Brevet FR3073665A1 (20190517)

REVENDICATIONS1.- Procédé de préparation d'un matériau semi-conducteur comprenant au moins une couche semi-conductrice entièrement monocristalline, ledit procédé comprenant les étapes : (i) la préparation de la surface d'un premier substrat pour recevoir une couche de silicium monocristallin ; (ii) le dépôt par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou PECVD, pour Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition en anglais) d'une couche de silicium monocristalline par croissance épitaxiale avec un gradient de vitesse de croissance sur le premier substrat préparé à l'étape (i) ; et (iii) la croissance épitaxiale d'une couche monocristalline d'un matériau semiconducteur sur la couche de silicium monocristalline obtenue à l'étape (ii), et ainsi l'obtention d'un matériau comprenant au moins une couche semi-conductrice entièrement monocristalline. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé comprend, après la croissance épitaxiale à l'étape (iii), (iv) le détachement au moins de la couche de matériau semi-conducteur formée par croissance épitaxiale à l'étape (iii) pour sa séparation physique du premier substrat et (v) le transfert au moins de la couche de matériau semi-conducteur formée par croissance épitaxiale sur un deuxième substrat. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la préparation (i) de la surface d'un premier substrat comprend l'élimination des oxydes présents à la surface du premier substrat destiné à recevoir la couche de silicium. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dépôt (ii) par PECVD est mis en oeuvre pour la formation d'un plasma formant des radicaux SiH3 puis d'un plasma formant des agrégats de silicium (« siricon clusters »). 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la température de dépôt (ii) par PECVD et de croissance épitaxiale (iii) est inférieure à 400 °C. 5 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la croissance épitaxiale (iii) est mise en oeuvre avec un ou plusieurs éléments choisis parmi : Si, Ge, SiGe. 5 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la croissance épitaxiale (iii) est mise en oeuvre avec une technique choisie parmi PECVD, CVD, MBE, ou l'une quelconque de leurs combinaisons. 8.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la technique de dépôt 10 (v) sur le second substrat est choisie parmi une technique comprenant : un collage ionique (ou « anodic bonding » en anglais), ou l'utilisation de silicone, d'un ruban de polyimide ou d'une colle à haute température (par exemple du Ormostamp®), ou l'une quelconque de leurs combinaisons. 15 9.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détachement (iv) de la couche de matériaux semi-conducteur est réalisé par traitement mécanique ou thermique, ou l'une quelconque de leurs combinaisons. 10.- Matériau semi-conducteur multicouches entièrement monocristallin 20 susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit matériau comprenant un premier substrat sur lequel est déposée une couche de silicium monocristallin, ledit matériau entièrement monocristallin présentant une interface substrat/couche de silicium ayant un pic une concentration d'atome d'hydrogène supérieur à 1x1021 atornes/cm3 et de préférence supérieur à 2x1021 atornes/cm3. 25 11.- Matériau semi-conducteur multicouches entièrement monocristallin susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit matériau comprenant un premier substrat sur lequel est déposée une couche de silicium monocristallin, ledit matériau entièrement monocristallin présentant une interface 30 substrat/couche de silicium présentant par ellipsométrie spectroscopique des oscillations supérieures à 0,2 e, de préférence supérieures à 0.5 c, dans la gamme d'énergie de photon de 1,5 à 3 eV, et de préférence dans la gamme d'énergie de photon de 1,5 à 2.5 eV. 16 12- Matériau semi-conducteur multicouches entièrement cristallin selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la couche de silicium présente sur la face opposée au premier substrat une couche d'un matériau semi-conducteur monocristallin. 5 13.- Matériau semi-conducteur caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit matériau semi-conducteur comprenant au moins une couche semi-conductrice entièrement monocristalline. 10\n<CLM>\1\tMatériau semi-conducteur multicouches susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit matériau comprenant un substrat sur lequel est déposée une couche monocristalline de matériau semi-conducteur d'une épaisseur de 1 nanomètre (nm) à 10 micromètres (pm), et une ou plusieurs 15 couches d'un ou plusieurs autres matériaux. 15.- Matériau semi-conducteur multicouches selon la revendication 14, caractérisé en ce que le substrat est choisi parmi : verre, un métal ou alliage de métal, un polymère, y compris choisi parmi les co-polymères, un matériau flexible, un élastomère, et un 20 élastomère thermoplastique.