Brevet FR3112891A1 — publié le 20220128

Une structure de plaquette de liaison (100) inclut un substrat de support (102), une couche de liaison (104), et une couche de carbure de silicium (SiC) (106). La couche de liaison (104) est formée sur une surface du substrat de support (102), et la couche de SiC (106) est liée à la couche de liaison (104), dans laquelle une surface carbone (106a) de la couche de SiC (106) est en contact direct avec la couche de liaison (104). La couche de SiC (106) présente une dislocation de plan basal (BPD) de 1000 ea/cm 2 à 20 000 ea/cm 2 , une variation de l’épaisseur totale (TTV) supérieure à celle du substrat de support (102), et un diamètre inférieur ou égal à celui du substrat de support (102). La structure de plaquette de liaison (100) présente une TTV inférieure à 10 µm, un arc inférieur à 30 µm et un gauchissement inférieur à 60 µm. Figure de l’abrégé : Figure 1 STRUCTURE DE PLAQUETTE DE LIAISON ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION La divulgation concerne une technologie de liaison de semi-conducteurs, et concerne en particulier une structure de plaquette de liaison et un procédé de fabrication de celle-ci. ETAT DE LA TECHNIQUE L’épitaxie désigne une technique de croissance de nouveaux cristaux sur une plaquette pour former une couche semi-conductrice. Étant donné qu’un film formé par un processus épitaxial présente des avantages tels qu’une pureté élevée et un bon contrôle d’épaisseur, l’épitaxie a été largement utilisée dans la fabrication de dispositifs radiofréquence (RF) ou de dispositifs d’alimentation. Toutefois, dans les plaquettes ou lingots obtenus par croissance épitaxiale, une structure épitaxiale adjacente à un cristal germe est d’ordinaire rejetée en raison de défauts et d’une contrainte élevée, et seule une structure épitaxiale de relativement bonne qualité est retenue. En conséquence, le coût de gaspillage est accru. PRESENTATION DE L’INVENTION La divulgation concerne une structure de plaquette de liaison, dans laquelle le coût peut être réduit et une plaquette de carbure de silicium de faible qualité peut être utilisée dans un substrat pour liaison. La divulgation concerne également un procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison, dans lequel est fabriquée une structure de plaquette de liaison pour un processus épitaxial pour un dispositif radiofréquence ou un dispositif de puissance. Une structure de plaquette de liaison de la divulgation inclut un substrat de support, une couche de liaison et une couche de carbure de silicium. La couche de liaison est formée sur une surface du substrat de support, et la couche de carbure de silicium est liée à la couche de liaison, dans laquelle une surface carbone de la couche de carbure de silicium est en contact direct avec la couche de liaison. La couche de carbure de silicium présente une dislocation de plan basal (BPD) de 1000 ea/cm2 à 20 000 ea/cm2, une variation d’épaisseur totale (TTV) supérieure à celle du substrat de support, et un diamètre inférieur ou égal à celui du substrat de support. La structure de plaquette de liaison présente une TTV inférieure à 10 µm, un arc inférieur à 30 µm et un gauchissement inférieur à 60 µm. Dans un mode de réalisation de la divulgation, la couche de liaison présente un point de ramollissement de 50° C à 200° C, une épaisseur inférieure à 100 µm, et une uniformité inférieure à 10 %. Dans un mode de réalisation de la divulgation, le substrat de support présente une TTV inférieure à 3 µm, un arc inférieur à 20 µm, un gauchissement inférieur à 40 µm et un module de Young supérieur à 160 GPa. Dans un mode de réalisation de la divulgation, le substrat de support inclut une structure monocouche ou multicouche, et la couche de liaison inclut une structure monocouche ou multicouche. Dans un mode de réalisation de la divulgation, une concentricité de la couche de carbure de silicium et du substrat de support est inférieure à 1 mm. Dans un mode de réalisation de la divulgation, la structure de plaquette de liaison peut en outre inclure un substrat de carbure de silicium épitaxial lié à une surface silicium de la couche de carbure de silicium. Le substrat de carbure de silicium épitaxial présente une BPD inférieure à celle de la couche de carbure de silicium, et présente une contrainte inférieure à celle de la couche de carbure de silicium. Dans un mode de réalisation de la divulgation, la structure de plaquette de liaison peut en outre inclure une région d’implantation ionique formée au sein du substrat de carbure de silicium épitaxial. La région d’implantation ionique est à une distance d’environ 1 µm au plus d’une surface de liaison entre le substrat de carbure de silicium épitaxial et la couche de carbure de silicium. Dans un mode de réalisation de la divulgation, la couche de carbure de silicium présente une épaisseur inférieure à 500 µm, et la structure de plaquette de liaison présente une épaisseur inférieure à 2000 µm. Un procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison de la divulgation inclut les points suivants. Un revêtement est réalisé et une couche de liaison est formée sur une surface d’un substrat de support. Une surface carbone d’une couche de carbure de silicium est liée à la couche de liaison. La couche de carbure de silicium présente une TTV supérieure à celle du substrat de support, un diamètre inférieur ou égal à celui du substrat de support, et une BPD de 1000 ea/cm2 à 20 000 ea/cm2. La couche de carbure de silicium présente un arc supérieur à 75 µm et un gauchissement supérieur à 150 µm avant liaison. Ensuite, une surface silicium de la couche de carbure de silicium est meulée pour réduire une épaisseur de la couche de carbure de silicium. La surface de silicium de la couche de carbure de silicium après meulage est polie pour obtenir une structure de plaquette de liaison. La structure de plaquette de liaison présente une TTV inférieure à 10 µm, un arc inférieur à 30 µm et un gauchissement inférieur à 60 µm. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, un procédé de liaison de la surface carbone de la couche de carbure de silicium sur la couche de liaison inclut le point suivant. Un méplat du substrat de support est aligné avec un méplat de la couche de carbure de silicium. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, une charge de liaison de la surface carbone de la couche de carbure de silicium sur la couche de liaison est de 8 kgf à 10 kgf. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, le point suivant peut en outre être inclus. Une fois que la surface carbone de la couche de carbure de silicium est liée à la couche de liaison, le matériau résiduel de la couche de liaison est éliminé et le substrat de support est nettoyé. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, l’épaisseur de la couche de carbure de silicium réduite par le meulage est de 5 µm à 12 µm. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, la couche de carbure de silicium avant la liaison et la structure de plaquette de liaison après le polissage présentent un changement (∆bow) d’arc supérieur à 80 µm, et un changement (∆warp) de gauchissement supérieur à 160 µm. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, un procédé de réalisation de revêtement et de formation de la couche de liaison inclut le point suivant. De la cire est appliquée par centrifugation sur la surface du substrat de support à une température de 110° C à 130° C. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, le point suivant peut en outre être inclus. Avant que la surface de silicium de la couche de carbure de silicium soit meulée, une TTV du substrat de support, de la couche de liaison et de la couche de carbure de silicium qui sont liées ensemble est mesurée. Si la TTV mesurée est inférieure à 10 µm, une étape suivante est réalisée. Si elle est supérieure ou égale à 10 µm, le point suivant peut être inclus. La couche de liaison et la couche de carbure de silicium sont éliminées, et puis de nouveau, un revêtement est réalisé et une couche de liaison est formée sur la surface du substrat de support. Dans un autre mode de réalisation de la divulgation, le polissage inclut un polissage grossier et un polissage fin. Sur la base de ce qui précède, la structure de plaquette de liaison de la divulgation inclut essentiellement une structure à trois couches dans laquelle une couche de carbure de silicium de faible qualité (contrainte élevée) est prévue pour remplacer une partie d’un substrat de support existant. Cette couche de carbure de silicium est débarrassée des déchets après croissance épitaxiale. En utilisant la couche de carbure de silicium dans une structure de liaison, non seulement le coût en matériau du substrat de support et le coût de déchets peuvent être réduits, mais la couche de carbure de silicium peut être directement liée au substrat de carbure de silicium épitaxial, améliorant ainsi le rendement de liaison de plaquettes. La structure de plaquette de liaison de la divulgation est adaptée à une application dans un processus de fabrication d’un dispositif de puissance ou d’un dispositif radiofréquence (RF). Pour améliorer la compréhension de ce qui précède, nous allons décrire en détail ci-après des modes de réalisation accompagnés de dessins. PRESENTATION DES FIGURES La est une vue en coupe schématique d’une structure de plaquette de liaison selon un premier mode de réalisation de la divulgation. La est une vue en coupe schématique d’une autre structure de plaquette de liaison selon le premier mode de réalisation de la divulgation. La est un organigramme de fabrication d’une structure de plaquette de liaison selon un second mode de réalisation de la divulgation. La est une vue tridimensionnelle schématique de l’étape S302 du second mode de réalisation. Structure de plaquette de liaison (100, 200), comprenant : un substrat de support (102) ; une couche de liaison (104), formée sur une surface du substrat de support (102) ; et une couche de carbure de silicium (106), liée à la couche de liaison (104), dans laquelle une surface carbone (106a) de la couche de carbure de silicium (106) est en contact direct avec la couche de liaison (104), la couche de carbure de silicium (106) présente une dislocation de plan basal (BPD) de 1000 ea/cm 2 à 20 000 ea/cm 2 , la couche de carbure de silicium (106) présente une variation d’épaisseur totale (TTV) supérieure à une TTV du substrat de support (102), et la couche de carbure de silicium (106) présente un diamètre inférieur ou égal à un diamètre du substrat de support (102), et la structure de plaquette de liaison (100, 200) présente une TTV inférieure à 10 µm, un arc inférieur à 30 µm et un gauchissement inférieur à 60 µm. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, dans laquelle la couche de carbure de silicium (106) présente une épaisseur inférieure à 500 µm, et la structure de plaquette de liaison (100, 200) présente une épaisseur inférieure à 2000 µm. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, dans laquelle la couche de liaison (104) présente un point de ramollissement de 50° C à 200° C, une épaisseur inférieure à 100 µm et une uniformité inférieure à 10 %. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, dans laquelle le substrat de support (102) présente une TTV inférieure à 3 µm, un arc inférieur à 20 µm, un gauchissement inférieur à 40 µm et un module de Young supérieur à 160 GPa. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, dans laquelle le substrat de support (102) comprend une structure monocouche ou multicouche, et la couche de liaison (104) comprend une structure monocouche ou multicouche. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, dans laquelle une concentricité de la couche de carbure de silicium (106) et du substrat de support (102) est inférieure à 1 mm. Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 1, comprenant en outre un substrat de carbure de silicium épitaxial (202) lié à une surface de silicium (106b) de la couche de carbure de silicium (106), le substrat de carbure de silicium épitaxial (202) présente une BPD inférieure à la BPD de la couche de carbure de silicium (106), et le substrat de carbure de silicium épitaxial (202) présente une contrainte inférieure à une contrainte de la couche de carbure de silicium (106). Structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 7, comprenant en outre une région d’implantation ionique (204) formée au sein du substrat de carbure de silicium épitaxial (202), dans laquelle la région d’implantation ionique (204) est à une distance de 1 µm au plus d’une surface de liaison (206) entre le substrat de carbure de silicium épitaxial (202) et la couche de carbure de silicium (106). Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200), comprenant : la réalisation d’un revêtement et la formation d’une couche de liaison (104) sur une surface d’un substrat de support (102) ; la liaison d’une surface carbone (106a) d’une couche de carbure de silicium (106) à la couche de liaison (104), dans lequel la couche de carbure de silicium (106) présente une TTV supérieure à une TTV du substrat de support (102), la couche de carbure de silicium (106) présente un diamètre inférieur ou égal à un diamètre du substrat de support (102), la couche de carbure de silicium (106) présente une BPD de 1000 ea/cm 2 à 20 000 ea/cm 2 , et la couche de carbure de silicium (106) présente un arc supérieur à 75 µm et un gauchissement supérieur à 150 µm avant liaison ; le meulage d’une surface silicium (106b) de la couche de carbure de silicium (106) pour réduire une épaisseur de la couche de carbure de silicium (106) ; et le polissage de la surface silicium (106b) de la couche de carbure de silicium (106) après meulage pour obtenir une structure de plaquette de liaison (100, 200), dans lequel la structure de plaquette de liaison (100, 200) présente une TTV inférieure à 10 µm, un arc inférieur à 30 µm et un gauchissement inférieur à 60 µm. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel la liaison de la surface carbone (106a) de la couche de carbure de silicium (106) sur la couche de liaison (104) comprend l’alignement d’un méplat (102a) du substrat de support (102) avec un méplat (106c) de la couche de carbure de silicium (106). Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel une charge de liaison de la surface carbone (106a) de la couche de carbure de silicium (106) sur la couche de liaison (104) est de 8 kgf à 10 kgf. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, comprenant en outre, après liaison de la surface carbone (106a) de la couche de carbure de silicium (106) sur la couche de liaison (104), l’élimination de matériau résiduel de la couche de liaison (104) et le nettoyage du substrat de support (102). Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel l’épaisseur de la couche de carbure de silicium (106) réduite par le meulage est de 5 µm à 12 µm. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel la couche de carbure de silicium (106) avant la liaison et la structure de plaquette de liaison (100, 200) après le polissage présentent un changement (∆bow) d’arc supérieur à 80 µm et un changement (∆warp) de gauchissement supérieur à 160 µm. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel la réalisation d’un revêtement et la formation de la couche de liaison (104) comprend l’application de cire par centrifugation sur la surface du substrat de support (102) à une température de 110° C à 130° C. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, comprenant en outre, avant meulage de la surface silicium (106b) de la couche de carbure de silicium (106) : la mesure d’une TTV du substrat de support (102), de la couche de liaison (104) et de la couche de carbure de silicium (106) qui sont liés ensemble ; et la réalisation d’une étape suivante en réponse au fait que la TTV mesurée est inférieure à 10 µm, et sinon, l’élimination de la couche de liaison (104) et de la couche de carbure de silicium (106) et puis à nouveau la réalisation d’un revêtement et la formation d’une couche de liaison (104) sur la surface du substrat de support (102) en réponse au fait que la TTV mesurée est supérieure ou égale à 10 µm. Procédé de fabrication d’une structure de plaquette de liaison (100, 200) selon la revendication 9, dans lequel le polissage comprend un polissage grossier et un polissage fin.