Brevet FR3049761A1 (20171006)
REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une structure comprenant un premier substrat (1) comprenant au moins un composant électronique (10) susceptible d'être endommagé par une température supérieure à 400°C et une couche semi-conductrice s'étendant sur ledit premier substrat, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) la fourniture d'une première couche métallique (11) de collage sur le premier substrat (1), (b) la fourniture d'un second substrat (2) comprenant successivement : - un substrat de base (20) semi-conducteur, - un empilement (21) d'une pluralité de couches épitaxiales semi-conductrices, une couche (210) de SixGei_x, avec 0 x 1 étant située à la surface dudit empilement (21) opposée au substrat de base (20), - une seconde couche métallique (22) de collage, (c) le collage du premier substrat et du second substrat par l'intermédiaire des première et seconde couches métalliques (11,\n<CLM>\1\tde collage, (d) l'enlèvement d'une partie du second substrat de sorte à transférer la couche (210) de SixGei_x sur le premier substrat (1), ledit enlèvement comprenant au moins une gravure sélective d'une couche du second substrat (2).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel le second substrat (2) comprend une couche diélectrique (23) entre la couche (210) de SixGei_x et la seconde couche métallique (22) de collage.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, dans lequel l'épaisseur de la couche diélectrique (23) est comprise entre 10 et 20 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel le substrat de base (20) est un substrat de silicium. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'empilement (21) comprend successivement, à partir du substrat de base (20) : - une couche (213) de silicium-germanium présentant une composition variant graduellement sur son épaisseur, 35 - une couche (212) de silicium-germanium présentant une composition constante sur son épaisseur, - une couche (211) de SiyGei_y, avec 0 y 1 et y différent de x, ladite couche de SiyGei_y présentant une composition différente de celle de la couche (212) de silicium- 3049761 11 germanium présentant une composition constante sur son épaisseur de sorte à constituer une couche d'arrêt de gravure vis-à-vis de la couche (210) de SixGe1_X, - la couche (210) de SixGei-x. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 5, dans lequel : - la composition de la couche (213) de silicium-germanium présentant une composition variant graduellement sur son épaisseur est Si0,8Ge0,2 à la surface de ladite couche (213) opposée au substrat de base (20), - la composition de la couche (212) de silicium-germanium présentant une 10 composition constante sur son épaisseur est Si08Ge0,2, l'épaisseur de ladite couche (212) étant comprise entre 0,5 pm et 2 pm, - la composition de la couche (211) d'arrêt de gravure est choisie parmi Si et SicoGe0,4, l'épaisseur de ladite couche (211) étant comprise entre 10 nm et 50nm, - la composition de la couche (210) de SixGei_x est choisie parmi Si0,8Ge0,2, Si et Ge, 15 l'épaisseur de ladite couche (210) étant comprise entre 5 et 50 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les première et seconde couches métalliques de collage comprennent du titane, du nickel, du cuivre et/ou du tungstène. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape (b) comprend les étapes successives suivantes : - la croissance épitaxiale d'une couche (213) de silicium-germanium de composition graduelle, 25 - la croissance épitaxiale d'une couche (212) de silicium-germanium de composition constante, - le polissage de la couche (212) de silicium-germanium de composition constante, - la croissance épitaxiale d'une couche (211) de SiyGei_y avec 0 y 1 et y différent de x sur la couche (212) de silicium-germanium polie, ladite couche (211) de SiyGei_y présentant une composition différente de celle de la couche (212) de silicium-germanium présentant une composition constante sur son épaisseur, - la croissance épitaxiale de la couche (210) de SixGei_x sur la couche (211) de - le dépôt de la seconde couche métallique de collage (22).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, dans lequel l'étape (b) comprend, entre l'étape de croissance épitaxiale de la couche (210) de SiXGei_x et l'étape de dépôt de la 3049761 12 seconde couche métallique (22) de collage, une étape de dépôt d'une couche diélectrique (23).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape (b) comprend, après 5 l'étape de dépôt de la couche diélectrique (23), un recuit de densification de ladite couche.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel l'étape (b) comprend en outre la formation, entre la couche diélectrique (23) et la seconde couche 10 métallique (22) de collage, une couche (24) d'un alliage métallique binaire ou ternaire.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel l'étape (d) comprend l'élimination d'une partie de l'épaisseur du substrat de base (20) par polissage, suivi d'une gravure sélective du reste dudit substrat de base (20). 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 12, dans lequel la gravure du substrat de base (20) est réalisée avec une solution de TMAH, KOH, et/ou HF : HNO3.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel l'enlèvement du 20 substrat de base (20) est suivi d'une gravure sélective des couches (213,\n<CLM>\1\tde silicium- germanium de composition constante et de composition graduelle au moyen d'une solution SC1 et/ou une solution de HF : H202 : CH3COOH.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un circuit intégré monolithique tridimensionnel, 25 caractérisé en ce qu'il comprend : - la fabrication d'une structure comprenant un premier substrat (1) comprenant au moins un composant électronique (10) susceptible d'être endommagé par une température supérieure à 400°C et une couche (210) de s'étendant sur ledit premier substrat au moyen d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 14, 30 - la fabrication d'au moins un autre composant électronique dans ou sur la couche (210) de Si,Gei-x, ledit procédé étant en outre caractérisé en ce que l'ensemble des étapes mises en oeuvre sur ladite structure sont réalisées à une température inférieure ou égale à 400°C. 35\n<CLM>\1\tStructure comprenant un premier substrat (1) comprenant au moins un composant électronique (10) susceptible d'être endommagé par une température supérieure à 400°C et une couche semi-conductrice (210) s'étendant sur ledit premier substrat, caractérisée en ce que ladite couche semi-conductrice (210) est une couche de 3049761 13 SixGei,, avec 0 x 5 1 et en ce que ladite structure comprend, entre ledit premier substat (1) et ladite couche semi-conductrice (210), une couche métallique (11, 22).\n<CLM>\1\tStructure selon la revendication 16, comprenant en outre une couche 5 diélectrique (23) entre la couche métallique (11,\n<CLM>\1\tet la couche semi-conductrice (210).\n<CLM>\1\tStructure selon la revendication 17, comprenant, entre la couche métallique (11,\n<CLM>\1\tet la couche diélectrique (23), une couche (24) d'un alliage métallique binaire ou ternaire. 10\n<CLM>\1\tStructure selon l'une des revendications 16 à 18, dans laquelle ledit au moins un composant électronique (10) comprend un transistor, une mémoire, un photodétecteur, une diode, un laser, un commutateur, un amplificateur et/ou un filtre. 15\n<CLM>\1\tSubstrat (2) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend successivement : - un substrat de base (20) semi-conducteur, - un empilement (21) d'une pluralité de couches épitaxiales semi-conductrices (210213), une couche (210) de SixGei,, avec 0 5 x 1, étant située à la surface dudit 20 empilement (21) opposée au substrat de base (20), - une couche métallique (22) de collage.\n<CLM>\1\tSubstrat selon la revendication 20, comprenant en outre une couche diélectrique (23) entre la couche (210) de Si'Gei_x et la couche métallique (22). 25\n<CLM>\1\tSubstrat selon la revendication 21, dans lequel ladite couche diélectrique (23) présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 nm.\n<CLM>\1\tSubstrat selon l'une des revendications 20 à 22, dans lequel le substrat de 30 base (20) est un substrat de silicium.\n<CLM>\1\tSubstrat selon l'une des revendications 20 à 23, dans lequel l'empilement (21) comprend successivement, à partir du substrat de base (20) : - une couche (213) de silicium-germanium présentant une composition variant 35 graduellement sur son épaisseur, - une couche (212) de silicium-germanium présentant une composition constante sur son épaisseur, 3049761 14 - une couche (211) de SiyGei_y, avec 0 y 1 et y différent de x, ladite couche de SiyGei_y présentant une composition différente de celle de la couche (212) de silicium-germanium présentant une composition constante sur son épaisseur de sorte à constituer une couche d'arrêt de gravure vis-à-vis de la couche (210) de SixGei-x, 5 - la couche (210) de SixGei-x.