Brevet FR3051596A1 (20171124)
REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un substrat de type semi-conducteur contraint sur isolant, comprenant : (a) la fourniture d'un substrat donneur (1) comprenant une couche semi-conductrice monocristalline (12), (b) la fourniture d'un substrat receveur (2) comprenant une couche superficielle (20) d'un matériau semi-conducteur monocristallin contraint, (c) le collage du substrat donneur (1) sur le substrat receveur (2), une couche diélectrique (13,\n<CLM>\1\tétant à l'interface, (d) le transfert de la couche semi-conductrice monocristalline (12) du substrat donneur sur le substrat receveur, (e) la découpe d'une portion d'un empilement formé de la couche semi-conductrice monocristalline transférée, de la couche diélectrique et de la couche du matériau semi- conducteur contraint, ladite découpe résultant en la transmission d'au moins une partie de la contrainte du matériau semi-conducteur contraint à la couche semi-conductrice monocristalline transférée, ledit procédé étant caractérisé en ce que : - le substrat donneur (1) fourni à l'étape (a) comprend successivement un substrat support (10) monocristallin, une couche intermédiaire (11) et ladite couche semi- conductrice monocristalline (12), la couche intermédiaire (11) formant une couche d'arrêt de gravure vis-à-vis du matériau du substrat support (10) et du matériau de la couche semi-conductrice monocristalline (12), l'étape (d) comprenant le transfert, sur le substrat receveur (2), de la couche semi-conductrice monocristalline (12), de la couche intermédiaire (11) et d'une portion (15) du substrat support (10), et - entre les étapes (d) et (e), on met en oeuvre une première gravure sélective de ladite portion (15) du substrat support par rapport à ladite couche intermédiaire (11) et une seconde gravure sélective de ladite couche intermédiaire (11) par rapport à la couche semi-conductrice monocristalline (12).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel le substrat donneur (1) est formé par épitaxie, sur le substrat support (10) monocristallin, de la couche intermédiaire (11) puis de la couche semi-conductrice monocristalline (12).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, dans lequel le substrat support (10) comprend un premier matériau identique à celui de la couche semi-conductrice monocristalline (12) et la couche intermédiaire (11) comprend un second matériau 3051596 15 différent du premier matériau, l'épaisseur de ladite couche intermédiaire (11) étant choisie pour que le second matériau conserve le paramètre de maille du premier matériau.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la couche semi- 5 conductrice monocristalline (12) est en silicium et la couche intermédiaire (11) est en silicium germanium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'épaisseur de la couche intermédiaire (11) est comprise entre 5 et 20 nm. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de matériau semi-conducteur contraint (20) comprend du silicium-germanium.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 6, dans lequel ladite couche de semi- 15 conducteur contraint (20) est formée par épitaxie sur un substrat de base (21) en silicium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel, à l'issue de l'étape (d), l'épaisseur de la couche diélectrique (13,\n<CLM>\1\tcomprise entre la couche semiconductrice monocristalline transférée (12) et la couche de matériau semi-conducteur 20 contraint (20) est inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 25 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape (a) comprend une implantation d'espèces ioniques dans le substrat donneur (1) de sorte à former une zone de fragilisation (14) s'étendant dans le substrat support (10), et l'étape (d) comprend 25 le détachement du substrat donneur le long de ladite zone de fragilisation (14), de sorte à transférer sur le substrat receveur (2) la couche semi-conductrice monocristalline (12), la couche intermédiaire (11) et une portion (15) du substrat support.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel : 30 - l'étape (b) comprend en outre la formation, sur la couche de matériau semi- conducteur contraint (20) du substrat receveur, d'une couche de collage (22) diélectrique ou constituée du même matériau monocristallin relaxé que la couche semi-conductrice monocristalline (12) du substrat donneur, et - à l'étape (c), ladite couche de collage (22) est à l'interface de collage entre le 35 substrat donneur (1) et le substrat receveur (2). 3051596 16\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 10, dans lequel le substrat donneur (1) comprend une première couche diélectrique (13) sur la couche semi-conductrice monocristalline (12). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 11, dans lequel la couche de collage (22) formée sur le substrat receveur est une seconde couche diélectrique, la première et la seconde couche diélectrique (13,\n<CLM>\1\tformant ensemble une couche électriquement isolante enterrée du substrat semi-conducteur contraint sur isolant. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel la couche de collage (22) comprend un oxyde ou un nitrure d'un matériau semi-conducteur.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel ladite couche de collage (22) est formée par dépôt sur la couche (20) de matériau semi-conducteur 15 contraint du substrat receveur.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel la couche de collage (22) présente une épaisseur comprise entre 1 et 30 nm. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel la couche de collage (22) est formée par épitaxie du même matériau semi-conducteur que la couche semi-conductrice monocristalline sur la couche de matériau semi-conducteur contraint.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 16, dans lequel l'épaisseur de la couche de 25 collage (22) est comprise entre 1 et 20 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel la découpe de ladite portion de l'empilement est réalisée au moyen de tranchées d'isolation (T) s'étendant dans le substrat receveur (2) au-delà de la couche de matériau semi- 30 conducteur contraint (20).