Procédé de fabrication d’une structure multicouche (100) par collage direct entre un premier substrat (1) et un second substrat (2), le procédé comprenant les étapes de : fourniture d’un premier substrat (1) et d’un second substrat (2) comprenant respectivement une première surface de collage (3) et une seconde surface de collage (4), mise en contact de la première surface de collage (3) et de la seconde surface de collage (4) de sorte à créer une interface de collage direct (6) entre le premier substrat (1) et le second substrat (2), disposition d’au moins l’interface de collage direct (6) dans une solution aqueuse cationique (8) comprenant de l’eau déionisée et des espèces cationiques issues d’au moins un élément de la première et/ou de la deuxième colonne du tableau périodique des éléments, et application d’un traitement thermique à une température comprise entre 20°C et 350°C de sorte à obtenir la structure multicouche (100). Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape c) de disposition de l’interface de collage direct (6) dans la solution aqueuse cationique (8) est réalisée pendant une durée d’environ 5 min à 45 jours. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première surface de collage (3) et/ou la seconde surface de collage (4) est formée au moins en partie par un film hydrophile (5) en un matériau choisi parmi un oxyde natif, un oxyde de silicium thermique ou déposé, un nitrure de silicium, un oxyde de cuivre et une combinaison de ces matériaux. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la première surface de collage (3) et la seconde surface de collage (4) sont totalement planes. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la première surface de collage (3) et/ou de la seconde surface de collage (4) sont nettoyées par un traitement à l’eau ozonée et/ou un traitement SC1 et/ou un traitement SC2 avant l’étape b). Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la solution aqueuse cationique (8) comprend des espèces cationiques choisies parmi le Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , K + , Ba 2+ et un mélange de ces espèces cationiques. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la solution aqueuse cationique (8) est formée, par dissolution dans l’eau déionisée, d’un sel choisi parmi le NaCl, MgCl 2 , CaCl 2 , KCl, BaCl 2 , NaF, KCl, KF et un mélange de ces composés. Procédé de fabrication selon la revendication 1 à 7, dans lequel la solution aqueuse cationique (8) présente une concentration massique des espèces cationiques comprise entre 10 -8 g/ml et 0.5 g/ml, notamment entre 10 -8 g/ml et 10 -2 g/ml et en particulier entre 10 -8 g/ml et 10 -4 g/ml. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le premier substrat (1) et le second substrat (2) sont chacun formés par un matériau choisi parmi des matériaux semi-conducteurs, tel que le Si, les oxydes de silicium, les nitrures de silicium, le SiOC ; l'alumine, le diamant et une combinaison de ces matériaux. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel : le premier substrat (1) et le second substrat (2) fournis à l’étape a) comprennent chacun un substrat de silicium présentant un diamètre compris entre 100 mm et 250 mm, en particulier 200 mm, et la première surface de collage (3) et la seconde surface de collage (4) sont chacune formées par un film (5) d’oxyde de silicium, l’étape c) comprend la disposition de l’interface de collage direct (6), obtenue à l’étape b), dans la solution aqueuse cationique (8) sur une durée comprise entre 15 et 20 jours pour des premier et second substrats de 200 mm, la solution aqueuse cationique (8) étant une solution formée par dissolution de NaCl dans l’eau déionisée de sorte à atteindre une concentration massique comprise entre 10 -8 g/ml et 0.001 g/ml et par exemple une concentration massique d’environ 10 -4 g/ml, et l’étape d) comprend l’application d’un traitement thermique à environ 300°C, de sorte à obtenir un collage direct entre le premier substrat (1) et le second substrat (2) présentant une énergie de collage supérieure à 5J/m 2 .