EP1593152B1

Semiconductor structure on an extremely rough substrate

Abstract

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EP1593152B1, drawing sheet 1
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Expired 11 February 2024, 2.6 years ago.

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21 claims: 2 independent, 19 dependent

  1. 1
    Structure, comportant :- un premier substrat (10, 30), ou une première couche, présentant une surface ayant une rugosité supérieure à 0,5 nm RMS, ou dont la chimie n'est pas compatible avec une adhésion moléculaire, et ayant une conductivité thermique supérieure à 1W/cm/K, - un deuxième substrat (14, 24), ou une deuxième couche de matériau choisi parmi les matériaux semi-conducteurs, - une couche (12, 22), dite couche d'adhérence, située entre le premier substrat, ou la première couche, et le deuxième substrat, ou la deuxième couche, caractérisée en ce que le deuxième substrat (14, 24), ou deuxième couche, est collé sur le premier substrat (10, 30), ou première couche, via ladite couche d'adhérence et en ce qu' au moins une partie de la surface de la couche d'adhérence en contact avec le deuxième substrat, ou la deuxième couche, est située à une distance d'au plus 10 nm de la surface, ou des aspérités ou pics maximums, du premier substrat ou de la première couche.
  2. 2
    Structure selon la revendication 1, le premier substrat, ou la première couche, étant en diamant ou en nitrure d'aluminium.
  3. 3
    Structure selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre une couche intermédiaire (16, 26) entre le premier substrat, ou la première couche, et la couche d'adhérence, dont le coefficient de conductivité thermique est compris entre celui de la couche d'adhérence et celui du premier substrat ou de la première couche, ou supérieure à celui du substrat ou de la couche.
  4. 4
    Structure selon la revendication 3, la couche intermédiaire étant en nitrure de silicium.
  5. 5
    Structure selon l'une des revendications 1 à 4, la couche d'adhérence (12, 22) et le deuxième substrat (14, 24), ou la deuxième couche, étant liés par adhésion moléculaire.
  6. 6
    Structure selon l'une des revendications 1 à 5, la couche d'adhérence ayant une épaisseur comprise entre 5 nm et 20 nm.
  7. 7
    Structure selon l'une des revendications 1 à 6, la couche d'adhérence étant en dioxyde de silicium (Si02) ou en nitrure de silicium (Si3N4), ou en oxyde de hafnium, ou en oxyde de zirconium, ou en alumine, ou en oxyde d'ytrium.
  8. 8
    Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le matériau semi-conducteur étant du silicium ou du germanium ou de l'arséniure de gallium, ou du silicium-germanium, ou un composé semi-conducteur III - V ou II - VI.
  9. 9
    Structure selon la revendication 8, la structure étant de type SOI.
  10. 10
    Structure selon la revendication 7 ou 8, au moins un composant de puissance et/ou au moins un composant RF étant réalisé dans le deuxième substrat, ou la deuxième couche de matériau choisi parmi les matériaux semi-conducteurs.
  11. 11
    Structure selon l'une des revendications 7 à 10, comportant au moins un composant de type IGBT ou MOSFET dans le deuxième substrat, ou la deuxième couche de matériau choisi parmi les matériaux semi-conducteurs.
  12. 12
    Structure selon l'une des revendications 1 à 11, le deuxième substrat (14, 24) ou la deuxième couche présentant une rugosité supérieure à 0,5 nm RMS, ou ayant une chimie incompatible avec un collage par adhésion moléculaire.
  13. 13
    Procédé de réalisation d'une structure, sur un premier substrat (10, 30) ou une première couche, présentant une rugosité supérieure à 0,5 nm RMS, ou dont la chimie n'est pas compatible avec une adhésion moléculaire, et ayant une conductivité thermique supérieure à 1W/cm/K, comportant les étapes suivantes :- former une couche (12, 22), dite couche d'adhérence, directement sur le premier substrat ou la première couche, ou sur une couche intermédiaire (16, 26) dont le coefficient de conductivité thermique est compris entre celui de la couche d'adhérence et celui du substrat ou de la couche de base ou est supérieur à celui du premier substrat ou de la première couche, - aplanir ladite couche d'adhérence, caractérisé en ce que l'on réalise un collage par adhésion moléculaire entre une deuxième couche ou un deuxième substrat (14, 24) en un matériau semi-conducteur et la couche d'adhérence et en ce qu' au moins une partie de la surface de la couche d'adhérence en contact avec le deuxième substrat, ou la deuxième couche, est située à une distance d'au plus 10 nm de la surface, ou des aspérités ou pics maximums, du premier substrat ou de la première couche.
  14. 14
    Procédé selon la revendication 13, le premier substrat ou la première couche étant en diamant ou en nitrure d'aluminium.
  15. 15
    Procédé selon la revendication 13 ou 14, la couche intermédiaire étant en nitrure de silicium.
  16. 16
    Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, la couche d'adhérence étant en dioxyde de silicium ou en nitrure de silicium ou en oxyde de hafnium, ou en oxyde de zirconium, ou en alumine, ou en oxyde d'ytrium.
  17. 17
    Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, la couche d'adhérence ayant, avant aplanissement, une épaisseur supérieure à 2,8 fois la valeur de la rugosité du premier substrat ou de la première couche.
  18. 18
    Procédé selon la revendication 13, comportant en outre une étape de réalisation d'au moins un composant de puissance et/ou d'au moins un composant R.F. dans le deuxième substrat ou la deuxième couche.
  19. 19
    Procédé selon l'une des revendications 13 à 17, le deuxième substrat ou la deuxième (60) couche présentant une rugosité inférieure à 0,5 nm RMS.
  20. 20
    Procédé selon l'une des revendications 13 à 17, les deux substrats (40, 50) ou couches présentant une rugosité supérieure à 0,5 nm RMS, ou dont la chimie n'est pas compatible avec une adhésion moléculaire, ce procédé comportant :- former une couche (42, 52), dite couche d'adhérence, directement sur chaque substrat, ou sur chaque couche à assembler, - réaliser un collage par adhésion moléculaire, entre ces couches d'adhérence.
  21. 21
    Procédé selon la revendication 20, le matériau de chacun des substrats (40, 50), ou couches, à rugosité supérieure à 0,5 nm RMS étant choisi parmi le diamant et le nitrure d'aluminium.
Independent claims21