FR2942073A1 - Procede de realisation d'une couche de cavites - Google Patents

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Abstract

Procédé de réalisation d'une couche de cavités dans une structure (100) comprenant au moins un substrat (101) en un matériau apte à être oxydé ou nitruré, le procédé comprenant les étapes suivantes: - implantation ionique (10) dans ledit substrat (101) de manière à former à une profondeur moyenne déterminée une zone de concentration en ions implantés (102), - traitement thermique du substrat implanté pour former une couche de cavités (103) au niveau de la zone de concentration en ions implantés (102), et - formation d'une couche isolante (105) dans ledit substrat par traitement thermochimique à partir d'une surface dudit substrat, ladite couche isolante formée s'étendant au moins partiellement dans la couche de cavités (103).

Description

Domaine technique et art antérieur La présente invention concerne un procédé de réalisation de cavités disposées dans une couche isolante en oxyde ou en nitrure. Lors de la fabrication de structures multicouches telles que les structures de type SeOI ("Semiconductor On Insulator") pour des applications électroniques, microélectroniques et optoélectroniques, il est courant d'interposer des couches isolantes entre des plaques de matériaux semi-conducteurs telles que des plaques de silicium par exemple. En outre, il peut être nécessaire de former des microcavités ou des microbulles dans la couche isolante. C'est notamment le cas lorsque l'on souhaite pouvoir démonter la structure au niveau de la couche isolante comme décrit dans le document WO 2005/034218. Le document "Structural and nuclear characterizations of defects created by noble gas implantation in silicon oxide", H. Assaf et al., Nuclear Instrument And Methods, B 253 (2006) 222-26, décrit, par exemple, une méthode pour former des microbulles dans une couche d'oxyde de silicium (SiO2) afin de réduire la valeur de la constante diélectrique k de la couche d'oxyde et, par conséquent, sa permittivité. La méthode décrite dans ce document consiste à implanter une couche de SiO2 formée sur un substrat en silicium avec des ions de gaz rares lourds tels que du xénon. Une telle implantation permet de former des micro-bulles dans la couche de SiO2. Cependant, cette méthode requiert l'utilisation d'ions de gaz rares lourds qui impliquent l'utilisation de sources d'ions particulières et de matériels (implanteur) plus coûteux. Une implantation avec des ions lourds nécessite une énergie d'implantation plus importante et génèrent plus de dommages dans le matériau implanté par rapport à une implantation réalisé avec des ions d'hydrogène ou d'hélium par exemple. En outre, avec de tels ions, il est difficile de maîtriser la profondeur d'implantation des ions dans la couche d'oxyde et, par conséquent, la zone sur laquelle s'étendent les microbulles. 1 Or, il existe un besoin pour pouvoir former dans des substrats, des couches isolantes comportant des cavités, et ce d'une façon précise et économique. Résumé de l'invention
La présente invention a pour but de proposer une solution qui permet de réaliser des cavités dans une couche isolante sans les 10 inconvénients précités. A cet effet, l'invention propose un procédé de réalisation d'une couche de cavités dans une structure comprenant au moins un substrat en un matériau apte à être oxydé ou nitruré, le procédé comprenant les étapes suivantes: 15 implantation ionique dans ledit substrat de manière à former à une profondeur moyenne déterminée une zone de concentration en ions implantés, traitement thermique du substrat implanté pour former une couche de cavités au niveau de la zone de concentration en ions 20 implantés, et - formation d'une couche isolante dans ledit substrat par traitement thermochimique à partir d'une surface dudit substrat, ladite couche isolante formée s'étendant au moins partiellement dans la couche de cavités. 25 Ainsi, en réalisant une couche de cavités avant la formation de la couche isolante, il est possible de contrôler précisément la formation de la couche de cavités car l'implantation est réalisée dans un substrat homogène sans avoir à utiliser, pour l'implantation, des ions spéciaux, tels que des ions de gaz rares lourds. En outre, le niveau de recouvrement 30 (total ou partiel) de la couche de cavités par la couche isolante peut être également précisément contrôlé puisqu'il suffit d'arrêter le front de formation de la couche isolante à l'endroit désiré dans le substrat. Selon un aspect de l'invention, la couche isolante formée par traitement thermochimique s'étend sur toute la couche de cavités.5 Selon un mode de réalisation de l'invention, le traitement thermochimique du substrat en surface est réalisé sous atmosphère oxydante de manière à former une couche isolante en oxyde. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le traitement thermochimique du substrat en surface est réalisé sous atmosphère nitrurante de manière à former une couche isolante en nitrure. Selon un aspect particulier de l'invention, lors du traitement thermochimique, un ou plusieurs dopants sont introduits dans le substrat. Ce ou ces dopants permettent notamment d'introduire des charges positives ou négatives dans les cavités de la couche isolante. L'invention vise également un procédé de réalisation d'une structure multicouche comprenant au moins le collage d'une première structure sur une deuxième structure, la deuxième structure comprenant un substrat comportant une couche de cavités et une couche isolante formées conformément au procédé de réalisation d'une couche de cavités de l'invention. La première structure peut comprendre notamment une couche en matériau semi-conducteur, telle qu'une couche de silicium. On forme ainsi une structure multicouche du type SeOI avec une couche isolante enterrée comportant des cavités. L'invention a encore pour objet une structure composite comprenant un substrat constitué d'un matériau apte à être oxydé ou nitruré, la structure comprenant en outre une couche isolante formée par traitement thermochimique du matériau dudit substrat, la couche isolante comportant une couche de cavités, caractérisée en ce que les cavités de ladite couche présentent une forme oblongue et en ce que lesdites cavités sont orientées suivant une même direction. La couche isolante peut être une couche d'oxyde ou de nitrure. Selon un aspect de l'invention, les cavités de la couche de cavités contiennent un ou plusieurs dopants choisis parmi au moins: l'azote, le bore, l'arsenic, le phosphore, l'antimoine, l'aluminium, le gallium, le fer, le nickel, le cobalt.
Brève description des figures Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A à 1C sont des vues schématiques en coupe montrant la formation, dans un substrat de silicium d'une couche de cavités et d'une couche isolante conformément à un mode de mise en oeuvre de l'invention, la figure 2 est un organigramme des étapes mises en oeuvre dans les figures 1A à 1C, - les figures 3 à 5 sont des microphotographies réalisées avec un microscope électronique à transmission et montrant une couche de microcavités formées dans un substrat de silicium et qui a été ensuite oxydé conformément à mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 6 est un graphique montrant la taille et la répartition des microcavités formées dans un substrat de silicium oxydé conformément à mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 7 est une vue schématique d'une structure composite conformément à un mode de réalisation de l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention La présente invention s'applique d'une manière générale à tout matériau qui peut être implanté avec des espèces ioniques et qui est apte à être oxydé et/ou nitruré. A titre d'exemple non limitatifs, les matériaux suivants peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention: - les métaux et alliages métalliques oxydables et/ou nitrurables (fer, zinc, cuivre, acier, titane, zirconium, etc.), 4 - les matériaux cristallins semi-conducteurs tel que le silicium, les matériaux III/V (GaAs, GaN, etc.), le germanium et ses composés comme le SiGe, - le carbure de silicium (SiC).
On décrit, en relation avec les figures 1A à 1C et 2, un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention appliqué à la formation d'une couche de cavités dans une couche d'oxyde d'un substrat de silicium. Le procédé de l'invention comprend notamment des étapes d'implantation ionique, de traitement thermique de développement des cavités et de traitement thermochimique de formation d'une couche d'oxyde ou de nitrure. L'implantation ionique d'un substrat, par exemple au moyen d'ions d'hydrogène (H+) et/ou d'hélium (He), est réalisée avec une dose d'implantation comprise entre 1.1015 et 1.1019 atomes/cm2 et avec une énergie d'implantation comprise entre 10 et 200 keV. Le traitement thermique de développement des cavités dans le substrat implanté est réalisé d'une manière générale entre 700°C et 1300°C, de préférence entre 900°C et 1200°C, et sur une durée comprise entre 10 minutes et 20 heures, de préférence entre 1 heure et 10 heures. Le traitement thermochimique d'oxydation/nitruration est en général réalisé entre 700°C et 1300°C, pour l'oxydation, et entre 900°C et 1300°C, pour la nitruration, la durée du traitement étant en général de plusieurs heures. Comme illustré sur la figure 1A, le procédé débute par l'implantation d'un substrat de silicium 101 sous forme d'une plaque ayant, par exemple, une épaisseur de 0,7 mm et un diamètre compris entre 50 mm et 300 mm (étape Si). Lors de l'implantation, le substrat de silicium 101 est soumis à un bombardement d'ions 10, par exemple des ions He. Les ions 10 pénètrent dans le substrat 101 et sont freinés à une profondeur déterminée dans celui-ci, ce qui permet de créer, à une profondeur moyenne déterminée dans le substrat, une zone de concentration en ions implantés 102. On parle de profondeur moyenne pour la zone de concentration car les ions implantés vont perdre leur énergie par chocs successifs avec les atomes du réseau cristallin du silicium et ne s'arrêtent pas tous exactement à la même profondeur. En d'autres termes, la zone de concentration en ions implantés s'étend sur une certaine épaisseur dans le substrat. De façon bien connue, la profondeur moyenne de la zone de concentration en ions implantés dans le substrat est déterminée par l'énergie d'implantation, en tenant compte évidemment de la nature des ions utilisés et du matériau implanté. Le niveau de concentration en ions dans cette zone est déterminé par la dose d'implantation utilisé. Dans l'exemple décrit ici, l'implantation est réalisée avec des ions He et avec une énergie d'implantation de 75 keV et une dose d'implantation d'environ 8.1016 atomes/cm2. Avec ces conditions d'implantation, on forme une zone de concentration en ions implantés 102 à une profondeur moyenne à partir de la surface du substrat de quelques centaines de nanomètres, la zone s'étendant sur une épaisseur d'environ une centaine de nanomètres. Une fois le substrat de silicium 101 implanté, on procède à un traitement thermique ou recuit de manière à former, à partir des défauts créés par les ions au niveau de la zone de concentration en ions implantés 102, une couche 103 comprenant des microcavités ou microbulles 104 (figure 1B, étape S2). Dans l'exemple décrit ici, le traitement thermique est réalisé à une température de 950°C sur durée de 8 heures environ. La couche 103 présente une épaisseur comprise entre 190 et 220 nm. Pour des substrats en des matériaux différents et/ou pour des espèces d'implantation différentes, on ajustera la température et la durée du traitement thermique de développement des microcavités. Le procédé se poursuit par la formation d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) 105 (figure 1C, étape S3). Plus précisément, on procède à une oxydation du substrat 101 à partir d'une de ses surfaces, ici la surface implantée du substrat. A cet effet, le substrat est soumis à un traitement thermochimique qui consiste à placer le substrat dans une chambre maintenue à une température déterminée et dans laquelle la surface du substrat est exposée à une atmosphère oxydante. A titre d'exemples non limitatifs, l'atmosphère oxydante peut être constituée à partir d'oxygène (02) gazeux avec éventuellement de l'hydrogène, et/ou du chlorure d'hydrogène (HCL), et/ou de l'argon (Ar). L'atmosphère oxydante peut être également composée de vapeur d'eau (H20) avec éventuellement de l'hydrogène, et/ou du chlorure d'hydrogène (HCL), et/ou de l'argon (Ar). La durée du traitement thermochimique dépend de l'épaisseur de la couche de SiO2 105 que l'on souhaite obtenir ainsi que de la vitesse de progression du front d'oxydation dans le substrat de silicium 101. La durée du traitement thermochimique d'oxydation peut être ajustée de manière à stopper le front d'oxydation à l'intérieur de la couche 103. Dans ce cas, il existe des microcavités à la fois dans la couche d'oxyde formée et dans une portion sous-jacente du substrat en silicium. Toutefois, la durée peut être prolongée afin de stopper le front d'oxydation au-delà de la couche 103 de sorte que toutes les microcavités soient incluses dans la couche d'oxyde. Dans l'exemple décrit ici, la couche d'oxyde formée recouvre au moins partiellement la couche 103 de manière à avoir au moins une partie des microcavités 104 incluses dans la couche de SiO2 105. A cet effet, le substrat de silicium 101 a été traité sous une atmosphère contenant principalement de l'oxygène gazeux à une température de 950°C et pendant une durée de 3 heures. Ces conditions de traitement permettent de former une couche de SiO2 105 d'une épaisseur e de 690 nm. Les techniques et conditions de mise en oeuvre d'un tel traitement thermochimique d'oxydation sont bien connues de l'homme du métier et ne seront pas décrites plus en détails par souci de simplification. Comme représenté sur la figure 1C, on obtient une structure 100 comprenant une couche de SiO2 105 sur une couche de silicium 106 correspondant à la portion du substrat de silicium 101 non oxydée, la structure comprenant en outre une couche enterrée de microcavités 103 qui est présente à la fois dans la couche de SiO2 105 et dans la couche de silicium 106. Ainsi, conformément à l'invention, on transfère des cavités d'un matériau apte à être oxydé ou nitruré, vers la couche d'oxyde ou de nitrure respectivement. En particulier, de façon surprenante, les cavités sont conservées lors du traitement thermochimique d'oxydation ou de nitruration. En effet, l'oxydation de la portion du substrat de silicium 101 comportant les microcavités 104 n'entraîne pas la disparition de ces dernières, ce qui permet de former une couche isolante, ici une couche d'oxyde, comportant des microcavités qui ont été formées préalablement dans le substrat de silicium. Néanmoins, les microcavités 104a présentes dans la couche de SiO2 105 peuvent changer de volume et de forme par rapport aux microcavités 104b encore présentes dans la portion du substrat de silicium non oxydée. Lors de l'oxydation, les microcavités atteintes par le front d'oxydation ont tendance à s'oxyder ou se nitrurer plus ou moins intensément en fonction des axes cristallins, les cavités étant toutefois toujours présentes après le traitement.
Des mesures de forme, de taille et de densité des microcavités ont été réalisées sur un substrat de silicium ayant subi une implantation, un traitement thermique de développement des microcavités et une oxydation dans les mêmes conditions opératoires décrites précédemment. L'épaisseur de la couche de microcavités présente une épaisseur moyenne d'environ 200 nm. Comme représentées sur les figures 3 à 5, les microcavités présentes dans la couche d'oxyde ont une forme oblongue ou en ellipse, c'est-à-dire une forme allongée principalement caractérisée par une longueur et une largeur. Ces cavités présentent une largeur majoritairement comprise entre 1 nm et 30 nm et une longueur majoritairement comprise entre 10 nm et 60 nm. La densité moyenne de microcavités dans la couche d'oxyde est de 1,2x1015 cavités.cm-3. Les microcavités présentes dans la couche de silicium (portion substrat non oxydée) ont une forme polyhédrique tronquée et un diamètre compris principalement entre 25 et 35 nm (figures 3 à 5). La densité moyenne de microcavités dans la couche de silicium est de 3,7x1015 cavités.cm-3. La densité moyenne de microcavités dans l'ensemble des deux couches (couches oxyde et silicium) est de 2,5x1015 cavités.cm-3 La figure 6 illustre la distribution en taille des microcavités dans la couche d'oxyde et dans la couche de silicium. Comme on peut le constater sur la figure 6, le diamètre des cavités présentes dans la couche de silicium est distribué selon une distribution gaussienne.
L'implantation ionique peut être réalisée avec différentes espèces. Elle peut être notamment réalisée avec des ions d'hydrogène et/ou d'hélium. L'implantation d'hélium présente un avantage particulier en ce qu'il est possible d'implanter une dose d'ions importante sans risque de provoquer la fracture du substrat. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la couche d'oxyde comprenant tout ou partie des microcavités peut être remplacée par une couche de nitrure. Dans ce cas, afin de former une couche de nitrure avec des microcavités, on réalise, sur un substrat apte à être implanté et nitruré, les étapes d'implantation et de traitement thermique de développement des microcavités décrites précédemment. Pour former une couche de nitrure au lieu d'une couche d'oxyde, il faut remplacer, lors du traitement thermochimique, l'atmosphère oxydante utilisée dans le traitement thermochimique décrit ci-dessus par une atmosphère nitrurante. A titre d'exemples non limitatifs, l'atmosphère nitrurante peut notamment comporter de l'azote, de l'ammoniac (NH3), du silane (SiH4), etc.. De même que pour le traitement thermochimique d'oxydation, on arrête le front de nitruration à une profondeur désirée dans le substrat, c'est-à-dire dans la couche de microcavités si l'on souhaite avoir des microcavités à la fois dans la couche de nitrure et dans la portion de substrat non nitrurée ou au-delà de la couche de microcavités si l'on souhaite inclure toutes les microcavités dans la couche de nitrure. Dans le cas d'un substrat initial en silicium, par exemple, il est possible de former, après implantation et traitement thermique de développement des microcavités du substrat, une couche de nitrure de silicium (Si3N4) comprenant tout ou partie des microcavités en exposant le substrat à une atmosphère d'azote maintenue à une température comprise entre 900°C et 1300°C.
La structure obtenue conformément au procédé de l'invention, c'est-à-dire un substrat comprenant une couche de microcavités et une couche d'oxyde ou de nitrure s'étendant au moins partiellement dans la couche de microcavités, peut être utilisée pour diverses applications.
On peut notamment, dans le cas d'un substrat initial en matériau semi-conducteur (silicium, germanium, etc.) coller cette structure sur un second substrat afin de former une structure de type SeOI (silicium sur isolant). Dans ce cas, la couche isolante enterrée comprend des cavités.
En collant la structure de l'invention sur un autre substrat, on peut former une structure démontable. En effet, la couche d'oxyde ou de nitrure comprenant les microcavités forme une interface fragilisée qui peut être rompue sous l'action, par exemple, d'un effort de détachement mécanique, par exemple en introduisant une lame au niveau des microcavités et en exerçant avec cette dernière un effort de séparation des substrats. Les risques de fracture non désirés durant les traitements thermiques sont très faibles car les microcavités ne se développent pas, ou très faiblement, dans un oxyde ou un nitrure. Dans cette application, les microcavités sont de préférence entièrement contenues dans la couche d'oxyde ou de nitrure. Ainsi, on dispose d'un substrat démontable très tolérant par rapport aux hautes températures et, par conséquent, à la fabrication de composants électroniques, par exemple de type CMOS nécessitant des températures de l'ordre de 900°C. La fracture du substrat peut ensuite être provoquée mécaniquement ou chimiquement à tout moment. Les résidus éventuels d'une couche démontable en oxyde, par exemple, peuvent ensuite être enlevés par application d'une solution d'acide fluorhydrique (HF). La présente invention permet également de réaliser des structures comportant des couches isolantes (oxyde ou nitrure) de basse densité et ayant une faible constante diélectrique, voire une fonctionnalisation comme indiqué précédemment. En effet, les microcavités contribuent à réduire la densité moyenne de la couche isolante et renferment une atmosphère ayant une faible valeur électrique. On réduit ainsi le couplage entre les plaques limitant la permittivité de la couche isolante. En outre, les microcavités peuvent être fonctionnalisées, en particulier, par dopage. Ainsi, en introduisant, par exemple, de l'azote lors du traitement thermochimique d'oxydation, l'azote va migrer au niveau des interfaces des cavités et créer des charges négatives dans celles-ci.
D'une manière générale, on peut introduire dans les cavités différentes espèces, et en particulier des métaux, par dopage lors du traitement thermochimique d'oxydation ou de nitruration. En introduisant dans les cavités des matériaux conducteurs, on peut réaliser des couches d'oxyde ou de nitrure enterrées qui sont chargées électriquement. Il est également possible de former des couches comportant des électrodes isolées, par exemple des grilles flottantes en fonctionnalisant les cavités par introduction d'espèces formant des matériaux conducteurs ou semi-conducteurs.
Le dopage et/ou la fonctionnalisation des cavités peuvent être notamment réalisés, après oxydation/nitruration ("post-ox", "post-nitrur") ou pendant l'oxydation/nitruration elle-même, avec une des techniques suivantes: - implantation, recuit après oxydation/nitruration dans une atmosphère comportant des gaz spécifiques ou des précurseurs permettant, par exemple, la diffusion des espèces actives, plasma. Les espèces utilisées lors du dopage et/ou de la fonctionnalisation peuvent être choisies parmi au moins les espèces suivantes: l'azote (charges à la surface des cavités), les dopants tels que le bore, l'arsenic, le phosphore, l'antimoine, l'aluminium, le galium, etc., notamment pour modifier le diagramme de bandes d'un semi-conducteur, - les métaux tels que le fer, le nickel, le cobalt, etc., qui, en migrant vers la surface des cavités, modifient les propriétés électriques. Tout autre matériau apte à fonctionnaliser les cavités est envisageable.
Les cavités présentes dans la couche d'oxyde ou de nitrure peuvent également jouer le rôle de pièges pour les espèces contaminantes et susceptibles d'être perturbantes électriquement. En effet, en piégeant ce type d'espèce au niveau des cavités dans la couche d'oxyde ou de nitrure enterrée, c'est-à-dire loin des interfaces avec les couches utiles présentes au-dessus de la couche d'oxyde ou de nitrure, on améliore la qualité et les propriétés électriques des couches utiles. Les cavités dans la couche d'oxyde ou de nitrure peuvent également servir de pièges pour les atomes d'hydrogène. Dans ce cas, les cavités augmentent de façon importante la capacité de stockage en hydrogène de la couche d'oxyde ou de nitrure, en particulier lorsque celle-ci est fine. La solubilité de l'hydrogène dans un oxyde ou un nitrure est très faible et la présence des cavités permet d'augmenter la capacité à retenir l'hydrogène ainsi piégé. Lors du collage d'un substrat sur la structure de l'invention, le piégeage et la conservation de l'hydrogène dans la couche d'oxyde ou de nitrure comportant les microcavités permettent d'éviter une réouverture de l'interface de collage entre ces deux éléments lors de traitements thermiques, en particulier lors de traitements thermiques de consolidation de l'interface de collage. En effet, des cavités se forment également au niveau de l'interface de collage et peuvent être mise sous pression par l'hydrogène qui se diffuse depuis la structure. En retenant l'hydrogène au niveau de la couche d'oxyde ou de nitrure, celui-ci ne peut pas aller jusqu'aux cavités présentes à l'interface de collage, ce qui assure ainsi une bonne de tenue du collage.
La figure 7 illustre une structure composite 200 réalisée conformément au procédé de l'invention. La structure composite 200 est un substrat en silicium comprenant une couche isolante en SiO2 205 formée par oxydation en surface du substrat. La structure composite 200 comprend également une couche de silicium 206 correspondant à la portion de silicium du substrat non oxydée. La structure comprend en outre une couche enterrée de microcavités 203 qui est entièrement présente dans la couche isolante 205. Conformément à l'invention, cette couche de microcavités a été formée par implantation ionique et traitement thermique du substrat avant la formation de la couche isolante dans des conditions similaires à celles décrites plus haut. Comme expliqué précédemment, la formation de la couche isolante 205 n'entraîne pas la disparition des cavités préalablement formées dans le substrat mais modifie leur forme. En effet, après le passage du front d'oxydation (ou de nitruration) dans la couche de microcavités, les cavités présentent toutes une forme sensiblement oblongue qui est principalement due à l'anisotropie de la vitesse de croissance de la couche isolante lors de l'étape d'oxydation/nitruration. Par ailleurs, après la formation de la couche isolante dans la couche de microcavités, les cavités de forme oblongue sont toutes orientées suivant une même direction dans le sens de leur longueur. Sur la figure 7, les microcavités 204 sont toutes orientées verticalement dans le sens de leur longueur. Toutefois, il est possible d'obtenir des cavités de forme oblongue orientées suivant d'autres directions comme, par exemple, des cavités parallèles au plan du substrat ou formant un angle avec celui-ci. En effet, l'orientation des cavités dépend principalement de l'orientation cristalline présentée par le substrat avant l'étape d'oxydation/nitruration. L'obtention d'une couche de cavités de forme oblongue alignées les unes avec les autres dans une couche isolante présentent des avantages particuliers. Dans le cas où la structure composite de l'invention est utilisée pour former une structure démontable par fracture mécanique au niveau de la couche isolante comprenant les cavités, un tel alignement des cavités permet de mieux contrôler le processus de fracture et de former une ligne de fracture continue et régulière, ce qui permet de réduire ainsi la rugosité post-fracture. Dans le cas d'une fonctionnalisation des cavités, par exemple en introduisant des charges électriques par dopage dans les cavités, l'alignement des cavités permet d'ajuster les propriétés électriques globales de la couche.25

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une couche de cavités dans une structure (100) comprenant au moins un substrat (101) en un matériau apte à être oxydé ou nitruré, le procédé comprenant les étapes suivantes: implantation ionique (10) dans ledit substrat (101) de manière à former à une profondeur moyenne déterminée une zone de concentration en ions implantés (102), traitement thermique du substrat implanté pour former une 10 couche de cavités (103) au niveau de la zone de concentration en ions implantés (102), et formation d'une couche isolante (105) dans ledit substrat par traitement thermochimique à partir d'une surface dudit substrat, ladite couche isolante formée s'étendant au moins partiellement dans la couche 15 de cavités (103).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche isolante (205) formée par traitement thermochimique s'étend sur toute la couche de cavités (203).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau du substrat (101) est choisi parmi au moins les matériaux suivants: le silicium, les matériaux III/V, le germanium et le silicium-germanium et le carbure de silicium.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le traitement thermochimique du substrat est réalisé sous atmosphère oxydante de manière à former une couche isolante (105) en oxyde.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le traitement thermochimique du substrat est réalisé sous atmosphère nitrurante de manière à former une couche isolante en nitrure. 20 25 30
  6. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche isolante d'oxyde (105) s'étend dans une partie supérieure de la couche de cavités (103), la partie inférieure de la couche de cavités étant située dans le substrat en silicium non oxydé et en ce que les cavités (104a) présentes dans la couche isolante d'oxyde ont une forme sensiblement oblongue d'une largeur comprise entre 1 et 30 nm environ et d'une longueur comprise entre 10 et 60 nm tandis que les cavités (104b) présentes dans le substrat non oxydé ont un diamètre compris entre 25 et 35 nm.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors du traitement thermochimique, un ou plusieurs dopants sont introduits dans le substrat.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou les dopants sont choisis parmi au moins: l'azote, le bore, l'arsenic, le phosphore, l'antimoine, l'aluminium, le gallium, le fer, le nickel, le cobalt.
  9. 9. Procédé de réalisation d'une structure multicouche comprenant au moins le collage d'une première structure sur une deuxième structure, la deuxième structure comprenant un substrat comportant une couche de cavités et une couche isolante formées conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première structure comprend une couche en matériau semi-conducteur et en ce que la structure multicouche est du type SeOI.
  11. 11. Structure composite (200) comprenant un substrat constitué d'un matériau apte à être oxydé ou nitruré, la structure comprenant une couche isolante (205) formée par traitement thermochimique du matériau dudit substrat, ladite couche isolante comportant une couche de cavités (203), caractérisée en ce que les cavités (204) de ladite couche présententune forme oblongue et en ce que lesdites cavités sont orientées suivant une même direction.
  12. 12. Structure selon la revendication 11, caractérisée en ce que le substrat est choisi parmi au moins les matériaux suivants: le silicium, les matériaux III/V, le germanium et le silicium-germanium et le carbure de silicium.
  13. 13. Structure selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que la couche isolante (205) est une couche d'oxyde ou de nitrure.
  14. 14. Structure selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que les cavités de ladite couche de cavités contiennent un ou plusieurs dopants choisis parmi au moins: l'azote, le bore, l'arsenic, le phosphore, l'antimoine, l'aluminium, le gallium, le fer, le nickel, le cobalt.
  15. 15. Structure selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 caractérisée en ce que les cavités (204) de ladite couche de cavités (203) présentent une largeur comprise entre 1 et 30 nm environ et une longueur comprise entre 10 et 60 nm.
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