Brevet FR3051595A1 (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 (13), (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 (11,\n<CLM>\1\tétant à l'interface, (d) le transfert de la couche semi-conductrice monocristalline (13) du substrat donneur (1) sur le substrat receveur (2), (e) la découpe d'une portion d'un empilement formé de la couche semi-conductrice monocristalline transférée (13), de la couche diélectrique (11,\n<CLM>\1\tet de la couche (20) 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 l'étape (b) comprend en outre la formation, sur la couche (20) de matériau semi-conducteur contraint du substrat receveur (2), d'une couche de collage (22) diélectrique ou constituée du même matériau monocristallin (23) relaxé ou au moins partiellement relaxé que la couche semi-conductrice monocristalline (13) du substrat donneur (1), et en ce qu'à l'étape (c) ladite couche de collage (22,\n<CLM>\1\test à l'interface de collage entre le substrat donneur et le substrat receveur.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite couche de collage (22) est formée par dépôt d'un matériau diélectrique sur la couche (20) de matériau semiconducteur contraint du substrat receveur.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, dans lequel le substrat donneur (1) comprend une première couche diélectrique (11) sur la couche semi-conductrice monocristalline, la première couche diélectrique (11) et la couche de collage (22) formant ensemble une couche électriquement isolante enterrée (30) du substrat semi-conducteur contraint sur isolant.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la couche de collage (22) comprend un oxyde ou un nitrure d'un matériau semi-conducteur. 3051595 12\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la couche de collage (22) présente une épaisseur comprise entre 1 et 30 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel la couche de collage (23) est 5 formée par épitaxie, sur la couche (20) de matériau semi-conducteur contraint, du même matériau semi-conducteur que la couche semi-conductrice monocristalline (13) du substrat donneur (1).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 6, dans lequel l'épaisseur de la couche de 10 collage (23) est comprise entre 1 et 20 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel la couche de collage (23) et la couche semi-conductrice monocristalline (13) du substrat donneur sont en silicium. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la couche (20) de matériau semi-conducteur contraint est en silicium-germanium.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, dans lequel ladite couche de semi- 20 conducteur contraint (20) est formée par épitaxie sur un substrat support (21) de silicium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel, à l'issue de l'étape (d), l'épaisseur de la couche diélectrique (11, 22,\n<CLM>\1\tcomprise entre la couche semiconductrice monocristalline transférée (13) et la couche (20) du matériau semi-conducteur 25 contraint 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 11, dans lequel l'étape (a) comprend une implantation d'espèces ioniques dans le substrat donneur (1) de sorte à former une zone de fragilisation (12) délimitant la couche semi-conductrice 30 monocristalline (13), et l'étape (d) comprend le détachement du substrat donneur (1) le long de ladite zone de fragilisation (12).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel l'étape (d) comprend un amincissement du substrat donneur (1) par la face opposée à l'interface (I) 35 de collage jusqu'à la couche semi-conductrice monocristalline transférée (13). 3051595 13\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 13, comprenant en outre, avant l'étape (e), une étape d'amincissement et/ou de lissage de la couche semi-conductrice monocristalline transférée (13). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 14, 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 semiconducteur contraint (20). 10\n<CLM>\1\tSubstrat de type semi-conducteur contraint sur isolant, comprenant une couche semi-conductrice monocristalline contrainte (13), une couche électriquement isolante (11), et une couche (20) relaxée d'un matériau semi-conducteur différent de celui de la couche semi-conductrice contrainte (13), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche au moins partiellement relaxée (23) du même matériau que la couche semi- 15 conductrice contrainte (13) entre la couche électriquement isolante (11) et la couche (20) relaxée du matériau semi-conducteur différent de celui de la couche semi-conductrice contrainte (13).\n<CLM>\1\tSubstrat selon la revendication 16, dans lequel l'épaisseur de la couche (11) 20 électriquement isolante est inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 25 nm, et l'épaisseur de la couche (23) au moins partiellement relaxée du même matériau que la couche semi-conductrice contrainte est comprise entre 1 et 20 nm.