Brevet FR3135160A1 — publié le 20231103

Procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques La présente description concerne un procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques comprenant la croissance par épitaxie, sur chaque première couche (18) de premières couches d'un premier matériau semiconducteur recouvrant un premier support (20) et espacées les unes des autres, d'une deuxième couche (24) en un deuxième matériau, et la croissance par épitaxie sur chaque deuxième couche, d'un empilement (26) de couches semiconductrice comprenant une troisième couche (28) au contact physique de la deuxième couche, la séparation de chaque empilement par rapport à la première couche par gravure de la deuxième couche par une gravure sélective à la fois par rapport aux premier et troisième matériaux, et le report des empilements sur un deuxième support, chacun des premier et troisième matériaux étant un composé III-V ou II-VI. Figure pour l'abrégé : Fig 6 Procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques La présente description concerne de façon générale les procédés de fabrication de dispositifs optoélectroniques. Des matériaux semiconducteurs adaptés à la réalisation de composants optoélectroniques pouvant capter ou émettre un rayonnement infrarouge comprennent les composés III-V. Il n'est actuellement pas connu de procédés permettant la croissance de couches en composé III-V par épitaxie directement sur un substrat en silicium. Un exemple de procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comprenant des composants optoélectroniques en composés III-V comprend la formation d'un bloc en un composé III-V, le transfert d'une couche du composé III-V du bloc sur un support et la croissance par épitaxie, depuis la couche du composé III-V, d'un empilement de couches semiconductrices en composés III-V, dans lequel seront formés les composants optoélectroniques. Un tel procédé présente un coût élevé, notamment en raison du fait que le nombre de couches du composé III-V pouvant être transférées depuis un même bloc est réduit. Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques palliant tout ou partie des inconvénients des procédés existants. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le procédé de fabrication présente un coût réduit. Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques comprenant la croissance par épitaxie, sur chaque première couche de premières couches d'un premier matériau semiconducteur recouvrant un premier support et espacées les unes des autres, d'une deuxième couche en un deuxième matériau, et la croissance par épitaxie, sur chaque deuxième couche, d'un empilement de couches semiconductrices comprenant une troisième couche au contact physique de la deuxième couche, la séparation de chaque empilement par rapport à la première couche par gravure de la deuxième couche par une gravure sélective à la fois par rapport aux premier et troisième matériaux, et le report des empilements sur un deuxième support, chacun des premier et troisième matériaux étant un composé III-V ou II-VI. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, après l'étape de séparation de chaque empilement par rapport à la première couche, la réutilisation du premier support recouvert des premières couches pour la croissance par épitaxie, sur chaque première couche, d'une nouvelle deuxième couche du deuxième matériau semiconducteur, et la croissance par épitaxie sur chaque nouvelle deuxième couche, d'un nouvel empilement de couches semiconductrices. Selon un mode de réalisation, le deuxième matériau est un composé ternaire ou quaternaire. Selon un mode de réalisation, la gravure utilisée à l'étape de séparation de chaque empilement par gravure de la deuxième couche est une gravure humide sélective par rapport aux premier et troisième matériaux. Selon un mode de réalisation, les paramètres de maille des premier, deuxième, et troisièmes matériaux sont égaux à 0,1 % prés. Selon un mode de réalisation, chaque empilement comprend, en outre, au moins une quatrième couche d'un quatrième matériau, et la gravure utilisée à l'étape de séparation de chaque empilement par gravure de la deuxième couche est sélective à la fois par rapport aux premier, troisième et quatrième matériaux. Selon un mode de réalisation, le deuxième support comprend une plaque comprenant plusieurs exemplaires d'un circuit électronique, chaque circuit électronique étant recouvert d'un empilement parmi les empilements après l'étape de report des empilements sur le deuxième support. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la découpe de la plaque pour séparer les circuits électroniques recouverts chacun d'un empilement parmi les empilements. Un mode de réalisation prévoit également un produit intermédiaire comprenant un premier support recouvert de premières couches d'un premier matériau semiconducteur espacées les unes des autres et comprenant, sur chaque première couche, une deuxième couche en un deuxième matériau reliée à la première couche par une relation d'épitaxie, et, sur chaque deuxième couche, un empilement de couches semiconductrices comprenant une troisième couche au contact physique de la deuxième couche et reliée à la deuxième couche par une relation d'épitaxie, chacun des premier et troisième matériaux étant un composé III-V ou II-VI, le deuxième matériau étant adapté à être gravé de façon sélective par rapport aux premier et troisième matériaux. Selon un mode de réalisation, chaque empilement comprend, en outre, au moins une quatrième couche d'un quatrième matériau, le deuxième matériau étant adapté à être gravé de façon sélective à la fois par rapport aux premier, troisième et quatrième matériaux. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les , , , , , , , , , et illustrent des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques ; la est un diagramme de phases ; et la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique. Procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques comprenant la croissance par épitaxie, sur chaque première couche (18) de premières couches d'un premier matériau semiconducteur recouvrant un premier support (20) et espacées les unes des autres, d'une deuxième couche (24) en un deuxième matériau, et la croissance par épitaxie, sur chaque deuxième couche, d'un empilement (26) de couches semiconductrices comprenant une troisième couche (28) au contact physique de la deuxième couche, la séparation de chaque empilement par rapport à la première couche par gravure de la deuxième couche par une gravure sélective à la fois par rapport aux premier et troisième matériaux, et le report des empilements sur un deuxième support (40), chacun des premier et troisième matériaux étant un composé III-V ou II-VI. Procédé selon la revendication 1, comprenant, après l'étape de séparation de chaque empilement (26) par rapport à la première couche (18), la réutilisation du premier support (20) recouvert des premières couches pour la croissance par épitaxie, sur chaque première couche, d'une nouvelle deuxième couche (24) du deuxième matériau semiconducteur, et la croissance par épitaxie sur chaque nouvelle deuxième couche, d'un nouvel empilement (26) de couches semiconductrices. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième matériau est un composé ternaire ou quaternaire. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la gravure utilisée à l'étape de séparation de chaque empilement (26) par gravure de la deuxième couche (24) est une gravure humide sélective par rapport aux premier et troisième matériaux. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les paramètres de maille des premier, deuxième, et troisièmes matériaux sont égaux à 0,1 % prés. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque empilement (26) comprend, en outre, au moins une quatrième couche (32) d'un quatrième matériau, et dans lequel la gravure utilisée à l'étape de séparation de chaque empilement (26) par gravure de la deuxième couche (24) est sélective à la fois par rapport aux premier, troisième et quatrième matériaux. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le deuxième support (40) comprend une plaque comprenant plusieurs exemplaires d'un circuit électronique, chaque circuit électronique étant recouvert d'un empilement (26) parmi les empilements après l'étape de report des empilements sur le deuxième support. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre la découpe de la plaque (40) pour séparer les circuits électroniques recouverts chacun d'un empilement (26) parmi les empilements. Produit intermédiaire comprenant un premier support (20) recouvert de premières couches (18) d'un premier matériau semiconducteur espacées les unes des autres et comprenant, sur chaque première couche, une deuxième couche (24) en un deuxième matériau reliée à la première couche par une relation d'épitaxie, et, sur chaque deuxième couche, un empilement (26) de couches semiconductrices comprenant une troisième couche (28) au contact physique de la deuxième couche et reliée à la deuxième couche par une relation d'épitaxie, chacun des premier et troisième matériaux étant un composé III-V ou II-VI, le deuxième matériau étant adapté à être gravé de façon sélective par rapport aux premier et troisième matériaux. Produit intermédiaire selon la revendication 9, dans lequel chaque empilement (26) comprend, en outre, au moins une quatrième couche (32) d'un quatrième matériau, le deuxième matériau étant adapté à être gravé de façon sélective à la fois par rapport aux premier, troisième et quatrième matériaux.