INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
is a flow diagram illustrating at least some steps of a method of forming a semiconductor structure according to an embodiment. The method comprises providing a SOI wafer (step S1) comprising bulk silicon (handling wafer), a BOX layer and an epitaxial silicon layer (active layer), defining a trench region in the SOI wafer (step S2), performing a “local oxidation of silicon” process to form an oxide layer in the trench region (step S3), and forming a trench in the trench region down to the bulk silicon (handling wafer) of the SOI substrate (S4). The step of forming the trench (S4) may comprise a dry etch followed by a wet etch using a nitride hard mask. The step of forming the trench may further comprise performing a second “local oxidation of silicon” process. Using one or more further “local oxidation of silicon” processes allows the entire thickness of the epitaxial silicon layer to be oxidised down to the BOX layer. After forming the trench, the method comprises silicon epitaxy (step S5) to form a substantially monocrystalline silicon layer in the trench. The monocrystalline silicon layer is formed directly on the bulk silicon at the bottom of the trench. The method then comprises a step of device formation (step S6) to form one or more semiconductor devices in the monocrystalline silicon layer and in the remaining active layer on either side of the trench. For example, a BJT may be formed in the monocrystalline silicon layer. The step of device formation (step S5) typically comprises STI to provide further lateral isolation between devices.
In general, embodiments of the present disclosure provide a method of making a semiconductor structure. The method comprises providing a silicon on insulator (SOI) substrate (sometimes also referred to as a wafer) comprising a first epitaxial layer (e.g. substantially monocrystalline silicon) and a bulk silicon substrate (also referred to as “handling wafer”) separated by a buried oxide layer, and performing a local oxidation of silicon (LOCOS) process in a region of the SOI substrate to at least partially oxidise the first epitaxial silicon layer in the region. The method further comprises locally etching the SOI substrate in the region to create a trench through the buried oxide layer and to the bulk silicon substrate, forming a second epitaxial layer on the bulk silicon substrate in the trench (the region may be referred to as the “bulk region”, as it is where the buried oxide has been removed and replaced with silicon all the way down to the bulk silicon), and forming one or more semiconductor devices in the first and second epitaxial layers. The semiconductor devices may comprise transistors, diodes, well resistors etc. For example, the semiconductor structure may comprise a bipolar junction transistor (BJT) such as a heterojunction bipolar junction transistor (HBT) in the bulk region and 1.2 V or other CMOS devices in an adjacent region separated from the bulk region by STI.
The step of forming one or more semiconductor devices may comprise forming a silicon germanium (SiGe) device, such as a SiGe BJT, in or on the second epitaxial layer. The second epitaxial silicon layer may be formed by selective SiGe epitaxy in the gas environment Germane, Silane and Hydrogen. The step of forming one or more semiconductor devices may further comprise forming one or more CMOS devices in the first epitaxial layer located over the buried oxide layer. For example, a region immediately adjacent to the bulk region may comprise 1.2 V or other CMOS devices and a further region may comprise higher volt CMOS devices.
The method may comprise a second “local oxidation of silicon” process to fully oxidise the first epitaxial silicon layer in the region. If the first “local oxidation of silicon” process only partly oxidises the first epitaxial layer in the region (i.e. the first epitaxial layer is only thinned down), then a further “local oxidation of silicon” process may be used in order to fully oxidise the first epitaxial layer in the region. The first epitaxial layer is still located on either side of the bulk region, within which semiconductor devices may be formed over the BOX layer. Due to the “local oxidation of silicon” process, the first epitaxial layer may be tapered (sloping down) towards the bulk region.
“local oxidation of silicon” is a conventional method that has largely been replaced by shallow trench isolation (STI) for providing lateral isolation of semiconductor devices. To facilitate the or each “local oxidation of silicon” process the method may comprise one or more of the following steps in the following order: - depositing a nitride hard mask layer on the substrate; - depositing an oxide layer on the substrate (e.g. on top of the hard mask); - depositing a photoresist on the substrate (e.g. on top of the deposited oxide), and patterning the photoresist to define the region. The second “local oxidation of silicon” process may use a nitride hard mask layer that was previously deposited and opened in order to perform the first “local oxidation of silicon” process. A “local oxidation of silicon” process can be used to provide a high quality oxide that is thermally grown. Compared to STI oxide, “local oxidation of silicon” oxide has better resistance during chemical etching, which can better and more precisely define a HBT region. For a specific design, the “local oxidation of silicon” process can allow smaller and narrower design rules.
Le substrat source 13 présente par exemple une épaisseur comprise entre 100 µm et 1 mm, par exemple entre 250 µm et 800 µm, par exemple de l’ordre de 350 µm.
Lors du report de la couche à transférer 15 sur le substrat destination 17, la couche à transférer 15 est mise en contact, par sa face supérieure dans l'orientation de la , sur la face supérieure du substrat destination 17.
En pratique, et tout particulièrement dans le cas où le substrat destination 17 et/ou le substrat source 13 présentent des bords biseautés, on observe que le collage de la couche 15 sur le substrat destination 17 est incomplet en périphérie de l’assemblage. En effet, lors du report de la couche 15 sur le substrat 17, alors que la couche 15 et le substrat 17 sont bien contactés au centre de l’assemblage, ils ne le sont pas ou seulement partiellement en bordure de l’assemblage, notamment en raison du biseau périphérique des substrats, et/ou d’éventuels défauts de planéité des substrats.
Cette étape d'activation est réalisée par un procédé de gravure ou abrasion ionique consistant à envoyer sur les surfaces à activer un faisceau d'ions 19 ou d'atomes, par exemple neutres. Le faisceau 19 permet de retirer, par exemple, les éventuels oxydes en surface des surfaces à activer et former des liaisons pendantes qui serviront à former des liaisons covalentes lors de la mise en contact, dans une étape ultérieure, des surfaces activées. Un tel procédé de collage est généralement appelé collage activé en surface ou SAB (de l'anglais "Surface Activated Bonding").
Dans l’exemple de la , lors de l’étape d’activation des surfaces de collage, un anneau de masquage 21 recouvre une partie périphérique de la surface de collage de la couche 15, et un anneau de masquage 23 recouvre une partie périphérique de la surface de collage du substrat destination 17. A titre d'exemple, l'anneau de masquage 21 a un diamètre externe correspondant au diamètre du substrat source 13. L'anneau de masquage 23 a par exemple un diamètre externe correspondant au diamètre du substrat destination 17. A titre d’exemple, en projection verticale, le centre de l’anneau de masquage 21 coïncide avec le centre du substrat source 13, et le centre de l’anneau de masquage 23 coïncide avec le centre du substrat destination 17. La largeur de la bande annulaire périphérique de la couche 15 masquée par l’anneau 21 est par exemple comprise entre 0,2 mm et 5,1 mm, par exemple entre 0,3 mm et 3,1 mm, par exemple de l'ordre de 0,5 mm. La largeur de la bande annulaire périphérique du substrat destination 17 masquée par l’anneau 23 est par exemple comprise entre 0,2 mm et 5,1 mm, par exemple entre 0,3 mm et 3,1 mm, par exemple de l'ordre de 0,5 mm. A titre d’exemple, les anneaux de masquage 21 et 23 sont identiques, aux dispersions de fabrication près.
Les résultats des différents tests sont présentés dans le tableau 1. Beurre de karité brut Précipité A selon l’exemple 1 Extrait de beurre de karité selon l’invention selon l’exemple 1 Indice de saponification (mg KOH/g) 173,18 127,0 7,9 Indice d’acide (mg KOH/g) 6,2 11,0 1,0 Indice d’iode (I 2 /100 g) 62,0 64,0 100,3 Teneur en insaponifiable (%) 9,2 16,4 91,1 Teneur relative en alcool triterpénique (%) 68,4 16,2 1,8 Teneur relative en stérols méthylstérols (%) 9,7 3,9 0,6 Température de ramollissement (degré Celsius) >180 Température de décomposition (degré Celsius) > 400 > 400 >480
Conclusion : L’extrait de beurre de karité selon l’invention possède des propriétés physicochimiques totalement inédites. La teneur en insaponifiable de l’extrait de beurre de karité est très élevée (> 90 %). La fraction en composés insaponifiables est très significativement appauvrie en alcools triterpéniques et en stérols/méthylstérols par rapport à la fraction insaponifiable du beurre de karité.
Exemple 3 : Démonstration du pouvoir gélifiant et épaississant de l’extrait de beurre de karité selon l’invention dans une huile végétale.
L’extrait de beurre de karité selon l’invention tel qu’obtenu à l’exemple 1 est mélangé avec une huile d’amande douce raffinée (INCI : Prunus dulcis (Almond) seed oil - Fournisseur : Pharmac) dans les proportions indiquées dans le tableau 2, pour atteindre un poids final de 200g.
Le mélange est chauffé sous agitation magnétique pendant plusieurs minutes, jusqu'à ce que le mélange atteigne 85°C.
Il est ensuite mixé à l'aide d'un rotor/stator à 3000 tr/min jusqu'à ce que le mélange atteigne 40°C.
Il est ensuite mélangé sous agitation planétaire jusqu'à 25°C.
La mesure est réalisée à l’aide d’un viscosimètre NDJ-1 en utilisant le mobile 4 à 12 rpm pendant 1min
Les résultats sont présentés dans le tableau 2. Les proportions sont indiquées en poids. Viscosité (en mPa.s) Huile d’amande douce raffinée 5% Extrait de beurre de karité selon l’exemple 1+ 95% Huile d’amande douce raffinée 4.500 10% Extrait de beurre de karité selon l’exemple 1 + 90% Huile d’amande douce raffinée 27.000 15% Extrait de beurre de karité selon l’exemple 1 + 85% Huile d’amande douce raffinée 78.000
Conclusions : Lorsqu'il est dispersé à chaud dans de l'huile d'amande douce raffinée, l’extrait de beurre de karité selon l’invention augmente de manière significative la viscosité du mélange. Le gel huileux obtenu est opaque, homogène et sa viscosité augmente avec le pourcentage d’extrait de beurre de karité selon l’invention incorporé dans le mélange.
Ainsi, l’extrait de beurre de karité selon l’invention permet de modifier la rhéologie de la composition, notamment d’augmenter la viscosité et de gélifier une composition huileuse.
Exemple 4 : Démonstration du pouvoir gélifiant et épaississant de l’extrait de beurre de karité selon l’invention une huile estérifiée .
L’extrait de beurre de karité selon l’invention tel qu’obtenu à l’exemple 1 est mélangé avec une huile de triglycéride caprylic/capric (Myritol®318 BASF) dans les proportions indiquées dans le tableau 3, pour atteindre un poids final de 200g.
Comme illustré aux figures 11A, 11B, le cuivre déposé en excès et la couche composite 300’ peuvent être retirés, par exemple par polissage mécano-chimique CMP ou par gravure sèche (etch back). Une surface plane en face supérieure du niveau d’interconnexions 30A est ainsi obtenue.
Comme illustré aux figures 12A, 12B, un nouvel empilement d’une couche diélectrique 330 et d’un masque de gravure 500 est formé sur la face supérieure du niveau d’interconnexions 30A, en prévision de la formation du deuxième niveau de pistes 20A. Un masque résine 600 est formé par lithographie sur cet empilement de façon à définir les pistes du deuxième niveau.
Comme illustré aux figures 13A, 13B, le masque de gravure 500 est gravé au travers du masque résine 600. Les motifs de pistes du masque 600 sont ainsi transférés dans le masque de gravure 500. Le masque résine 600 peut ensuite être retiré, par exemple par stripping.
Comme illustré aux figures 14A, 14B, la couche diélectrique 330 est gravée au travers du masque de gravure 500. Cette gravure peut être effectuée de façon standard, typiquement par gravure sèche. Les motifs de pistes sont ainsi transférés dans la couche diélectrique 330.
Comme illustré aux figures 15A, 15B, un dépôt de cuivre est effectué comme précédemment, de façon à remplir les motifs de pistes.
Comme illustré aux figures 16A, 16B, une planarisation par CMP est ensuite effectuée pour retirer le cuivre en excès, et de façon à obtenir une surface plane en face supérieure du deuxième niveau de piste 20A. Les pistes 20 du deuxième niveau de piste 20A sont ainsi formées.
Un réseau de vias 30 aléatoirement connectés est ainsi obtenu, avec des vias fonctionnels totalement connectés 30 OK et des vias dysfonctionnels 30 KO qui ne sont pas connectés ou qui sont partiellement connectés. La position des différents vias 30 OK , 30 KO et leur nombre varie d’une zone PUF à une autre zone PUF, d’une puce microélectronique à une autre puce microélectronique.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits. Le mode de réalisation décrit ci-dessus s’intègre dans la fabrication de composés semi-conducteur au niveau du back end dit « cuivre ». L’invention s’étend néanmoins à des modes de réalisation utilisant un autre matériau conducteur que le cuivre. Pour cela, l’homme du métier saura sans difficulté effectuer les adaptations nécessaires en termes de choix de matériaux et d’étapes de procédé.
Semiconductor Fabrication Process The present disclosure relates to a semiconductor fabrication process, and in particular a process comprising a silicon on insulator (SOI) substrate.
Background Silicon on insulator (SOI) technology can provide many advantages compared to bulk silicon technology due to the improved device isolation provided by the buried oxide (BOX) layer.
Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology such as field effect transistors (FETs) can be used to form radio frequency (RF) devices such as low noise amplifiers (LNA). Preferably such devices are formed on a silicon on insulator (SOI) substrate for improved isolation. RF-SOI is the dominant technology for RF-front-end applications in RF mobile, where the application frequencies are < 6 GHz.
However, for high frequency (e.g. > 6 GHz) applications, a bipolar junction transistor (BJT) such as an NPN transistor may be preferable to the equivalent NFET. For example, a SiGe hetero bipolar transistor (HBT) outperforms Si N-MOS transistors with respect to the maximum transit frequency (Ft) and the minimum noise figure (NFmin). A BJT may be implemented together with CMOS technology on bulk Si, which is referred to as BiCMOS.
The BiCMOS technology has had modest success in niche applications and is still developing.
Summary In accordance with a first aspect of the invention, there is provided a method of making a semiconductor structure, the method comprising: - providing a silicon on insulator (SOI) substrate comprising a first epitaxial layer and a bulk silicon substrate separated by a buried oxide layer; - performing a local oxidation of silicon (LOCOS) process in a region of said SOI substrate to at least partially oxidise said first epitaxial silicon layer in said region; - locally etching the SOI substrate in said region to create a trench through said buried oxide layer and to said bulk silicon substrate; - forming a second epitaxial layer on said bulk silicon substrate in said trench; and - forming one or more semiconductor devices in said first and second epitaxial layers.
L’alimentation en premier matériau composant à la première entrée d’injection 14 est, par exemple, contrôlée par une première vanne d’injection 26.
Alternativement, la première entrée d’injection 14 est alimentée en continu sans interruption possible par une vanne.
La deuxième entrée d’injection 16 est adaptée pour injecter le deuxième matériau composant dans le premier matériau composant circulant dans la ligne d’écoulement 12 au niveau de la deuxième entrée d’injection 16, par exemple au niveau d’un bloc d’injection 28.
La deuxième entrée d’injection 16 est alimentée par une alimentation 30 en deuxième matériau composant.
Le deuxième matériau composant est, par exemple, un catalyseur ou un durcisseur.
L’alimentation en deuxième matériau composant à la deuxième entrée d’injection 16 est, par exemple, contrôlée par une deuxième vanne d’injection 32.
Alternativement, la deuxième entrée d’injection 16 est alimentée en continu, sans interruption par une vanne.
L’installation est adaptée pour doser le premier matériau composant injecté et le deuxième matériau composant injecté en fonction d’un premier ratio souhaité de premier matériau composant sur deuxième matériau composant.
Le premier matériau composant et le deuxième matériau composant sont alors en contact dans la première portion 20 de la ligne d’écoulement.
Dans un mode de réalisation, la ligne d’écoulement 12 présente un mélangeur, qui peut comprendre un mélangeur statique et/ou un mélangeur dynamique, agencé dans la première portion 20 de la ligne d’écoulement 12.
Le mélangeur est adapté pour améliorer le mélange du premier matériau composant et du deuxième matériau composant.
Le mélange du premier matériau composant et du deuxième matériau composant, dit premier mélange, entraîne le démarrage d’une réaction entre le premier matériau composant et le deuxième matériau composant, dans la première portion 20 de la ligne d’écoulement 12.
La réaction comprend, par exemple, le durcissement et/ou le séchage du premier mélange.
Ce premier mélange a une première durée de vie.
On entend par durée de vie, la durée pendant laquelle on considère que ce premier mélange est utilisable.
La première durée de vie dépend notamment de la nature du premier matériau composant et du deuxième matériau composant, et également par exemple du ratio de la quantité de premier matériau composant sur celle du deuxième matériau composant.
On considère que le nettoyage a un effet satisfaisant pour un delta E supérieur ou égal à 15, et un pourcentage de démaquillage supérieur à 65%.
Tensioactif (%) Intensité I (W/cm²) T on Rapport cyclique T on / T off Durée (s) Isata ( W/cm² ) % démaquillage Delta E 0,5 6.8 0,05 58,33 3 3,96 66,6 16,15 0,5 7.2 0,02 66,66 4 4,78 81,9 18,54 0,5 6.2 0,08 66,66 4 4,13 86,1 16,97 0,8 6.8 0,04 56 3 3,66 86,3 18 1 6.8 0,05 50 3 3,40 72,5 15,07 1 6.8 0,05 58,33 3 3,96 74,9 16,27 1 6.8 0,05 58,33 2 3,96 77,8 15,92 1 6.8 0,05 58,33 3 3,96 78,7 18,15 1 6.8 0,05 58,33 3 3,96 79,3 17,29 1 6.8 0,05 62 3 4,21 81 17,51 1 6.8 0,05 58,33 3 3,96 84,5 16,72 1 7.0 0,05 58,33 3 4,18 88,4 17,8 1 6.8 0,05 58,33 4 3,96 90,4 19,98 1 6.8 0,02 58,33 3 3,96 91,5 18,09 1,2 6.8 0,04 56 3 3,80 75,6 16,21 1,5 6.2 0,08 50 4 3,10 79,8 19,36 1,5 6.2 0,02 66,66 4 4,13 89,7 18,46
Pour les combinaisons de paramètres résumées dans le tableau ci-dessus, on constate un fort enlèvement du fond de teint dans les régions où la sonotrode passe en étant active.
On constate par ailleurs une grande difficulté à enlever le maquillage simplement en passant dessus une éponge ou une brosse, ce qui met en évidence l’effet de nettoyage obtenu dans l’invention.
Surfaces de réponse On peut étendre les valeurs de paramètres obtenues expérimentalement ci-dessus, et démontrant une bonne efficacité de démaquillage, à des plages de paramètres grâce à un plan d’optimisation prenant en compte les différentes interactions entre l’ensemble des paramètres.
On obtient ainsi des surfaces de réponse, comme illustré aux figures 40 à 45, illustrant des plages de valeurs des différents paramètres pour lesquelles on retrouve une efficacité de démaquillage satisfaisante.
L’efficacité de démaquillage est considérée comme satisfaisante selon les mêmes critères qu’énoncés plus haut, soit pour un delta E supérieur ou égal à 15, et un pourcentage de démaquillage supérieur à 65%.
Dans le plan d’optimisation, trois paramètres sont fixés, à savoir :
la concentration totale en tensioactif(s) (%) dans la composition, l’intensité acoustique de crête I (en W/cm²), et la durée pendant laquelle surface à nettoyer est soumise aux ondes acoustiques.
Des plages de valeurs optimales sont déterminées pour les deux autres paramètres, à savoir, la durée d’impulsion et le rapport cyclique T on /T off .
Les plages de valeurs optimales sont définies comme celles répondant aux critères de démaquillage précités. Sur les courbes de réponse illustrées, cela correspondant aux zones se situant au-delà de l’isobare 0.
Ces plages de valeurs sont résumées dans le tableau ci-dessous, en référence à chacune des figures illustrant la surface de réponse correspondante.
Pour certaines valeurs de paramètres, comme par exemple représenté sur la surface de réponse de la , la surface de réponse montre qu’il n’y a pas de valeur de durée d’impulsion et de rapport cyclique Ton/Toff remplissant les critères d’efficacité de démaquillage précités.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition sous forme liquide pour préserver un récipient vinaire selon l’invention comprend : - 4,5% en en poids de tanins de chêne, - 7,5% en poids de tanins de pépins de raisins, - 4,0 % en poids de tanins de noix de galle, - 3,5% en poids d’extrait de Tara, - 0,5% en poids d’extrait de Quebracho, - 80,0% en poids d’eau, avantageusement d’eau osmosée, chaque pourcentage étant exprimé en poids par rapport au poids total de la composition sous forme liquide.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition sous forme liquide pour préserver un récipient vinaire selon l’invention est constituée essentiellement de : - 4,5% en en poids de tanins de chêne, - 7,5% en poids de tanins de pépins de raisins, - 4,0 % en poids de tanins de noix de galle, - 3,5% en poids d’extrait de Tara, - 0,5% en poids d’extrait de Quebracho, - 80,0% en poids d’eau, avantageusement d’eau osmosée, chaque pourcentage étant exprimé en poids par rapport au poids total de la composition.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition sous forme liquide pour préserver un récipient vinaire selon l’invention contient : - 4,5% en en poids de tanins de chêne, - 7,5% en poids de tanins de pépins de raisins, - 4,0 % en poids de tanins de noix de galle, - 3,5% en poids d’extrait de Tara, - 0,5% en poids d’extrait de Quebracho, - 80,0% en poids d’eau, avantageusement d’eau osmosée, chaque pourcentage étant exprimé en poids par rapport au poids total de la composition.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition selon l’invention peut comprendre en outre un ou plusieurs ingrédients choisis parmi : des tanins de rafle de raisin, des tanins de feuillu, un distillat, de la bière, du cidre, de l’hydromel, une liqueur, un vin ou un mélange de ceux-ci.
Au sens de la présente invention, on entend par « vin », les vins mutés tels que le porto, les vins doux naturels, les boissons aromatisées telles que le pastis, les sirops, les vins oxydatifs tels que le jerez, le vin jaune et/ou les vins tranquilles.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le récipient vinaire est un récipient utilisé pour la vinification et/ou l’élevage du vin. Avantageusement, le récipient vinaire est choisi parmi un fût en bois, un fût en composite, un foudre, une cuve, une amphore ou une cuve en béton. Avantageusement, le récipient vinaire peut être un récipient vinaire neuf ou ayant déjà contenu un vin. Selon la présente invention, le récipient vinaire n’est pas une cuve en inox.
Au sens de la présente invention, on entend par « fût en bois », un tonneau en bois, une barrique en bois ou un fût en bois. Avantageusement, le bois utilisé peut être du chêne, du châtaignier, de l’acacia ou du merisier.