Brevet FR3044464A1 (20170602)
REVENDICATIONS1. Procédé permettant d'obtenir au moins une couche semi-polaire (480) de nitrure (N) obtenue à partir d'au moins l'un parmi le gallium (Ga), l'indium (In) et l'aluminium (AI) sur une surface supérieure d'une couche cristalline (410) à base de silicium ou à base de germanium, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes: - graver à partir de la surface supérieure de la couche cristalline, une pluralité de rainures parallèles (460) qui s'étendent principalement dans une première direction, chaque rainure (460) comprenant au moins deux facettes inclinées opposées (330, 331), au moins l'une (330) desdites deux facettes opposées (330,\n<CLM>\1\tprésentant une orientation cristalline {111} ; - former un masque (490) au-dessus de la surface supérieure de la couche cristalline (410) de telle sorte que les facettes (331) opposées auxdites facettes (330) présentant une orientation cristalline {111} soient masquées et que lesdites facettes (330) présentant une orientation cristalline {111} ne soient pas masquées ; - croissance épitaxiale de ladite couche semi-polaire (480) de nitrure à partir desdites facettes (330) non masquées; caractérisé en ce que ladite gravure est effectuée à partir d'un empilement comprenant la couche cristalline (410) et au moins une couche d'arrêt (420) surmontée par la couche cristalline (410) et en ce que ladite gravure grave ladite couche cristalline (410) de manière sélective par rapport à ladite couche d'arrêt (420) de manière à ce que ladite gravure s'arrête au contact de ladite couche d'arrêt (420).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel l'épaisseur de la couche cristalline (410) est telle que lors de l'étape de gravure les deux facettes inclinées opposées (330,\n<CLM>\1\td'une même rainure (460) parviennent à la couche d'arrêt (420) sans se rejoindre. 3044464 27\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite première direction, selon lesquelles les rainures (460) s'étendent, correspond à une direction commune au plan de ladite surface supérieure et au plan . 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite étape de croissance épitaxiale comprend : - une première croissance épitaxiale d'un matériau à base de nitrure d'aluminium (AIN) à partir desdites facettes (330) non masquées 10 qui présentent une orientation cristalline {111} ; - puis au moins une seconde croissance épitaxiale d'un matériau à base de nitrure de gallium (GaN) (480) à partir dudit matériau à base de nitrure d'aluminium (AIN). 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche d'arrêt (420) est configurée pour permettre une croissance épitaxiale à partir de la couche cristalline (410) sans croissance épitaxiale à partir de la couche d'arrêt (420). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche cristalline (410) est au contact direct de la couche d'arrêt (420).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 25 lequel l'empilement comprend une couche support (402) surmontée par la couche d'arrêt (420).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel la couche d'arrêt (420) est au contact direct de la couche support (402). 30 3044464 28\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la couche d'arrêt (420) est obtenue par oxydation d'une surface au moins de la couche support (402). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche d'arrêt (420) est une couche prise parmi : une couche d'oxyde, une couche de SiC, une couche de A1203.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 10 lequel la couche cristalline (410) présente une épaisseur comprise entre 2 nm (10-9 mètres) et 10 pm (10-6 mètres) et de préférence entre 5nm et 500 nm et de préférence entre 10 nm et 50nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 15 lequel la couche cristalline (410) est une couche préalablement obtenue sur un substrat donneur puis reporté sur la couche d'arrêt (420).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport molaire V/III dudit matériau comprenant du nitrure (N) et 20 au moins l'un parmi le gallium (Ga), l'Indium (In) et l'aluminium (AI) est compris entre 100 et 2000.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel le rapport molaire V/III dudit matériau comprenant du nitrure (N) et au moins l'un 25 parmi le gallium (Ga), l'Indium (In) et l'aluminium (AI) est compris entre 300 et 500 et de préférence entre 380 et\n<CLM>\1\t15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de formation d'un masque (490) comprend un dépôt 30 angulaire d'un matériau de masquage, exécuté de telle sorte que toute la couche cristalline (410) soit recouverte à l'exception desdites facettes (330) qui présentent une orientation cristalline {111}. 3044464 29\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel le matériau de masquage comprend au moins l'un parmi les matériaux suivants: l'oxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (SiN), le nitrure de titane (TiN), 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nitrure est du nitrure de gallium (GaN).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel 10 le nitrure est à base de nitrure de gallium (GaN) et comprend en outre de l'aluminium (AI) et/ou de l'indium (In).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 , dans lequel le nitrure est l'un quelconque parmi : le nitrure de gallium (GaN), le 15 nitrure d'indium (InN), le nitrure d'aluminium (AIN), le nitrure d'aluminium gallium (AIGaN), le nitrure d'indium gallium (InGaN), le nitrure d'aluminium gallium indium (AIGaInN), le nitrure d'aluminium indium (AIInN), le nitrure d'aluminium indium Gallium (AlInGaN). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité de rainures parallèles (460) présente un pas pl qui est compris entre 50 nm et 20 pm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 25 lequel les rainures (460) parallèles de la pluralité de rainures parallèles (460) s'étendent principalement dans une première direction, le procédé comprend également les étapes suivantes exécutées après l'étape d'obtention de la pluralité de rainures parallèles (460) et avant l'étape de croissance épitaxiale de la couche cristalline (480): 30 - graver une pluralité de tranchées parallèles qui s'étendent dans une seconde direction ayant subi une rotation par rapport à ladite première direction, en interrompant ainsi les rainures continues (460) de manière à 3044464 30 former une matrice (335) de facettes individuelles (330') présentant chacune une orientation cristalline {111} ; les tranchées et les rainures (460) présentant chacune un fond, le fond des tranchées se trouvant à la même profondeur ou en dessous du fond (421) des rainures (460); 5 et dans lequel, pendant ladite étape de croissance épitaxiale, ledit matériau (480) croît uniquement à partir desdites facettes individuelles (330') qui présentent une orientation cristalline {111} et qui forment ladite matrice (335).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdites 10 première et seconde directions définissent un angle (470) qui est supérieur à 40° et qui est de préférence compris entre 50° et 90°.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la pluralité de rainures parallèles (460) présente un pas pl et 15 dans lequel la pluralité de tranchées parallèles présentent un pas p2 qui est supérieur à pl* 0.8 et de préférence supérieur à pl* 0.9. 2.5 2.5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel la pluralité de rainures parallèles (460) présente un pas pl et 20 dans lequel la pluralité de tranchées parallèles présente un pas p2 qui est inférieur à 1,1*pl et de préférence inférieur à p1.\n<CLM>\1\tDispositif microélectronique comprenant une couche cristalline (410) et une couche semi-polaire (480) d'au moins une couche de nitrure d'au 25 moins l'un parmi le gallium (Ga), l'Indium (In) et l'aluminium (AI) sur une surface supérieure dudit substrat cristallin (410), la couche cristalline (410) comprenant une pluralité de rainures parallèles (460), chaque rainure (460) comprenant au moins deux facettes inclinées opposées (330,\n<CLM>\1\tformant chacune une bande continue, au moins 30 l'une desdites deux facettes opposées (330) présentant une orientation cristalline {111} ; 3044464 31 ladite couche de nitrure étant en contact direct avec les facettes (330) présentant une orientation cristalline {111} ; caractérisé en ce que la couche cristalline (410) surmonte une couche d'arrêt (420) et en ce que chaque rainure (460) s'étend depuis une face 5 supérieure de la couche d'arrêt (420) et traverse toute la couche cristalline (410).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, dans lequel les rainures (460) présentent un fond (421) plat formé par la face supérieure de la 10 couche d'arrêt (420).\n<CLM>\1\tDiodes électroluminescentes (LED) comprenant un dispositif microélectronique selon l'une quelconque des deux revendications précédentes. 15