peut être formé. [0035] Formation de SiC par procédé CVD En variante, la couche isolante de SIC 131 composée de SIC peut être formée sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support 110 au moyen d'un procédé CVD (de l'anglais Chemical Vapour Deposition - Dépôt chimique en phase vapeur) tel que le CVD assisté par plasma. Lorsque le dépôt est effectué avec la tranche de silicium formant substrat support 110 à une température d'au moins 900 °C et d'au plus 1400 °C, du SIC monocristallin peut être épitaxié. Par contre, lorsque le dépôt est effectué avec la tranche de silicium formant substrat support 110 à une température d'au moins 250 °C et d'au plus 890 °C, du SIC amorphe peut être généré. [0036] Étape de formation de couche d'adhésion Ensuite, dans l'étape de formation de couche d'adhésion (voir S130 sur la Fig. 3), la couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium est formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131 et/ou de la tranche de silicium formant couche active 120. [0037] Au cours de cette étape, la couche d'adhésion 135 peut être formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131 (voir S130A sur la Fig. 3). Dans ce cas, une couche d'oxyde naturel présentant une épaisseur de plusieurs ângstrôms (plusieurs dizaines de nanomètres) (non illustrée, idem ci-après) peut être formée sur la surface de la tranche de silicium formant couche active 120. [0038] En outre, au cours de cette étape, la couche d'adhésion 135 peut être formée sur la surface de la tranche de silicium formant couche active 120 (voir S130B sur la Fig. 3). Dans ce cas, une couche d'oxyde naturel présentant une épaisseur de plusieurs ângstrôms (plusieurs dizaines de nanomètres) est formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131 composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe. [0039] De plus, au cours de cette étape, la couche d'adhésion 135 peut être formée sur la surface à la fois de la couche isolante de SiC 131 et de la tranche de silicium formant couche active 120 (voir S130C sur la Fig. 3). [0040] Épaisseur de la couche d'adhésion formée 8 Tant que la tranche de silicium formant substrat support 110 et la tranche de silicium formant couche active 120 peuvent être assemblées avec la couche d'adhésion 135 entre elles lors de l'étape d'assemblage de l'étape suivante, l'épaisseur de la couche d'adhésion à former n'est pas particulièrement limitée. Toutefois, afin de garantir un assemblage lors de l'étape suivante, l'épaisseur de la couche d'adhésion 135 à former dans cette étape est, de préférence, établie à au moins 100 nm et au plus 200 nm. En outre, à cette fin, comme illustré par S130C sur la Fig. 3, lorsque la couche d'adhésion 135 est formée sur la surface à la fois de la couche isolante de SiC 131 et de la tranche de silicium formant couche active 120, l'épaisseur totale de la couche d'adhésion 135 est, de préférence, établie dans la plage indiquée ci-dessus. [0041] Formation de la couche d'adhésion par procédé CVD Par exemple, la couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium peut être formée avec une épaisseur souhaitée au moyen d'un procédé CVD tel qu'un procédé CVD assisté par plasma. [0042] Formation de la couche d'adhésion par procédé d'oxydation thermique En outre, la couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium peut être formée avec une épaisseur souhaitée au moyen d'un procédé d'oxydation thermique connu. Il est à noter qu'afin d'augmenter la qualité de la pellicule d'oxyde, la température du substrat est, de préférence, supérieure à 900 °C. [0043] Pellicule de protection en nitrure de silicium Il est à noter qu'avant la formation de la couche d'adhésion 135, une pellicule de protection en nitrure de silicium (SiN) (non illustrée) peut être formée sur la surface de chacune de la tranche de silicium formant substrat support 110, la tranche de silicium formant couche active 120 et la couche isolante de SiC 131. En particulier, lorsque la couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium est formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131, composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe, au moyen du procédé d'oxydation thermique, la pellicule de protection en nitrure de silicium est, de préférence, formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131 avant la formation de la couche d'adhésion 135. Ainsi, la couche d'adhésion 135 peut être formée de manière fiable sur la surface de la couche isolante de SiC 131. Une pellicule de protection en nitrure de silicium présentant une épaisseur d'environ 20 nm à 100 nm peut remplir adéquatement la fonction de pellicule de protection. En outre, la pellicule de protection en nitrure de silicium peut être formée à l'aide d'une technique connue telle qu'un traitement de nituration ou un procédé CVD. [0044] Étape d'assemblage Lors de l'étape d'assemblage suivant l'étape de formation de couche d'adhésion (voir S140 sur la Fig. 3), la tranche de silicium formant substrat support 110 et la tranche de silicium formant couche active 120 sont assemblées avec la couche d'adhésion 135 9 entre celles-ci. [0045] Lorsque la couche d'adhésion 135 est placée sur la surface de la couche isolante de SiC 131, comme illustré par S130A sur la Fig. 3, la couche d'adhésion 135 peut être fixée à la couche d'oxyde naturel sur la tranche de silicium formant couche active 120. Lorsque la pellicule de protection en nitrure de silicium est formée sur la surface de la couche d'adhésion 135, la pellicule de protection en nitrure de silicium et la couche d'oxyde naturel sur la tranche de silicium formant couche active 120 sont assemblées. En outre, lorsque la pellicule de protection en nitrure de silicium est formée sur la surface de la tranche de silicium formant couche active 120, la couche d'adhésion 135 et la pellicule de protection en nitrure de silicium sont assemblées. [0046] De plus, lorsque la couche d'adhésion 135 est placée sur la surface de la tranche de silicium formant couche active 120, comme illustré par S130B sur la Fig. 3, la couche d'adhésion 135 peut être fixée à la couche d'oxyde naturel sur la couche isolante de SiC 131. Lorsque la pellicule de protection en nitrure de silicium est formée sur la surface de la couche d'adhésion 135, la pellicule de protection en nitrure de silicium et la couche d'oxyde naturel sur la couche isolante de SiC 131 sont assemblées. En outre, lorsque la pellicule de protection en nitrure de silicium est formée sur la surface de la couche isolante de SiC 131, la couche d'adhésion 135 et la pellicule de protection en nitrure de silicium sont assemblées. [0047] En variante, lorsque la couche d'adhésion 135 est placée sur la surface à la fois de la couche isolante de SiC 131 et la tranche de silicium formant couche active 120, comme illustré par S130C sur la Fig. 3, les couches d'adhésion 135 peuvent être assemblées. [0048] Afin d'augmenter l'adhésion, dans cette étape, un traitement thermique de ren- forcement de l'assemblage dans une atmosphère de gaz oxydant à au moins 800 °C pendant 1 h est, de préférence, réalisé. L'atmosphère de gaz oxydant peut être, par exemple, une atmosphère d'oxygène, clans laquelle un gaz inerte, entre autres, peut être présent en plus de l'oxygène. Les limites supérieures de température et de temps de traitement du traitement thermique de renforcement ne sont pas particulièrement limitées ; toutefois, les limites supérieures sont, respectivement, d'au plus 1300 °C et d'au plus 5 h, compte tenu de la productivité de fabrication. [0049] Étape d'amincissement de la tranche de silicium formant couche active Après l'étape d'assemblage ci-dessus, l'étape d'amincissement de la tranche de silicium formant couche active 120 (voir S150 sur la Fig. 3) est réalisée. Dans cette étape, l'épaisseur de la tranche de silicium formant couche active 120 est réduite depuis le côté opposé à la surface d'assemblage, de sorte que l'on obtient la couche active 121 composée de silicium monociistallin Afin de réduire l'épaisseur, par exemple, la tranche de silicium formant couche active 120 peut être meulée et polie. On peut ainsi obtenir la tranche SOI 100 comportant la couche active 121 avec une épaisseur souhaitée. L'épaisseur de la couche active 121 peut être déterminée en fonction du dispositif à former à partir de la couche et peut être établie, de manière appropriée, dans une plage de 100 nm à 1 mm. Il est à noter que, pour le meulage et le polissage, tout procédé connu de meulage ou de polissage peut être utilisé de manière appropriée. Des exemples spécifiques comprennent le surfaçage et le polissage miroir. [0050] La tranche SOI 100 ainsi obtenue comporte la tranche de silicium formant substrat support 110, la couche active 121 composée de silicium monocristallin sur la tranche de silicium formant substrat support 110, et une couche isolante enterrée 130 placée entre la tranche de silicium formant substrat support 110 et la couche active 121. En outre, la couche isolante enterrée 130 comprend (i) une couche isolante de SiC 131 composée soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe et (ii) une couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium. La couche d'adhésion 135 est placée (a) sur la surface de la couche isolante enterrée 130 du côté de la couche active 121 (voir la Fig. 2A). Il est à noter que la couche isolante enterrée 130 peut comprendre la pellicule de protection en nitrure de silicium mentionnée ci-dessus. [0051] Dans cc qui précède, le premier mode de réalisation du procédé de production d'une tranche SOI selon le premier aspect décrit ci-dessus est décrit en référence à la Fig. 3. Dans le premier mode de réalisation, la couche isolante de SiC 131 est formée sur la tranche de silicium formant substrat support 110 ; cependant, une tranche SOI selon le deuxième aspect illustré sur la Fig. 2B peut être produite par le biais des mêmes étapes que dans le premier mode de réalisation ci-dessus si ce n'est que la couche isolante de SiC 131 est formée sur la tranche de silicium formant couche active 120. Spécifiquement, la tranche SOI selon le deuxième aspect peut être produite par une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former la couche isolante de SIC 131 sur la surface de la tranche de silicium formant couche active 120 ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former une couche d'adhésion 135 composée de dioxyde de silicium sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support 110 et/ou de la couche isolante de SiC 131 ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support 110 et la tranche de silicium formant couche active 120 avec la couche d'adhésion 135 entre celles-ci ; et une étape d'amincissement consistant à réduire l'épaisseur de la tranche de silicium formant couche active 120 depuis le côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir la couche active 121 composée de silicium monocristallin. La tranche SOI selon le deuxième aspect comprend (i) une couche isolante de SiC composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe et (ii) une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium, et la couche d'adhésion est placée (b) sur la surface de la couche isolante enten-ée du côté de la tranche de silicium formant substrat support 110 (voir la Fig. 11 2B). Il est à noter que la formation de la couche isolante 131, de la couche d'adhésion 135 et de la pellicule de protection en nitrure de silicium ; l'étape d'assemblage et le traitement thermique de renforcement de l'assemblage ; et le meulage et le polissage pour l'amincissement peuvent être réalisés à l'aide des mêmes techniques que celles décrites ci-dessus dans le premier mode de réalisation, et on n'en refera donc pas la description. [0052] (4. Second mode de réalisation d'un procédé de production d'une tranche SOI) Un procédé de production d'une tranche SOT 200 selon le second mode de réalisation est décrit en référence à la Fig. 4. Ce mode de réalisation est un procédé de production d'une tranche SOI selon le troisième aspect de la Fig. 2C. Pour faciliter le repérage, les éléments et les étapes identiques dans le premier mode de réalisation et le second mode de réalisation sont indiqués par des numéros de référence dont les deux derniers chiffres sont, en principe, identiques, et on n'en refera pas la description. Ceci s'applique également à ce qui suit. [0053] Le procédé de production de la tranche SOI 200 comprend : une étape de formation de couche isolante de SiC consistant à former une première couche isolante de SiC 231a et une seconde couche isolante de SiC 231b respectivement sur la surface d'une tranche de silicium formant substrat support 210 et la surface d'une tranche de silicium formant couche active 220 (voir 5210 et 5220 sur la Fig. 4) ; une étape de formation de couche d'adhésion consistant à former une couche d'adhésion 235 composée de dioxyde de silicium sur la surface de la première couche isolante de SiC 231a et/ou de la seconde couche isolante de SiC 231b (voir S230, S230A à S230C sur la Fig. 4) ; une étape d'assemblage consistant à assembler la tranche de silicium formant substrat support 210 et la tranche de silicium formant couche active 220 avec la couche d'adhésion 235 entre celles-ci (voir S240 sur la Fig. 4) ; et une étape d'amincissement consistant à réduire l'épaisseur de la tranche de silicium formant couche active 220 depuis le côté opposé à la surface d'assemblage afin d'obtenir une couche active 221 composée de silicium monocristallin (voir S250 sur la Fig. 4). En outre, la première couche isolante de SiC 231a et la seconde couche isolante de SiC 231b sont toutes deux composées soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe. [0054] Étape de formation de couche isolante de SiC À la différence du premier mode de réalisation, dans lequel la couche isolante de SiC 131 est formée uniquement sur la tranche de silicium formant substrat support 110, dans le second mode de réalisation, les couches isolantes de SiC 231a et 23 lb sont formées, respectivement, sur la tranche de silicium formant substrat support 210 et la tranche de silicium formant couche active 220. Les première et seconde couches isolantes de SiC 231a et 231b composées soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe, sont formées par la même technique que dans le premier mode de réalisation, 12 et il est possible d'utiliser la carbonisation, le CVD, etc. En outre, afin de garantir un champ électrique de claquage suffisant, l'épaisseur totale des première et seconde couches isolantes de SiC 231a et 231b est, de préférence, comparable à l'épaisseur mentionnée dans le premier mode de réalisation. [0055] Étape de formation de couche d'adhésion L'étape de formation de couche d'adhésion peut être réalisée de la même manière que dans le premier mode de réalisation. Afin d'assembler les couches d'adhésion, l'épaisseur totale des couches d'adhésion 235 est, de préférence, comparable à l'épaisseur mentionnée dans le premier mode de réalisation. En outre, également comme décrit ci-dessus, avant la formation des couches d'adhésion 235, une pellicule de protection en nitrure de silicium peut être formée. [0056] Étape d'assemblage L'étape de formation de couche d'adhésion peut également être réalisée de la même manière que dans le premier mode de réalisation. Afin d'augmenter l'adhésion, un traitement thermique de renforcement de l'assemblage dans une atmosphère de gaz oxydant à au moins 800 °C pendant 1 h est, de préférence, réalisé comme dans le premier mode de réalisation. [0057] Étape d'amincissement L'étape d'amincissement peut également être réalisée de la même manière que dans le premier mode de réalisation. [0058] La tranche SOI 200 ainsi obtenue comporte la tranche de silicium formant substrat support 210, la couche active 221 sur la tranche de silicium formant substrat support 210, et une couche isolante enterrée 230 placée entre la tranche de silicium formant substrat support 210 et la couche active 221. En outre, la couche isolante enterrée 230 comprend (I) des première et seconde couches isolantes de SiC 231 (231a et 331b) composées soit de SiC monocristallin, soit de SiC amorphe, et (ii) une couche d'adhésion 235 composée de dioxyde de silicium. La couche d'adhésion 235 est placée (c) à l'intérieur de la couche isolante enterrée 230. La couche isolante enterrée 230 peut comprendre la pellicule de protection en nitrure de silicium mentionnée dans le premier mode de réalisation. [0059] Dans les deux modes de réalisation du procédé de production décrits ci-dessus, il est également préférable d'aplanir la couche d'adhésion avant l'étape d'assemblage. Spécifiquement, la couche d'adhésion 135 est, de préférence, aplanie dans le premier mode de réalisation, et la couche d'adhésion 235 du second mode de réalisation est, de préférence, réalisée. [0060] Les conditions de la planarisation ne sont pas particulièrement limitées ; toutefois, la planarisation est, de préférence, effectuée de telle sorte que la rugosité de surface Ra de la couche d'adhésion puisse être d'au plus 3 nm. Plus préférablement, au plus 30 nm 13 de la couche isolante sont ôtés par polissage. La réalisation de la planarisation permet un assemblage plus fiable de la tranche de silicium formant substrat support et de la tranche de silicium formant couche active avec la couche d'adhésion entre elles. Par exemple, un procédé de polissage mécanochi [nique connu peut être utilisé de manière appropriée pour la planarisation. En outre, la rugosité de surface Ra est ici conforme à la définition de l'écart moyen arithmétique de rugosité Ra donnée dans ILS B 0601 (2001). [0061] De plus, après l'étape d'assemblage, l'épaisseur des couches d'adhésion 135 et 235 composées de dioxyde de silicium peut être inférieure à l'épaisseur immédiatement après la formation des couches d'adhésion du fait du traitement thermique de renforcement. Par conséquent, les couches d'adhésion respectives dans les tranches SOI 100 et 200 à obtenir doivent présenter une épaisseur de 100 nm à 200 nm ; les couches d'adhésion doivent donc être formées de façon à présenter une épaisseur supérieure, de la quantité ôtée par polissage, à l'épaisseur ci-dessus. [0062] Une tranche SOT de cette divulgation peut être produite conformément aux modes de réalisation ci-dessus du procédé de production. [0063] (5. Aspects spécifiques) Des aspects spécifiques d'une tranche de silicium pouvant s'appliquer à la tranche de silicium formant substrat support 10 et à la tranche de silicium formant couche active 20 (couche active 21) que l'on peut utiliser dans cette divulgation vont maintenant être décrits. [0064] Les tranches de silicium peuvent posséder un plan cristallographique donné ; par exemple, une tranche (100) peut être utilisée, ou une tranche (110) peut être utilisée. [0065] L'épaisseur des tranches de silicium peut être déterminée en fonction de l'application, et peut être de 300 pm à 1,5 mm L'épaisseur de la couche active composée de silicium monocristallin obtenue à partir de la tranche de silicium formant couche active peut être déterminée, de manière appropriée, de sorte qu'elle se situe dans une plage de 100 nm à 1 mm, comme décrit ci-dessus. [0066] En outre, les tranches de silicium peuvent être dopées avec un dopant tel que le bore (B), le phosphore (P), l'arsenic (As), l'antimoine (Sb), et peuvent être dopées avec du carbone (C), de l'azote (N), etc. afin d'obtenir des caractéristiques souhaitées. [0067] Le diamètre des tranches de silicium n'est absolument pas limité. Cette divulgation peut être appliquée à des tranches de silicium présentant un diamètre typique, par exemple, un diamètre de 300 mm ou 200 mm Bien entendu, cette divulgation peut être appliquée à des tranches de silicium présentant un diamètre supérieur à 300 mm et à des tranches de silicium présentant un diamètre inférieur à 200 mm. [0068] 11 est à noter que, pour la « tranche de silicium » de cette description, on peut utiliser une tranche de silicium dite « massive », ne comportant pas de couche, par exemple, 14 une couche épitaxiale ou une couche isolante composée, par exemple, de dioxyde de silicium, formée sur sa surface, ou on peut utiliser une tranche de silicium épitaxiée obtenue en formant séparément une couche, par exemple une couche épitaxiale, sur une tranche de silicium. Une couche d'oxyde naturel présentant une épaisseur de plusieurs ânestrôms (plusieurs dizaines de manomètres) peut être formée sur la surface d'une tranche de silicium, et une telle couche d'oxyde naturel peut être laissée telle quelle, ou peut être ôtée par un procédé de nettoyage connu selon le besoin. Exemples [0069] (Aperçu des essais) Des tranches de silicium CZ de type N (dopant : phosphore) présentant un diamètre de 2 pouces (50,8 mm) et une épaisseur de 500 pm ont été préparées sous la forme d'une tranche de silicium formant substrat support et d'une tranche de silicium formant couche active. Dans l' Essai d'évaluation 1, dans le but d'évaluer la conductivité thermique d'une tranche SOI selon cette divulgation, une couche isolante équivalente à une couche isolante enterrée comprenant une couche isolante de SIC et une couche d'adhésion a été formée sur une tranche de silicium, et la conductivité thermique a été évaluée avec la couche isolante (ci-après désignée « couche isolante enterrée » afin de faciliter la description) exposée. Ensuite, dans l'Essai d'évaluation 2, dans le but d'évaluer le champ électrique de claquage d'une tranche SOI, une tranche SOI dans laquelle une couche isolante enterrée relativement fine était formée a été fabriquée et soumise à une évaluation de champ électrique de claquage. [0070] Essai d'évaluation I - Échantillon 1 - Une couche isolante composée de SIC amorphe a été formée à une épaisseur de 5 pm sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support par CVD assisté par plasma dans lequel du gaz CI-14a été introduit à 130 sccm et du gaz C1-1'Sill a été introduit à 25 sccm en maintcnant la température du substrat à 300 °C. [0071] Une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium (SiO2) a été formée à une épaisseur de 50 nm sur la couche isolante de SIC amorphe par CVD assisté par plasma dans lequel du gaz C1-1,Sin, a été introduit à 55 sccm et du gaz 00 a été introduit à 110 sccm en maintenant la température du substrat à 300 °C, et une couche isolante enterrée a ainsi été formée. [0072] - Échantillon 2 - Une couche isolante enterrée a été formée de la même manière qu'avec l'Échantillon 1, si ce n'est que l'épaisseur de la couche d'adhésion a été modifiée de 50 nm à 150 nm. [0073] - Échantillon 3 - Une couche isolante enterrée a été formée de la même manière qu'avec l'Échantillon 1, si ce n'est que l'épaisseur de la couche d'adhésion a été modifiée de 50 nm à 200 nm. [0074] - Échantillon 4 - Une couche isolante enterrée a été formée de la même manière qu'avec l'Échantillon 1, si ce n'est que l'épaisseur de la couche d'adhésion a été modifiée de 50 nm à 1000 n ni. [0075] - Échantillon 5 - Une couche isolante de SiC monocristallin a été formée à une épaisseur de 5 !n sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support en transformant la surface de la tranche en SiC dans une atmosphère de CH4à 1050 °C tout en introduisant en outre du gaz CH4à 130 sccm et du gaz CH3Si113 à 25 sccm. En outre, comme avec l'Échantillon 1, une couche d'adhésion composée de dioxyde de silicium (Si0,) a été formée à une épaisseur de 50 nm afin d'obtenir une couche isolante enterrée. [0076] - Échantillon 6 - Une couche isolante de SiO2 a été formée à une épaisseur de 5 prn sur la surface de la tranche de silicium formant substrat support par oxydation thermique. [0077] - Évaluation 1 - De la chaleur a été appliquée à la surface de chacun des Échantillons 1 à 6, et la résistance a été mesurée après l'application de chaleur, de façon à évaluer ainsi la conductivité thermique de la couche isolante enterrée. Les résultats sont indiqués dans le Tableau 1. Le Tableau 1 indique les valeurs mesurées relativisées en fonction de la conductivité thermique du substrat support constitué par une tranche de silicium massive sur laquelle aucune couche isolante n'était formée. La conductivité thermique des Échantillons 1 à 3 (SiC amorphe) et de l'Échantillon 5 (SiC monocristallin) était égale à au moins approximativement le double de celle de l'Échantillon 6 (Si02). En outre, la conductivité thermique de l'Échantillon 4 était également relativement plus élevée que la conductivité thermique de l'Échantillon 6. Par conséquent, on a découvert que, lorsqu'une couche isolante de SiC monocristallin ou une couche isolante de SiC amorphe était formée dans une couche isolante enterrée, le rayonnement thermique pouvait être considérablement amélioré par comparaison avec une tranche SOI typique conventionnelle (voir l'Échantillon 6) utilisant du dioxyde de silicium en tant que couche BOX. 11 est à noter que, comme on peut le voir avec les Échantillons 1 à 4, la conductivité thermique est réduite lorsque l'épaisseur d'une couche d'adhésion est augmentée, et qu'il serait donc préférable de réduire l'épaisseur de la couche d'adhésion dans la mesure où l'adhésion est assurée. [0078] 16 [Tableauxl] Échantil Ion 1 Échantil Ion 2 Échantil lon 3 Échantil lon 4 Échantillo n 5 Échantill on 6 Couch c isolant c enterré c Couche isolante Matéria u couche isolante SiC amorphe SiC mono- cristallin SiO, Procéd é de formati on PECVD Carbonisat ion Oxydatio n thermique Épaisse ur couche isolante 5 pm 5 pm 5 pm 5 pm 5 pm 5 pm Couche d'adhési on Épaisse ur 50 nm 150 nm 200 nm 1000 nm 50 nm * Évaluation conductivité thermique 80 % 79 % 75 % 55 % 107 % 41 % * La couche isolante sert également de couche isolante dans l'Échantillon 6. [0079] Essai d'évaluation 2 Conformément à la vue en coupe transversale schématique du procédé de production illustrée sur la Fig. 3 (cas dans lequel l'Étape S130 était 5130A), les tranches SOI des Échantillons 7 à 10 ont été préparées. [0080] - Échantillon 7 - Une couche isolante de SiC amorphe a été formée à une épaisseur de 100 nm sur la surface d'une tranche de silicium formant substrat support par CVD assisté par plasma dans lequel du gaz CI-L a été introduit à 130 sccm et du gaz CELSili, a été introduit à 25 sccm en maintenant la température du substrat support à 300 °C. [0081] Une couche d'adhésion composée de SiO, a été formée à une épaisseur de 130 nm sur la surface de la couche isolante de SiC amorphe de la tranche de silicium formant substrat support par CVD assisté par plasma sur la surface de la couche isolante de SiC amorphe, dans lequel du gaz CH2SiH3 a été introduit à 55 sccm et du gaz 01 a été 17 introduit à 110 sccm en maintenant la température du substrat support à 300 °C. [0082] L'échantillon a été soumis à une planarisation de surface par polissage mécano- chimique de telle sorte que la quantité ôtée par polissage puisse être d'au plus 30 nm, et la planarisation a ainsi été effectuée de telle sorte que la rugosité de surface Ra de la couche d'adhésion puisse être d'au plus 3 nm. Il est à noter que la quantité ôtée par polissage était de 25 nm, que Ra après la planarisation était de 2,3 nm, et que Ra avant la planarisation était de 13 nm. [0083] La tranche de silicium formant substrat support et la tranche de silicium formant couche active ont été assemblées avec la couche d'adhésion entre elles, et un traitement thermique de renforcement de l'assemblage a été effectué par le biais d'un traitement à haute température dans une atmosphère d'oxygène à 800 °C pendant 2 h et à 1150 °C pendant 1 h. [0084] Un meulage et un polissage ont été effectués sur la tranche de silicium formant couche active depuis le côté opposé à la surface d'assemblage de telle sorte qu'une partie de la tranche de silicium du côté de la couche active présentant une épaisseur de 20 Fim reste, et une couche active a ainsi été obtenue. Ainsi, une tranche SOI de l'Échantillon 7 a été obtenue. [0085] - Échantillon 8 - Au lieu de la formation de la couche isolante de SiC amorphe dans l'Échantillon 7, la surface de la tranche de silicium formant substrat support a été transformée en SiC dans une atmosphère de CH4 à 980 °C et, à la suite de cela, du gaz CH4a été introduit à 130 sccm et du gaz CH3SiH3a été introduit à 25 sccm, de façon à former ainsi une couche isolante de SiC monocristallin présentant une épaisseur de 100 nm. Une tranche SOI de l'Échantillon 8 a été obtenue dans les mêmes conditions qu'avec l'Échantillon 7, hormis les conditions ci-dessus. Il est à noter que la quantité ôtée par polissage était de 23 nm, que Ra après la planarisation était de 2,2 nm, et que Ra avant la planarisation était de 12 nm. [0086] - Échantillon 9 - Au lieu de la formation de la couche isolante de SiC amorphe dans l'Échantillon 7, la surface de la tranche de silicium formant substrat support a été transformée en SiC dans une atmosphère de CH4 à 980 °C et, après avoir baissé la température à 800 °C, du gaz CH4 a été introduit à 130 sccm et du gaz CHT,,SiH3a été introduit à 25 sccm, de façon à former ainsi une couche isolante de SiC polycristallin présentant une épaisseur de 100 nm. Une tranche SOI de l'Échantillon 9 a été obtenue dans les mêmes conditions qu'avec l'Échantillon 7, hormis les conditions ci-dessus. Il est à noter que la quantité ôtée par polissage était de 29 nm, que Ra après la planarisation était de 2,8 nm, et que Ra avant la planarisation était de 20 nm. [0087] - Échantillon 10 - 18 Au lieu de la formation de la couche isolante de SIC amorphe dans l'Échantillon 7, une couche isolante de SKI a été formée à une épaisseur de 130 nm par le procédé d'oxydation thermique. Une tranche SOI dc l'Échantillon 10 a été obtenue dans les mêmes conditions qu'avec l'Échantillon 7, hormis les conditions ci-dessus. Il est à noter que le SiO2 a été aplani de la même manière qu'avec l'Échantillon 7. Dans la tranche SOI de l'Échantillon 10, l'épaisseur finale de la pellicule de SiO2 était de 112 nm. Il est à noter que la quantité ôtée par polissage était de 18 nm, que Ra après la planarisation était de 1,0 mn, et que Ra avant la planarisation était de 4 nm. [0088] - Évaluation - Une électrode a été formée sur chaque couche active, et une mesure du claquage di- électrique instantané (TZDB, de l'anglais unie-zero dielectric breakdo tvn) a été effectuée. Lors de l'évaluation, lorsque le courant par unité de surface dépassait 104 A/cm2, il était déterminé qu'un claquage électrique s'était produit, et le champ électrique de claquage avait été trouvé. Les résultats sont indiqués dans le Tableau 2. [0089] [Tableaux2] Échantillon 7 Échantillon 8 Échantillon 9 Échantillon 10 Couch e isolant e enterré e Couche isolante Matériau couche isolante SiC amorphe SiC mono- cristallin SiC poly- cristallin SiO2 Procédé de fermail° n PECVD Carbonisatio n Carbonisatio n Oxydation thermique Épaisseu 100 nm 100 nm 100 nm r couche isolante Couche d'adhési on Épaisseu r finale 105 nm 107 nm 101 nm Si O, Évaluation champ électrique de claquage 11,1 MV/cm 11,2 MV/cm 0,8 MV/cm 11,2 MV/cm *L'épaisseur finale dc SiO2 dans l'Échantillon 10 est de 112 nm. [0090] Lc champ électrique de claquage d'une tranche SOI dans laquelle une couche 19 isolante de SiC, composée de SiC monocristallin ou de SiC amorphe selon cette divulgation, est formée en tant que couche isolante enterrée, est d'approximativement 11 MV/cm et est équivalent au champ électrique de claquage de l'Échantillon 10. Par conséquent, il a été confirmé qu'une tranche SOI selon cette divulgation peut constituer une tranche SOI présentant une conductivité thermique plus élevée au vu de l'Essai d'évaluation 1 ci-dessus. Lorsqu'une couche isolante de SiC polycristallin est formée, on considère qu'une conductivité thermique plus élevée que dans le cas de l'utilisation de Si est obtenue, mais le champ électrique de claquage est cependant légèrement plus faible, comme indiqué dans les résultats de l'Échantillon 9 ci-dessus. Lorsqu'une couche isolante de SiC polycristallin est utilisée, l'épaisseur de la couche isolante doit. être établie à une valeur plus élevée. Application industrielle [0091] Cette divulgation procure une tranche SOI présentant une forte conductivité thermique et un procédé de production de celle-ci. 20