mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Système sur puce selon la revendication 20, dans lequel le moyen d'ajustement est configuré pour ajuster par palier ledit au moins un point de fonctionnement dudit au moins un circuit intégré à 25 au moins un autre point de fonctionnement dédié audit au moins un circuit intégré, moins contraignant que ledit au moins un point de fonctionnement.
The system on a chip according to claim 20, wherein the adjustment circuit is configured to change by stages said at least one operating point of said at least one integrated circuit to at least one other operating point dedicated to said at least one integrated circuit, said at least one other operating point being less constraining than said at least one operating point.
Système sur puce selon l'une quelconque des revendications 14 à 21, dans lequel le moyen d'évaluation et le moyen d'ajustement 30 sont configurés pour établir l'état de vieillissement instantané et ajuster ledit point de fonctionnement lors de chaque démarrage (RES) du système sur puce (SOC).
The system on a chip according to claim 14, wherein the evaluation circuit and the adjustment circuit are configured to establish the instantaneous state of aging and to change said operating point on each restart of the system on a chip.
Système sur puce selon la revendication 23, dans le moyen 15 d'évaluation (62, 620) et le moyen d'ajustement sont configurés pour calculer ladite au moins une marge d'utilisation (69) et ajuster ledit au moins un point de fonctionnement périodiquement, en temps réel.
The system on a chip according to claim 23, wherein the evaluation circuit and the adjustment circuit are configured to calculate said at least one operating margin and to change said at least one operating point periodically in real time.
Système sur puce selon l'une quelconque des revendications 14 à 24, dans lequel le moyen de suivi (62) est configuré pour réaliser 20 ladite collecte en continu au cours du fonctionnement du système sur puce (SOC).
The system on a chip according to claim 14, wherein the monitoring circuit is configured to acquire the cumulative duration of activity continuously during the operation of the system on a chip.
Système sur puce selon l'une quelconque des revendications 14 à 25, dans lequel le moyen de suivi (62) comporte en outre des circuits de rupture associés à au moins un circuit intégré, comprenant 25 des répliques de chemin critique et/ou des capteurs in-situ, configurés pour, en cas de dysfonctionnement matériel, communiquer un signal d'alerte au moyen d'ajustement, et dans lequel le moyen d'ajustement est configuré pour ajuster le point de fonctionnement dudit au moins un circuit intégré à un point de fonctionnement de sureté lorsqu'un 30 signal d'alerte lui est communiqué.
The system on a chip according to claim 14, wherein the monitoring circuit further comprises break circuits associated with said at least one integrated circuit, the break circuits comprising one of critical path replicas and in-situ sensors configured to send a warning signal to the adjustment circuit in case of hardware malfunction, and wherein the adjustment circuit is configured to change the operating point of said at least one integrated circuit to a secure operating point in response to said warning signal.
Appareil électronique (700, 800) comportant un système sur puce (SOC) selon l'une quelconque des revendications 14 à 26.
The system on a chip according to claim 14, wherein said system is a component of an apparatus comprising one of a compute or a mobile telephone.
1 PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN SUBSTRAT SEMI-CONDUCTEUR À HAUTE RÉSISTIVITÉ La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un substrat semiconducteur à haute résistivité par transfert de couche et concerne en particulier l'amélioration des substrats du type silicium sur isolant à haute résistivité et à forte concentration en oxygène interstitiel.
The present invention relates to a process for the manufacture of a high resistivity semiconductor substrate by layer transfer and relates in particular to the improvement in the substrates of the silicon-on-insulator type having a high resistivity and having a high concentration of interstitial oxygen.
Il est généralement admis que l'utilisation de substrats semi-conducteurs à haute résistivité (soit « HR ») du type silicium sur isolant (soit « SOI », de l'anglais « Silicon-OnInsulator ») à forte concentration en oxygène interstitiel (soit « High [0i] » ou encore « HiOi ») nécessite l'emploi de traitements thermiques visant à stabiliser l'oxygène présent dans le silicium (nucléation, précipitation) afin de rendre le substrat hautement résistif.
It is generally accepted that the use of high resistivity (or "HR") semiconductor substrates of the silicon-on-insulator (or "SOI") type having a high concentration of interstitial oxygen (or "High [Oi]" or else "HiOi") requires the use of heat treatments targeted at stabilizing the oxygen present in the silicon (nucleation, precipitation) in order to render the substrate highly resistive.
Dans ce contexte, par « haute résistivité » il est entendu environ 750 Q.m ou plus, et par « forte concentration en oxygène interstitiel » il est entendu environ 25 ppma ou plus, soit environ 12,5 x 1017 atomes-cm-3 ou plus.
In this context, "high resistivity" is understood to mean approximately 750 Ω·m or more and "high concentration of interstitial oxygen" is understood to mean approximately 25 ppma or more, i.e. approximately 12.5 × 1017atoms·cm-3or more.
L'étape de stabilisation susmentionnée est traditionnellement réalisée lors de l'étape d'oxydation sacrificielle du SOI suivant un transfert de couche réalisé par exemple par la technique SmartCut® connue.
The abovementioned stabilization stage is conventionally carried out during the stage of sacrificial oxidation of the SOI following a layer transfer carried out, for example, by the known SmartCut® technique.
De manière conventionnelle, l'étape de stabilisation est plus particulièrement réalisée après un recuit de lissage postérieur au transfert de couche, qui est généralement un recuit rapide, soit RTA (de l'anglais « Rapid Thermal Anneal »).
Conventionally, the stabilization stage is more particularly carried out after a smoothing annealing subsequent to the layer transfer, which is generally a rapid annealing, i.e. RTA ("Rapid Thermal Anneal").
La demande de brevet publiée FR 2 858 462 Al divulgue une telle étape de stabilisation postérieure à une étape de recuit rapide après le transfert de couche.
The published patent application FR 2 858 462 A1 discloses such a stabilization stage subsequent to a stage of rapid annealing after the layer transfer.
En réalisant la caractérisation électrique de ces matériaux (pseudo MOS), des densités d'état d'interface anormalement élevées, atteignant typiquement des valeurs d'au moins 20 x 1011 cm-2-eV-1, conduisant à une mauvaise mobilité des porteurs dans le SOI, typiquement d'environ 400 cm2-V-1-s-1 ou moins pour les électrons, ont été mises en évidence.
On carrying out the electrical characterization of these materials (pseudo-MOS material), abnormally high interface state densities, typically reaching values of at least 20 × 1011cm-2·eV-1, resulting in a poor mobility of the carriers in the SOI, typically of approximately 400 cm2·V-1·s-1or less for the electrons, were demonstrated.
Des analyses complémentaires (caractérisation C(V) d'une capacité MOS) après enlèvement du film de SOI et contact aluminium sur oxyde enterré ont révélé des valeurs de charge fixe dans l'oxyde enterré d'au moins 5 x 1010 cm-2, et des densités d'état d'interface de crête d'au moins 2 x 1011 cm-2-eV-1, montrant ainsi que l'origine de cette mauvaise qualité d'interface provenait de l'interface sous l'oxyde enterré.
Additional analyses (C(V) characterization of an MOS capacitor) after removal of the SOI film and aluminium on buried oxide contact have revealed fixed charge values in the buried oxide of at least 5 × 1010cm-2and crest interface state densities of at least 2 × 1011cm-2·eV-1, thus showing that the source of this poor interface quality originated from the interface under the buried oxide.
3051968 2 Une hypothèse émise est que le recuit de lissage (type RTA) entraîne la modification de la répartition de l'oxygène non stabilisé dans le substrat, engendrant ainsi une augmentation de la quantité de pièges sous l'oxyde enterré.
One hypothesis put forward is that the smoothing annealing (RTA type) results in the modification of the distribution of the unstabilized oxygen in the substrate, thus bringing about an increase in the amount of traps under the buried oxide.
Une solution pour palier à ce problème réside dans l'utilisation de substrats HR à 5 très faible concentration d'oxygène interstitiel (soit « Low [0i] »), à savoir en dessous d'environ 12 ppma, soit en dessous d'environ 6 x 1017 atomes.cm-3, qui ne nécessitent pas de recuit de stabilisation de l'oxygène dans le silicium (nucléation, précipitation).
One solution for overcoming this problem lies in the use of HR substrates having a very low concentration of interstitial oxygen (i.e., "Low [Oi]"), namely below approximately 12 ppma, i.e. below approximately 6 × 1017atoms·cm-3, which do not require stabilization annealing of the oxygen in the silicon (nucleation, precipitation).
En effet, ce type de substrat est naturellement hautement résistif sans avoir à réaliser de traitement particulier.
This is because this type of substrate is naturally highly resistive without having to carry out a specific treatment.
10 Cependant, l'inconvénient des substrats HR Low [0i] est la très forte sensibilité à la propagation des dislocations lors de traitements thermiques.
However, the disadvantage of the Low [Oi] HR substrates is the very high sensitivity to the propagation of dislocations during heat treatments.
De ce fait, il est très difficile d'obtenir des SOI sans défaut de type plan de glissement en utilisant de tels substrats.
For this reason, it is very difficult to obtain defect-free SOIs of sliding plane type using such substrates.
Par conséquent, une amélioration de la qualité des substrats HR High [0i] reste 15 désirable.
Consequently, an improvement in the quality of the High [Oi] HR substrates remains desirable.
Un objectif de la présente invention est donc de fournir un procédé de fabrication d'un substrat semi-conducteur à haute résistivité permettant, notamment pour un substrat du type silicium sur isolant à forte concentration en oxygène interstitiel, d'obtenir des substrats de qualité améliorée par rapport à l'état de l'art connu.
It is thus an objective of the present invention to provide a process for the manufacture of a high resistivity semiconductor substrate which makes it possible, in particular for a substrate of the silicon-on-insulator type having a high concentration of interstitial oxygen, to obtain substrates of improved quality with respect to the known state of the art.
L'objectif susmentionné est atteint par un procédé de fabrication d'un substrat 20 semi-conducteur à haute résistivité, comprenant les étapes suivantes : prévoir un premier substrat avec une couche fragilisée en profondeur ; prévoir un deuxième substrat avec une couche d'un oxyde en surface ; attacher le premier substrat au deuxième substrat de manière à former un substrat composé comprenant une couche d'oxyde enterrée ; et cliver le substrat composé au niveau de la couche fragilisée.
The abovementioned objective is achieved by a process for the manufacture of a high resistivity semiconductor substrate comprising the following stages: providing a first substrate with an in-depth weakened layer; providing a second substrate with a layer of an oxide at the surface; attaching the first substrate to the second substrate so as to form a compound substrate comprising a buried oxide layer; and cleaving the compound substrate at the level of the weakened layer.
Le procédé comprend en 25 outre au moins une étape de stabilisation, en particulier un traitement thermique de stabilisation, du deuxième substrat avec la couche d'oxyde avant l'étape de clivage au niveau de la couche fragilisée.
In addition, the process comprises at least one stage of stabilization, in particular a stabilization heat treatment, of the second substrate with the oxide layer before the stage of cleaving at the level of the weakened layer.
L'art antérieur, tel que représenté en particulier par FR 2 858 462 A1, enseigne la réalisation d'une étape de stabilisation postérieure à une étape de recuit de lissage, qui 30 est une étape intervenant après le clivage du substrat composé au niveau de la couche fragilisée.
The prior art, as represented in particular by FR 2 858 462 A1, teaches the carrying out of a stabilization stage subsequent to a smoothing annealing stage, which is a stage occurring after the cleaving of the compound substrate at the level of the weakened layer.
Cependant, l'art antérieur n'enseigne pas la réalisation d'au moins une étape de stabilisation avant le recuit de lissage, et en particulier avant la séparation de la couche fragilisée.
However, the prior art does not teach the carrying out of at least one stabilization stage before the smoothing annealing and in particular before the separation of the weakened layer.
3051968 3 De manière surprenante, il s'est avéré qu'en réalisant au moins un traitement thermique de stabilisation de l'oxygène interstitiel dans le silicium (nucléation, précipitation, croissance des précipités) avant l'étape de clivage au niveau de la couche fragilisée, c'est-à-dire avant de réaliser le recuit de lissage de type RTA, il est possible 5 d'améliorer les propriétés électriques (notamment d'interface) du substrat résultant, en particulier dans le cas d'une forte concentration en oxygène interstitiel.
Surprisingly, it has turned out that, by carrying out at least one heat treatment for stabilization of the interstitial oxygen in the silicon (nucleation, precipitation, growth of the precipitates) before the stage of cleaving at the level of the weakened layer, that is to say before carrying out the smoothing annealing of RTA type, it is possible to improve the electrical (in particular interfacial) properties of the resulting substrate, especially in the case of a high concentration of interstitial oxygen.
Préférablement, ladite au moins une étape de stabilisation peut donc être une étape de nucléation, précipitation et croissance des précipités, en particulier un traitement thermique comprenant plusieurs paliers de température.
Preferably, the said at least one stabilization stage can thus be a stage of nucleation, precipitation and growth of the precipitates, in particular a heat treatment comprising several stationary temperature phases.
1 0 Autrement dit, la présente invention propose de réaliser les traitements visant à rendre un substrat à forte concentration en oxygène interstitiel hautement résistif (nucléation, précipitation) avant tout traitement de lissage de type RTA, en particulier avant l'étape de clivage, lors de la réalisation d'un substrat de type SOI.
In other words, the present invention proposes to carry out the treatments targeted at rendering a substrate having a high concentration of interstitial oxygen highly resistive (nucleation, precipitation), before any smoothing treatment of RTA type, in particular before the cleaving stage, during the preparation of a substrate of SOI type.
La présente invention permet ainsi d'obtenir des caractéristiques électriques compatibles avec la 15 réalisation de transistors de type CMOS sur de tels substrats.
The present invention thus makes it possible to obtain electrical characteristics compatible with the preparation of transistors of CMOS type on such substrates.
Par conséquent, la solution proposée par la présente invention permet avantageusement d'utiliser des substrats à forte concentration en oxygène interstitiel dans la réalisation de substrat SOI pour des applications de type RF, photonique, imagerie, digitale, etc. sans avoir recours à des substrats à très faible concentration en oxygène 20 interstitiel qui sont très sensibles aux traitements thermiques en termes de déformations et défauts induits.
Consequently, the solution provided by the present invention advantageously makes it possible to use substrates having a high concentration of interstitial oxygen in the preparation of an SOI substrate for applications of RF, photonic, imaging, digital, and the like, type, without having recourse to substrates having a very low concentration of interstitial oxygen which are very sensitive to heat treatments in terms of deformations and defects induced.
Suivant des variantes de modes de réalisation possibles de la présente invention, et de manière non limitative : Dans certains modes de réalisation, la couche fragilisée peut être prévue par 25 implantation ionique dans le premier substrat.
According to possible alternative forms of embodiments of the present invention, and without implied limitation:In some embodiments, the weakened layer can be provided by ion implantation in the first substrate.
Il est donc possible de réaliser le transfert de couche par une technique du type SmartCut®.
It is thus possible to carry out the layer transfer by a technique of the SmartCut® type.
Dans certains modes de réalisation, ladite au moins une étape de stabilisation du deuxième substrat avec la couche d'oxyde peut être réalisée préférablement avant l'étape d'attachement des deux substrats.
In some embodiments, the said at least one stage of stabilization of the second substrate with the oxide layer can be carried out preferably before the stage of attachment of the two substrates.
Ainsi, ladite au moins une étape de stabilisation peut 30 dans tous les cas être réalisée avant le clivage et donc avant tout recuit de lissage ultérieur au clivage.
Thus, the said at least one stabilization stage can, in all cases, be carried out before the cleaving and thus before any smoothing annealing subsequent to the cleaving.
3051968 4 Dans certains modes de réalisation, le premier substrat, autrement dit le substrat donneur dans un transfert de couche, peut comprendre un matériau semi-conducteur, en particulier du silicium, du germanium, ou un composé de silicium et de germanium.
In some embodiments, the first substrate, in other words the donor substrate in a layer transfer, can comprise a semiconductor material, in particular silicon, germanium or a compound of silicon and of germanium.
Plus généralement, le substrat donneur peut comprendre un ou plusieurs alliages de semi- 5 conducteurs III-V et/ou un ou plusieurs alliages de semi-conducteurs du groupe IV.
More generally, the donor substrate can comprise one or more alloys of semiconductors III-V and/or one or more alloys of semiconductors of Group IV.
Dans certains modes de réalisation, le deuxième substrat peut comprendre du silicium, en particulier à forte concentration en oxygène interstitiel.
In some embodiments, the second substrate can comprise silicon, in particular having a high concentration of interstitial oxygen.
Préférablement le deuxième substrat peut comprendre du silicium avec une concentration en oxygène interstitiel d'au moins environ 12 x 1017 atomes-cm-3.
Preferably, the second substrate can comprise silicon with a concentration of interstitial oxygen of at least approximately 12 × 1017atoms·cm-3.
10 Dans certains modes de réalisation, ladite au moins une étape de stabilisation est un traitement thermique comprenant plusieurs paliers à des températures comprises dans la plage d'environ 650 °C à environ 1200 °C. Dans certains modes de réalisation, la durée d'un palier de température est comprise dans la plage allant d'environ 30 min à environ 10 h, préférablement dans la 15 plage allant d'environ 1 h à environ 8 h. Dans certains modes de réalisation, l'atmosphère d'un palier de température peut être de type oxydante, en particulier à base d'eau et d'oxygène, ou de type de non-oxydante, en particulier neutre avec un gaz à base d'argon.
In some embodiments, the said at least one stabilization stage is a heat treatment comprising several stationary phases at temperatures within the range from approximately 650°C to approximately 1200°C. In some embodiments, the duration of a stationary temperature phase is within the range extending from approximately 30 min to approximately 10 h, preferably within the range extending from approximately 1 h to approximately 8 h. In some embodiments, the atmosphere of a stationary temperature phase can be of oxidizing type, in particular based on water and on oxygen, or of nonoxidizing type, in particular neutral type, with a gas based on argon.
Les paramètres ci-dessus pour les paliers de température ont donné des résultats 20 permettant d'améliorer les propriétés électriques (notamment d'interface) du substrat résultant, en particulier dans le cas d'une forte concentration en oxygène interstitiel.
The above parameters for the stationary temperature phases gave the results which make it possible to improve the electrical (in particular interfacial) properties of the resulting substrate, especially in the case of a high concentration of interstitial oxygen.
Dans certains modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre au moins une étape de recuit de lissage, en particulier un recuit thermique rapide, après l'étape de clivage du substrat composé au niveau de la couche fragilisée.
In some embodiments, the process can additionally comprise at least one stage of smoothing annealing, in particular a rapid thermal annealing, after the stage of cleaving the compound substrate at the level of the weakened layer.
Il est donc 25 possible d'améliorer la rugosité de surface du substrat après le transfert de couche.
It is thus possible to improve the surface roughness of the substrate after the layer transfer.
Dans certains modes de réalisation, ladite au moins une étape de recuit de lissage peut être réalisée à une température comprise dans la plage d'environ 1075 °C à environ 1250 °C, préférablement d'environ 1175 °C à environ 1230 °C, en particulier une température d'environ 1200 °C. 3051968 5 Dans certains modes de réalisation, ladite au moins une étape de recuit de lissage peut être réalisée pendant une durée comprise dans la plage d'environ 15 s à environ 120 s, préférablement d'environ 20 s à environ 90 s, en particulier une durée d'environ 30 s. Dans certains modes de réalisation, ladite au moins une étape de recuit de lissage 5 peut être réalisée sous une atmosphère du type non-oxydante, en particulier comprenant de l'argon et/ou de l'hydrogène dans une composition pouvant aller de 0 % à environ 50 (3/0 d'hydrogène.
In some embodiments, the said at least one stage of smoothing annealing can be carried out at a temperature within the range from approximately 1075°C to approximately 1250°C, preferably from approximately 1175°C to approximately 1230°C, in particular a temperature of approximately 1200°C. In some embodiments, the said at least one stage of smoothing annealing can be carried out for a period of time within the range of approximately 15 s to approximately 120 s, preferably from approximately 20 s to approximately 90 s, in particular a period of time of approximately 30 s.
Dans certains modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre une étape de recyclage d'un résidu du premier substrat après l'étape de clivage du substrat 10 composé au niveau de la couche fragilisée.
In some embodiments, the process can additionally comprise a stage of recycling a residue of the first substrate after the stage of cleaving the compound substrate at the level of the weakened layer.
Il est donc possible de réutiliser le résidu à nouveaux en tant que substrat donneur pour d'autres procédés de transfert de couche.
It is thus possible to reuse the residue again as donor substrate for other layer transfer processes.