WO2005086228A1 - Traitement thermique apres detachement smart-cut - Google Patents

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WO2005086228A1
WO2005086228A1 PCT/FR2005/000543 FR2005000543W WO2005086228A1 WO 2005086228 A1 WO2005086228 A1 WO 2005086228A1 FR 2005000543 W FR2005000543 W FR 2005000543W WO 2005086228 A1 WO2005086228 A1 WO 2005086228A1
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WO
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layer
healing
implantation
sampled
temperature
Prior art date
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PCT/FR2005/000543
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English (en)
Inventor
Takeshi Akatsu
Nicolas Daval
Nguyet-Phuong Nguyen
Konstantin Bourdelle
Original Assignee
S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies
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Publication date
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Priority to EP05737041A priority patent/EP1726039A1/fr
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Priority to US11/357,883 priority patent/US7282449B2/en

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a process for forming a structure comprising a layer of semiconductor material taken from a donor wafer, the process comprising the following successive steps: a) implantation of atomic species to form a weakening zone in the donor wafer at a determined depth; b) bonding of the donor plate to a receiving plate; c) supply of energy to detach or separate the layer removed from the donor wafer at the embrittlement zone; d) treatment of the sampled layer.
  • This type of diaper removal is also called Smart-Cut®, and is known to those skilled in the art.
  • Step (b) of bonding the receiving wafer (of the removed layer), is typically done at the surface of the donor wafer having undergone implantation, by means of a bonding layer of material dielectric, such as Si0 2 .
  • a semiconductor-on-insulator structure such as an SOI structure (in the case where the sampled layer is made of silicon), SiGeOI (in the case where the sampled layer is made of germanium silicon), sSOI (in the case where the sampled layer is in constrained silicon), SGOI (in the case where the sampled layer comprises a layer of relaxed SiGe on which a layer of constrained Si rests) or GeOI (in the case where the sampled layer is in germanium).
  • the energy is at least partially supplied, during step (c), in thermal form. This is the thermal budget (the couple temperature / duration of heat treatment) which must be taken into account when determining when the layer to be removed will come off.
  • a semiconductor-on-insulator structure 30 is schematically represented (consisting of a receiving plate 20 covered with the sampled layer 1 by means of an electrically insulating layer 5) which has, in its part semiconductor (ie the sampled layer 1), such a reduction in crystal quality. It can thus be observed that the sampled layer 1 comprises a defective zone 1A, this defective zone 1A comprising crystalline defects and an existing surface roughness.
  • the defective zone has a thickness typically around 150 nm.
  • the implantation step may have caused the layer to be removed to decrease the crystal quality.
  • the defective area must be completely removed after detachment, in particular due to the defects present in the sampled layer. It is thus common to take a layer of greater thickness in order to completely remove these defects during finishing operations carried out after detachment.
  • the production of a structure comprising a layer taken from 500 angstroms thick requires the transfer from 2000 to 2500 angstroms and the removal from 1500 to 2000 angstroms, for example by polishing, selective etching or sacrificial oxidation.
  • Step (d) for processing the removed layer 1 is thus conventionally implemented to remove this defective area 1A, and thus recover at least part of the healthy zone 1 B of the sampled layer 1.
  • an oxidation of the defective zone 1A will be implemented first, which will be removed later by means of chemical etching by using hydrofluoric acid HF (thus carrying out a treatment known as “sacrificial oxidation”), then a finishing, by means for example of a mechanical or mechanical-chemical polishing.
  • a step (d) of processing the removed layer 1 is thus complex and costly from an economic point of view.
  • the implementation of these processing means requires systematically removing the negative from the donor wafer to gain access to the surface of the removed layer 1, and therefore requires removing from the oven (in which the heat treatment of the step (c) has been carried out) the platelets, which represents a waste of time, additional handling of the platelets, and the need to use appropriate equipment.
  • Document FR 2 842 349 attempts to overcome these problems by including in the layer to be sampled in SiGe, and between the future defective zone 1 A and the future healthy zone 1B underlying, a stop layer in Si, in order to improve the finishing operations implemented during step (d), by means of a selective double etching (of the defective zone 1 A and of the stop layer) which substantially reduces the roughness measured according to their maximum values (the “peaks to valleys”) and according to their quadratic values (in RMS Angstroms) on the surface of the healthy zone 1 B of SiGe.
  • the sampled layer 1 consists of a healthy zone 1B in constrained Si and a defective zone 1A in SiGe, the latter zone then being selectively removed with respect to the healthy zone 1 B.
  • step (a) of implantation by implantation of several atomic species (typically by carrying out an implantation of helium and an implantation of hydrogen). This type of implantation is hereinafter designated by the term co-implantation.
  • the implementation of a co-implantation in fact makes it possible to use a total dose of co-implanted species lower than the dose used when a single species is implanted.
  • the total dose in co-implantation thus typically represents 1/3 of the dose in implantation of a single species.
  • the result of this reduction in the total implanted dose is a reduction in the thickness of the defective zone, which in particular makes it possible to reduce or simplify the finishing treatments implemented after detachment.
  • a compromise must be made between roughness and the formation of these defects, and the use of co-location therefore does not as such make it possible to satisfactorily resolve the problems mentioned above relating to the presence defects and surface roughness.
  • the present invention attempts to overcome these problems by proposing, according to a first aspect, a method for forming a structure comprising a layer taken from material chosen from semiconductor materials from a donor wafer, the method comprising the following steps: ( a) implantation of atomic species to form a zone of embrittlement in the donor wafer at a depth close to the thickness of the layer to be sampled; (b) bonding of the donor wafer to a recipient wafer; (c) providing thermal energy to separate the layer removed from the donor wafer at the embrittlement zone; (d) processing the removed layer; characterized in that step (d) comprises an operation for healing the removed sample layer implemented while the removed layer is still in contact with the remaining part of the donor wafer, and in that the healing operation is implementation by heat treatment at a temperature below the re-a
  • re-adhesion temperature is of the order of 800 ° C
  • step (c) is carried out at a temperature between 300 ° C and 550 ° C
  • - the healing temperature is between 350 ° C and 800 ° C
  • - the healing temperature is between 550 ° C and 800 ° C;
  • the healing operation is done in an inert atmosphere, such as an Ar or N 2 atmosphere;
  • step (d) the healing operation takes place in an oxidizing atmosphere; the healing operation of step (d) is carried out in continuity with step (c), in the same oven;
  • step (d) comprises a simple change in the temperature from the separation temperature of step (c) to the chosen healing temperature;
  • step (c) is implemented around 500 ° C for a period which can range from approximately 30 minutes to approximately 2 hours;
  • - step (a) includes a simple implantation of hydrogen or helium; - step (a) comprises a co-implantation of hydrogen and helium;
  • step (d) The healing operation of step (d) is carried out by heat treatment at a temperature substantially between 575 ° C and 625 ° C;
  • step (a) is carried out by co-implantation according to conditions suitable for forming the zone of embrittlement in said layer of SiGe and for the helium concentration peak to be located, in the thickness of the donor plate, deeper than the hydrogen spreading zone and also deeper than the embrittlement zone;
  • the healing heat treatment is carried out for a period of between 30 minutes and four hours;
  • step to remove the contact of the removed layer with the rest of the donor wafer is implemented after the healing operation of step (d), optionally followed by a finishing operation, included in the step (d), comprising at least one of the following operations: CMP, chemical etching, sacrificial oxidation, thermal annealing, - the sampled layer is in Si ⁇ - x Ge x , with 0 ⁇ x ⁇ 1, - the sampled layer comprises Si ⁇ - x Ge x , with x ⁇ O, and a selective etching stop layer, and step (d) comprises such a selective etching carried out after the healing operation, and after removing the contact of the removed layer (1) with the remaining part of the donor plate (10 ′), the donor plate comprises a support substrate in solid Si, a buffer structure in SiGe, and an upper layer comprising Si-i- x Ge x , (x ⁇ O), and the receiving wafer is made of solid Si, - the method further comprises, before step (b), a step of
  • the invention proposes an application of said method for forming a structure, to the formation of a semiconductor-on-insulator structure.
  • the invention provides a semiconductor-over-insulator structure obtained after the healing operation of the step and after removing the contact of the sampled layer with the remaining part of the donor wafer, having lower roughness at 40 ⁇ RMS.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a semiconductor-on-insulator structure obtained after the implementation of a Smart-Cut® process according to the prior art
  • - Figure 2 shows a sectional view obtained by TEM by the Applicant of a semiconductor-on-insulator structure obtained after the implementation of a method according to the invention
  • - Figures 3a to 3f schematically represent the different steps of a method according to the invention to form a structure comprising a layer taken from Smart-Cut®
  • - Figure 4 shows a first time evolution of the temperatures of the heat treatments used during the separation step and the healing operation of the layer removed according to the method according to the invention shown in Figures 3a to 3f
  • - Figure 5 represents a second temporal evolution of the temperatures of the heat treatments implemented during the separation step and during the healing operation of the layer removed according to the method according to the method according to the
  • a first object of the invention is to reduce the duration, the economic cost, and the number of means for processing a layer removed by Smart-Cut®.
  • a second objective of the invention is to reduce the amount of material removed during the treatment of the layer removed by Smart-Cut®.
  • a third objective of the invention consists in improving the crystalline quality of the sampled layer compared to the state of the art.
  • a fourth objective of the invention is to propose a simple method for processing the layer removed by Smart-Cut® and which can be easily integrated into the whole process of removal by Smart-Cut®.
  • a fifth objective of the invention is to find a means for implementing a heat treatment for healing the sampled layer both in an inert atmosphere and in an oxidizing atmosphere without substantially altering the properties of the sampled layer.
  • a sixth objective of the invention is to produce semiconductor-on-insulator structures having a high crystal quality and a thickness of useful layer which can be very low.
  • a seventh objective of the invention is to produce such a semiconductor-on-insulator structure comprising SiGe or Ge for the semiconductor part.
  • An eighth objective of the invention is to determine detachment parameters (implantation, energy supply) making it possible both to reduce the thickness of the defective zone, to limit the presence of defects and to minimize the surface roughness.
  • a first method of sampling a layer of S _ x Ge x (with x ⁇ 0) is illustrated from a donor plate to transfer it to a receiving plate, according to the invention .
  • a donor wafer 10 comprising the Si ⁇ _ x Ge x layer to be sampled (not shown), is illustrated.
  • a donor wafer 10 including S _ x Ge x comprises a solid Si substrate on which has been formed a SiGe buffer structure (not shown) composed of different layers, so that the latter has a gradual evolution in thickness of its composition in Ge, ranging from 0% at the level of the solid Si substrate to approximately 100 ⁇ % at the interface with an upper layer of Si-
  • the donor wafer 10 can have any other configuration for which a Si ⁇ - x Ge x layer, relaxed or not, is present in its upper part.
  • a constrained Si layer is formed, by crystal growth (for example by CVD), on the Si- ⁇ _ x Ge x layer.
  • a weakening zone 4 is formed in the donor plate 10 at its upper part in S - ⁇ Ge x . This weakening zone 4 is preferably formed by implantation of atomic species whose dosage, nature, and energy are in particular chosen so as to determine an implant depth and a weakening level.
  • the implantation of atomic species can be a simple implantation (ie an implantation of, mainly, a single atomic species), such as for example an implantation of hydrogen, helium or rare gases.
  • the implantation of atomic species can be a co-implantation of atomic species (ie an implantation of, mainly, two atomic species), such as for example an implantation of helium followed by an implantation of hydrogen (or vice versa ).
  • co-implantation the Applicant has noticed that the weakening zone 4 is generally thinner than in the case of a simple implantation.
  • the implant depth is then chosen so as to be close to or greater than the desired thickness of the layer to be sampled 1.
  • an implant depth of the order of 300 to 600 nanometers can be obtained.
  • an implant depth of the order of 300 to 600 nanometers can be obtained.
  • the total dose in co-implantation thus typically represents 1/3 of the dose in implantation of a single species.
  • a step of bonding a receiving plate 20 with the side of the donor plate 10 having undergone co-implantation is carried out.
  • the receiving plate 20 can be made of solid Si.
  • a bonding layer may be formed, such as a layer of Si0 2 , Si 3 N 4 , Si x O y N z on one and / or the other of the Respective surfaces to be glued.
  • this or these bonding layer (s) is or are in S1O2
  • their formation can be carried out by thermal oxidation or by deposition of Si0 2 .
  • Thermal oxidation of the receiving wafer 20 is usually preferred since it implements in most cases an oxidation of Si.
  • Thermal oxidation of the donor wafer 10 can be carried out at the level of the layer to be sampled 1 in Si ⁇ - x Ge x .
  • a preparation of the surfaces to be bonded Prior to bringing the receiving wafer 20 into contact with the donor wafer 10, a preparation of the surfaces to be bonded can optionally be implemented, using known techniques for cleaning and surface preparation such as solutions SC1 and SC2, ozonated solution, etc. Bonding can be carried out in the first place by molecular adhesion taking into account the hydrophilicity which each of the two surfaces to be bonded presents.
  • a heat treatment may possibly be implemented after the healing operation discussed below, to further strengthen the bonding, and in particular by creating covalent bonds. Details of bonding methods that can be used in the context of the invention may in particular be found in the book “Semiconductor wafer bonding science and technology” by KY. Tong and U. Gôsele (Wiley interscience publication, Johnson Wiley &
  • the stage of separation is carried out by means of a supply of thermal energy and / or a mechanical energy, sufficient to break the weak bonds at the level of the weakening zone 4, and thus to separate the sampled layer 1 from the rest of the donor wafer 10 '.
  • the contribution of thermal energy is for example then sufficient to cause, at the level of the embrittlement zone 4, thermal effects on the gaseous species which are enclosed therein causing the weak bonds to be broken, without it being necessary to make mechanical intervention.
  • the separation can be obtained at temperatures between about 300 ° C and about 550 ° C for longer or shorter times depending on whether, respectively, the temperature is lower or higher.
  • a heat treatment at a temperature of about 500 ° C for a period which can range from 15 to 30 minutes up to 2 hours.
  • a healing operation will be implemented by heat treatment at a chosen temperature T 2 below the re-adhesion temperature from which the layer removed 1 re-adheres (or resolidates) with the remaining part of the donor plate 10 '.
  • the re-adhesion temperature is considered here, within the framework of the invention, and based on experiments carried out by the Applicant, equal to approximately 800 ° C.
  • This heat treatment for healing the removed layer 1 is carried out in an inert atmosphere (such as an Ar or N 2 atmosphere), slightly oxidizing or oxidizing.
  • the temperature T 2 can be higher than the temperature Ti to which the plates 10 and 20 were subjected during the joining step.
  • the temperature T2 can thus for example be between 350 ° C and 800 ° C, maintained for 30 minutes to 4 hours.
  • the temperature T 2 can more particularly be between 550 ° C. and 800 ° C.
  • the remaining part of the donor plate 10 ′ is removed from contact with the removed and cured layer 1 ′, to finally obtain a structure 30, comprising a removed and cured layer Y in Si ⁇ _ x Ge x and the receiving wafer 20.
  • This structure 30 has an improved crystalline quality and a reduced roughness, without there being any need to carry out an intermediate sacrificial oxidation operation and therefore without there being any significant loss of '' part of the layer removed 1. Finishing steps can then possibly be implemented to remove the few slight roughness and the few crystalline defects remaining on the surface of the sampled layer 1 ′, such as the implementation of a CMP, of a polishing or of chemical engraving.
  • a layer of Si can be epitaxied on the layer of Sh_ x Ge x so as to be elastically stressed.
  • a strained Si layer was formed before sampling on the Si- ⁇ _ x Ge x layer.
  • the structure 30 layer then comprises in this case a sampled layer 1 ′ having a layer of constrained Si on which rests a layer of Si- ⁇ - x Ge x .
  • the Si ⁇ layer. x Ge x is removed (for example by selective etching using for example HF: H 2 0 2 ' : CH 3 COOH) in order to obtain a final sSOI structure.
  • the layer sampled in S - x Ge x 1 comprises one or more stop layer (s), such as a layer in Si ⁇ _ y Ge y with ye [0; 1] and y? x (formed in the layer to be removed, prior to removal), it is advantageously possible to implement at least one selective etching (combined or not with polishing) using the known solutions, and making it possible to carry out a finishing step particularly efficient, as taught in particular in documents FR 2 842 349 and FR 2 842 350.
  • a structure 30 SGOI at 20% Ge (photographed by TEM) obtained by the Applicant following a post-separation thermal healing treatment at 600 ° C., shows a layer removed healed 1 ′ (covering a layer of Si0 2 5) which includes very few crystal defects and very little roughness compared to that of the semiconductor-on-insulator structure of FIG. 1.
  • the healthy zone 1B is much larger in proportion in the SGOI obtained according to the invention than in the semiconductor-on-insulator according to the state of the art. It will be noted that the reduction in the thickness of the defective zone 1A is more particularly observed when the embrittlement zone is formed by co-implantation of atomic species. This is mainly due to the fact, already mentioned above, that the total dose of co-implanted species is much lower than the dose to be implanted when a single species is implanted.
  • Co-implantation therefore has the advantage, compared to the implantation of a single species, of reducing the thickness of the defective zone, which in particular makes it possible to reduce or simplify the finishing treatments implemented after detachment .
  • Results of roughness measurements on a SGOI structure at 20% Ge, carried out by the Applicant, are presented in the table below. These measurements were carried out just after separation at 500 ° C for 30 minutes following simple implantations or co-implantations, and a healing treatment at 500 ° C or 600 ° C. The roughnesses were measured using an AFM atomic force microscope by scanning surfaces of 10 * 10 ⁇ m 2 , and are expressed in RMS values and in “Peak to Valley” (PV). It should be noted that the Applicant has carried out a sufficient number of measurements to validate the results.
  • Particles or organic substances present on one and / or the other of the plates to be bonded can prevent bonding from being carried out satisfactorily in certain regions of the bonding interface.
  • the implanted species can then diffuse in the regions of the bonding interface which are weakly bonded, forming blisters (or "blisters" according to English terminology) at the bonding interface.
  • blisters or "blisters" according to English terminology
  • the energy of bonding may not be sufficient to allow detachment of the donor wafer.
  • Certain zones of the sampled layer may thus not be transferred to the receiving package (these zones are commonly designated by the designation of "non-transferred zones" or ZNT).
  • crystalline defects of the nanocavity type (having a diameter of a few nanometers) in the thickness of the sampled layer, beyond the defective zone. These defects can result from an agglomeration of Silicum or Germanium atoms displaced during the implantation.
  • these nanocavity type defects located beyond the defective zone, but just as undesirable as the defects present in the defective zone
  • the appearance of these defects requires post-detachment removal of a thickness of material greater than necessary, and therefore requires the removal of a thicker layer.
  • FIG. 6a represents a view obtained by TEM photography of a Si donor plate having been subjected (cf. arrows) to a co-implantation of helium and hydrogen.
  • the distribution of these species in the thickness of the donor plate is perceptible (dark dots) in this figure 6a.
  • a heat treatment leads to separation at the level of the embrittlement zone (cf. FIG. 6b).
  • FIG. 6c represents, for its part (in reverse view with respect to FIG.
  • each of the implanted species is distributed, in the thickness of the donor plate, according to a distribution profile having a spreading zone in which the species is mainly concentrated and has a peak of maximum concentration. More precisely, the distribution has a quasi-Gaussian profile presenting a standard deviation (defining said spreading zone in which the species is mainly distributed, for example in which there is 70% of the implanted species) and a concentration peak which depend in particular on the implantation energy.
  • Helium atoms diffuse in an Si matrix more easily than hydrogen atoms.
  • the risk that blisters and crystal defects beyond the defective zone are formed.
  • One approach to overcome this problem is to implant helium deeper than hydrogen, so that the region containing the implanted hydrogen can block the diffusion of helium. More precisely, it involves controlling the co-location parameters so that the helium peak is located deeper than the hydrogen spreading zone.
  • the roughness after detachment does not follow the same trend, and tends to increase when helium is implanted. deeper than hydrogen. This means that the implantation conditions (ie implantation doses and energies) do not allow independent control of the roughness and the formation of blisters and crystal defects beyond the defective zone.
  • the helium dose representing approximately 40% to 60% of the total dose.
  • a possible embodiment of the method according to the present invention thus consists: - in carrying out a co-implantation, typically of helium and hydrogen, in a layer of SiGe, according to implantation parameters suitable for shifting the concentration peaks helium and hydrogen, especially so that the helium peak is located deeper than the hydrogen spreading zone, but also so that the helium peak is located deeper than the embrittlement, - And to implement a post-separation thermal healing treatment at a temperature of the order of 600 ° C (+/- 25 ° C), which can be maintained for 30 minutes to four hours, for example for about one hour.
  • the implantation parameters are adapted for
  • the helium peak is between 30% and 70% of the total dose (hydrogen + helium), preferably between 40% and 60% of the total dose.
  • the total dose typically represents some 10 16 atoms / cm 2 , without this being limiting.
  • this embodiment makes it possible, within the framework of this embodiment, to implant helium more deeply than hydrogen, which makes it possible to limit the formation of blisters and crystal defects beyond the defective zone in the sampled layer, the diffusion helium in the transferred layer being blocked by the hydrogen spreading zone. Consequently, this embodiment makes it possible to minimize both the roughness post detachment, the number of blister type defects and the number of defects present in the thickness of the layer removed. This leads to authorizing the removal of a lesser total thickness, which makes it possible to reduce, or at least to simplify, the post-detachment finishing operations (polishing, selective etching, sacrificial oxidation, etc.).
  • FIGS. 7 to 9 show post-detachment roughness measurements on an SOI structure and a SGOI structure at 20% Ge. These measurements were carried out just after separation following simple implantations of hydrogen (designated by Honly in these figures) or helium / hydrogen co-implantations (designated by Col in these figures), and a one hour healing treatment. , at 500 ° C or 600 ° C. More precisely, the evolution of the temperature during the separation and healing phases was as follows: maintenance of a plateau at
  • FIGS. 7 and 8 thus represent roughness measurements at high frequencies carried out by scanning respectively an area of 2 * 2 ⁇ m 2 and an area of 10 * 10 ⁇ m 2 using an AFM microscope.
  • FIG. 9 represents roughness measurements at low frequencies carried out by profilometry using the Dektak® tool from the company Veeco Instruments Inc. In each of these FIGS. 7 to 9, roughness measurement results are shown, expressed on the left in average values (RMS) and on the right in maximum values (PV).
  • He / H have been studied.
  • the co-implantation parameters were as follows: H: 30kev-1.10 16 / cm 2 He: 52 or 60 keV - 1.010 16 / cm 2
  • Figure 7 confirms the very interesting in terms of high frequency roughness linked to He / H co-implantation in comparison with H alone (and this either after a healing treatment at 500 ° C or 600 ° C).
  • the Applicant has also carried out measurements aimed at ascertaining the number of defects (ZNT type, blisters) present in the different transferred layers. Macroscopic observation (in grazing light) makes it possible to detect defects of the ZNT type or blisters. We consider here the sum of these defects (ZNT + blisters) as being representative of the specific defects linked to implantation and observed post-detachment. A significant number of faults are noted in the two variants
  • He: 48keV and He: 52keV that is to say the variants for which the distribution profile of helium is superimposed or almost superimposed with the profile of hydrogen (the peak of helium then being "at l 'inside' of the hydrogen spreading zone).
  • a small number of defects is noted in the He: 56 keV and He: 60 keV variants, that is to say the variants for which the peak of the helium distribution profile is located deeper than the hydrogen spreading zone.
  • blister type defects are minimized during a deep implantation of helium (and this, in the case of a cure at 600 ° C., without the roughness being increased).
  • those skilled in the art can easily transpose the invention presented here to other materials than S.

Abstract

L'invention concerne un procédé de formation d'une structure (30) comprenant une couche prélevée (1) en matériau choisi parmi les matériaux semi-conducteurs à partir d'une plaquette donneuse (10), le procédé comprenant les étapes suivantes (a) implantation d'espèces atomiques pour former une zone de fragilisation (4) dans la plaquette donneuse (10) à une profondeur voisine de l'épaisseur de la couche à prélever (1); (b) collage de la plaquette donneuse à une plaquette réceptrice (20); (c) apport d'énergie thermique pour désolidariser la couche prélevée (1) de la plaquette donneuse (10) au niveau de la zone de fragilisation (4); (d) traitement de la couche prélevée (1); caractérisé en ce que l'étape (d) comprend une opération de guérison de la couche prélevée (1) mise en œuvre alors que la couche prélevée (1) est toujours en contact avec la partie restante de la plaquette donneuse (10'), et en ce que l'opération de guérison est mise en œuvre par traitement thermique à une température inférieure à la température de réadhérence de la couche prélevée (1) avec la partie restante de la plaquette donneuse (10').

Description

TRAITEMENT THERMIQUE APRES DETACHEMENT SMART-CUT®
La présente invention concerne un procédé de formation d'une structure comprenant une couche en matériau semi-conducteur prélevée à partir d'une plaquette donneuse, le procédé comprenant les étapes successives suivantes : a) implantation d'espèces atomiques pour former une zone de fragilisation dans la plaquette donneuse à une profondeur déterminée ; b) collage de la plaquette donneuse à une plaquette réceptrice; c) apport d'énergie pour détacher ou désolidariser la couche prélevée de la plaquette donneuse au niveau de la zone de fragilisation; d) traitement de la couche prélevée. Ce type de prélèvement de couches est encore appelé Smart-Cut®, et est connu de l'homme du métier. On pourra en particulier trouver des détails dans nombre de documents déjà publiés, tels que par exemple l'extrait pages 50 et 51 de l'ouvrage « Silicon-on-lnsulator technology : material tools VLSI, second édition » de Jean-Pierre Colinge chez « Kluwer Académie Publishers ». L'étape (b) de collage de la plaquette réceptrice (de \a couche prélevée), se fait typiquement au niveau de la surface de la plaquette donneuse ayant subi l'implantation, par l'intermédiaire d'une couche de collage en matériau diélectrique, tel que du Si02. On pourra ainsi former une structure semiconducteur-sur-isolant, telle qu'une structure SOI (dans le cas où la couche prélevée est en silicium), SiGeOI (dans le cas où la couche prélevée est en silicium germanium), sSOI (dans le cas où la couche prélevée est en silicium contraint), SGOI (dans le cas où la couche prélevée comprend une couche de SiGe relaxé sur laquelle repose une couche de Si contraint) ou GeOI (dans le cas où la couche prélevée est en germanium). Typiquement, l'énergie est au moins en partie apportée, lors de l'étape (c), sous forme thermique. C'est alors le budget thermique (le couple température/durée du traitement thermique) qu'il faut considérer pour déterminer le moment où la couche à prélever se détachera. Il est constant d'observer qu'après détachement de la couche prélevée, cette dernière présente des rugosités qui peuvent être importantes, ainsi qu'une diminution de sa qualité cristalline, du fait notamment de l'étape d'implantation et de l'étape de détachement ayant été mises en œuvre antérieurement. En référence à la figure 1 , est schématiquement représentée une structure semiconducteur-sur-isolant 30 (constituée d'une plaquette réceptrice 20 recouverte de la couche prélevée 1 par l'intermédiaire d'une couche isolante électriquement 5) qui présente, dans sa partie semiconductrice (i.e. la couche prélevée 1 ), une telle diminution de qualité cristalline. On peut ainsi observer que la couche prélevée 1 comprend une zone défectueuse 1A, cette zone défectueuse 1A comprenant des défauts cristallins et une rugosité superficielle existants. La zone défectueuse a une épaisseur typiquement autour de 150 nm. En outre, l'étape d'implantation peut avoir provoqué dans la couche à prélever 1 une diminution de la qualité cristalline. La zone défectueuse doit être complètement retirée après détachement, en particulier du fait des défauts présents dans la couche prélevée. Il est ainsi courant de prélever une couche d'épaisseur plus importante afin de complètement retirer ces défauts lors d'opérations de finition réalisées après détachement. A titre d'exemple, la réalisation d'une structure comprenant une couche prélevée de 500 angstrόms d'épaisseur nécessite le transfert de 2000 à 2500 angstrδms et le retrait de 1500 à 2000 angstrόms, par exemple par polissage, gravure sélective ou oxydation sacrificielle. L'étape (d) de traitement de la couche prélevée 1 est ainsi classiquement mise en œuvre pour retirer cette zone défectueuse 1A, et récupérer ainsi au moins une partie de la zone saine 1 B de la couche prélevée 1. Typiquement, on mettra d'abord en œuvre une oxydation de la zone défectueuse 1A, que l'on enlèvera par la suite au moyen d'une gravure chimique en employant de l'acide fluorhydrique HF (réalisant ainsi un traitement dit « d'oxydation sacrificielle »), puis une finition, au moyen par exemple d'un polissage mécanique ou mécano-chimique. Une telle étape (d) de traitement de la couche prélevée 1 est ainsi complexe et coûteuse d'un point de vue économique. En outre, la mise en œuvre de ces moyens de traitement nécessite d'enlever systématiquement le négatif de la plaquette donneuse pour avoir accès à la surface de la couche prélevée 1 , et nécessite donc de retirer du four (dans lequel le traitement thermique de l'étape (c) a été effectué) les plaquettes, ce qui représente une perte de temps, des manipulations supplémentaires des plaquettes, et la nécessité d'utiliser un matériel approprié. Le document FR 2 842 349 tente de pallier ces problèmes en incluant dans la couche à prélever en SiGe, et entre la future zone défectueuse 1 A et la future zone saine 1B sous-jacente, une couche d'arrêt en Si, afin d'améliorer les opérations de finition mises en oeuvre lors de l'étape (d), au moyen d'une double gravure sélective (de la zone défectueuse 1 A et de la couche d'arrêt) qui diminue substantiellement les rugosités mesurées selon leurs valeurs maximales (les « peaks to valleys ») et selon leurs valeurs quadratiques (en Angstrôms RMS) en surface de la zone saine 1 B de SiGe. Cependant, une gravure sélective n'est jamais parfaite, et lorsque le front de la première gravure chimique arrive à l'interface entre la zone défectueuse 1 A et la couche d'arrêt, des rugosités subsistent, cette gravure chimique se faisant alors inégalement sur la surface de la couche d'arrêt. Or, cette dernière étant en général très peu épaisse, la première gravure sélective pourrait la traverser, puis commencer à attaquer la zone saine 1B sous-jacente de façon conséquente. Dans ce même document, est également proposé de faire précéder la gravure sélective d'un polissage, afin de tenter s'affranchir d'une partie de ces problèmes potentiels. Mais la combinaison d'un polissage et d'une gravure sélective rend ces opérations plus complexes et plus longues, avec un coût économique non nécessairement rentable. Dans le document FR 2 842 350, la couche prélevée 1 se compose d'une zone saine 1B en Si contraint et d'une zone défectueuse 1A en SiGe, cette dernière zone étant alors enlevée sélectivement vis-à-vis de la zone saine 1 B. On retrouve ici un problème analogue au précédent lorsque le front de gravure parvient à la zone saine 1 B, cette dernière étant inégalement gravée en surface. On mentionne en outre qu'il a également été proposé de réaliser l'étape (a) d'implantation par implantation de plusieurs espèces atomiques (typiquement en réalisant une implantation d'hélium et une implantation d'hydrogène). Ce type d'implantation est ci-après désigné par le terme de co-implantation. La mise en œuvre d'une co-implantation permet en effet d'utiliser une dose totale d'espèces co-implantées inférieure à la dose utilisée lorsque une seule espèce est implantée. La dose totale en co-implantation représente ainsi typiquement 1/3 de la dose en implantation d'une seule espèce. Il résulte de cette diminution de la dose totale implantée une réduction de l'épaisseur de la zone défectueuse, ce qui permet notamment de réduire ou de simplifier les traitements de finition mis en œuvre après détachement. Toutefois, comme cela a été mis en évidence par la Demanderesse dans sa demande PCT de brevet déposée le 21 Septembre 2004 sous le n° IB2004003300 (et non encore publiée), et dont l'enseignement a été rendu accessible au public en ligne sur le site IP.com le 1er Mars 2005 sous la référence IPCOM000083333D, en relation avec la co-implantation dans une couche de Si, les paramètres de co-implantation qui permettent de minimiser la rugosité conduisent à la formation de certains défauts (de type cloques à l'interface de collage, ou défauts cristallins dans l'épaisseur de la couche prélevée), et réciproquement les paramètres de co-implantation qui permettent de minimiser la formation desdits défauts conduisent à augmenter la rugosité. En d'autres termes, un compromis doit être réalisé entre rugosité et formation de ces défauts, et le recours à une co- implantation ne permet donc pas en tant que tel de résoudre de manière satisfaisante les problèmes mentionnés ci-dessus relatifs à la présence de défauts et à une rugosité superficielle. La présente invention tente de pallier ces problèmes en proposant selon un premier aspect, un procédé de formation d'une structure comprenant une couche prélevée en matériau choisi parmi les matériaux semiconducteurs à partir d'une plaquette donneuse, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) implantation d'espèces atomiques pour former une zone de fragilisation dans la plaquette donneuse à une profondeur voisine de l'épaisseur de la couche à prélever; (b) collage de la plaquette donneuse à une plaquette réceptrice ; (c) apport d'énergie thermique pour désolidariser la couche prélevée de la plaquette donneuse au niveau de la zone de fragilisation ; (d) traitement de la couche prélevée ; caractérisé en ce que l'étape (d) comprend une opération de guérison de la couche prélevée mise en œuvre alors que la couche prélevée est toujours en contact avec la partie restante de la plaquette donneuse, et en ce que l'opération de guérison est mise en œuvre par traitement thermique à une température inférieure à la température de réadhérence de la couche prélevée avec la partie restante de la plaquette donneuse. D'autres caractéristiques de l'invention sont : - ladite température de réadhérence est de l'ordre de 800°C ; - l'étape (c) est mise en œuvre à une température comprise entre 300°C et 550°C ; - la température de guérison est comprise entre 350°C et 800°C ; - la température de guérison est comprise entre 550°C et 800°C ;
- l'opération de guérison se fait en atmosphère inerte, telle qu'une atmosphère d'Ar ou de N2 ;
- l'opération de guérison se fait en atmosphère oxydante ; - l'opération de guérison de l'étape (d) est mise en œuvre en continuité de l'étape (c), dans un même four ;
- l'opération de guérison de l'étape (d) comprend un simple changement de la température à partir de la température de désolidarisation de l'étape (c) jusqu'à la température de guérison choisie ;
- l'étape (c) est mise en œuvre autour de 500°C pendant une durée pouvant aller d'environ 30 minutes à environ 2 heures ;
- l'étape (a) comprend une simple implantation d'hydrogène ou d'hélium ; - l'étape (a) comprend une co-implantation d'hydrogène et d'hélium ;
- l'opération de guérison de l'étape (d) est mis en œuvre par traitement thermique à une température sensiblement comprise entre 575 °C et 625°C ;
- la plaquette donneuse comportant une couche de SiGe, l'étape (a) est réalisée par co-implantation selon des conditions adaptées pour former la zone de fragilisation dans ladite couche de SiGe et pour que le pic de concentration d'hélium soit situé, dans l'épaisseur de la plaquette donneuse , plus en profondeur que la zone d'étalement de l'hydrogène et également plus en profondeur que la zone de fragilisation ;
- le traitement thermique de guérison est mis en œuvre pendant une durée comprise entre 30 minutes et quatre heures;
- une étape permettant de retirer le contact de la couche prélevée avec le reste de la plaquette donneuse est mise en œuvre après l'opération de guérison de l'étape (d), suivi éventuellement d'une opération de finition, comprise dans l'étape (d), comprenant au moins une des opérations suivantes : CMP, gravure chimique, oxydation sacrificielle, recuit thermique, - la couche prélevée est en Siι-xGex, avec 0 < x ≤ 1 , - la couche prélevée comprend du Siι-xGex, avec x≠O, et une couche d'arrêt à une gravure sélective, et l'étape (d) comprend une telle gravure sélective mise en œuvre postérieurement à l'opération de guérison, et après avoir retiré le contact de la couche prélevée (1) avec la partie restante de la plaquette donneuse (10'), - la plaquette donneuse comprend un substrat support en Si massif, une structure tampon en SiGe, et une couche supérieure comprenant du Si-i- xGex, (x≠O), et la plaquette réceptrice est en Si massif, - le procédé comprend en outre, avant l'étape (b), une étape de formation d'une couche de collage sur la plaquette donneuse et/ou sur la plaquette réceptrice, la couche de collage étant en un matériau isolant électriquement, tel que par exemple du Si02, du Si3N ou du SixOyNz. Selon un deuxième aspect, l'invention propose une application dudit procédé de formation d'une structure, à la formation d'une structure semiconducteur-sur-isolant. Selon un troisième aspect, l'invention propose une structure semiconducteur-sur-isolant obtenue après l'opération de guérison de l'étape et après avoir retiré le contact de la couche prélevée avec la partie restante de la plaquette donneuse, présentant des rugosités inférieures à 40ÂRMS. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de mise en œuvre de procédés préférés de celle-ci, donnés à titre d'exemples non limitatif et faits en référence aux dessins annexés auxquels : - la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'une structure semiconducteur-sur-isolant obtenue après la mise en œuvre d'un procédé Smart-Cut® selon l'état de la technique ; - la figure 2 représente une vue en coupe obtenue par TEM par la Demanderesse d'une structure semiconducteur-sur-isolant obtenue après la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention ; - les figures 3a à 3f représentent schématiquement les différentes étapes d'un procédé selon l'invention pour former une structure comprenant une couche prélevée par Smart-Cut® ; - la figure 4 représente une première évolution temporelle des températures des traitements thermiques mis en œuvre lors de l'étape de désolidarisation et de l'opération de guérison de la couche prélevée selon le procédé selon l'invention représenté par les figures 3a à 3f ; - la figure 5 représente une deuxième évolution temporelle des températures des traitements thermiques mis en œuvre lors de l'étape de désolidarisation et lors de l'opération de guérison de la couche prélevée selon le procédé selon l'invention représenté par les figures 3a à 3f ; - les figures 6a, 6b et 6c sont des vues obtenues par TEM d'une plaquette donneuse en Si ayant été soumise à une co-implantation He/H ; - les figures 7, 8 et 9 présentent notamment des résultats de mesure de rugosité sur des structures comportant respectivement une couche prélevée comprenant du Si et SiGe ; - la figure 10 présente notamment des résultats de quantification de défauts pour des structures comportant respectivement une couche prélevée comprenant du Si et SiGe. Un premier but de l'invention est de diminuer la durée, le coût économique, et le nombre des moyens de traitement d'une couche prélevée par Smart-Cut®. Un deuxième objectif de l'invention est de diminuer la quantité de matière enlevée lors du traitement de la couche prélevée par Smart-Cut®. Un troisième objectif de l'invention consiste à améliorer la qualité cristalline de la couche prélevée par rapport à l'état de la technique. Un quatrième objectif de l'invention est de proposer une méthode simple de traitement de la couche prélevée par Smart-Cut® et s'intégrant facilement dans l'ensemble du procédé de prélèvement par Smart-Cut®. Un cinquième objectif de l'invention est de trouver un moyen pour mettre en œuvre un traitement thermique de guérison de la couche prélevée aussi bien en atmosphère inerte qu'en atmosphère oxydante sans pour autant altérer substantiellement les propriétés de la couche prélevée. Un sixième objectif de l'invention est de réaliser des structures semiconducteur-sur-isolant ayant une grande qualité cristalline et une épaisseur de couche utile pouvant être très faible. Un septième objectif de l'invention est de réaliser une telle structure semiconducteur-sur-isolant comprenant du SiGe ou du Ge pour la partie semiconductrice. Un huitième objectif de l'invention est de déterminer des paramètres de détachement (implantation, apport d'énergie) permettant à la fois de réduire l'épaisseur de la zone défectueuse, de limiter la présence de défauts et de minimiser la rugosité de surface. Nous représentons ci-dessous des exemples de mises en œuvre de procédés selon l'invention, ainsi que d'applications selon l'invention, basés sur des couches prélevées par Smart-Cut® en matériau ou en alliage de type IV, et en particulier en Siι.xGex avec xτ0. En référence aux figures 3a à 3f, est illustré un premier procédé de prélèvement d'une couche de S _xGex (avec x ≠ 0) à partir d'une plaquette donneuse pour la transférer sur une plaquette réceptrice, selon l'invention. En référence à la figure 3a, une plaquette donneuse 10, comprenant la couche en Siι_xGex à prélever (non représentée), est illustrée. De manière classique, une plaquette donneuse 10 incluant du S _ xGex, comprend un substrat massif en Si sur lequel a été formée une structure tampon en SiGe (non représentée) composée de différentes couches, de sorte que cette dernière ait une évolution graduelle en épaisseur de sa composition en Ge, allant de 0% au niveau du substrat massif en Si jusqu'à environ 100x% au niveau de l'interface avec une couche supérieure en Si-|.xGex. Bien entendu, la plaquette donneuse 10 peut présenter toutes autres configurations pour lesquelles une couche en Siι-xGex relaxée ou non est présente dans sa partie supérieure. Optionnellement, une couche de Si contraint est formée, par croissance cristalline (par exemple par CVD), sur la couche de Si-ι_xGex. En référence à la figure 3b, une zone de fragilisation 4 est formée dans la plaquette donneuse 10 au niveau de sa partie supérieure en S - χGex. Cette zone de fragilisation 4 est préférentiellement formée par implantation d'espèces atomiques dont le dosage, la nature, et l'énergie sont notamment choisis de sorte à déterminer une profondeur d'implant et un niveau de fragilisation. L'implantation d'espèces atomiques peut être une simple implantation (i.e. une implantation de, principalement, une seule espèce atomique), telle que par exemple une implantation d'hydrogène, d'hélium ou de gaz rares. L'implantation d'espèces atomiques peut être une co-implantation d'espèce atomiques (i.e. une implantation de, principalement, deux espèces atomiques), telle que par exemple une implantation d'hélium suivie d'une implantation d'hydrogène (ou réciproquement). Dans le cas d'une co-implantation, la Demanderesse a remarqué que la zone de fragilisation 4 est en général plus fine que dans le cas d'une simple implantation. La profondeur d'implant est alors choisie de sorte à être voisine ou supérieure de l'épaisseur souhaitée de la couche à prélever 1. Ainsi, dans le cas d'une simple implantation avec de l'hydrogène à environ 6.1016/cm2 et une énergie comprise entre 20 et 60 keV, on pourra obtenir une profondeur d'implant de l'ordre de 300 à 600 nanomètres. Ainsi, dans le cas d'une co-implantation avec de l'hélium à environ 0,9.1016/cm2 et une énergie comprise entre 50 et 90 keV et de l'hydrogène à 1016/cm2 et une énergie comprise entre 20 et 60 keV, on pourra obtenir une profondeur d'implant de l'ordre de 300 à 600 nanomètres. On retrouve ici l'un des avantages de la co-implantation, laquelle permet de réaliser le prélèvement d'une couche mince en utilisant une dose totale d'espèces co-implantées inférieure à la dose devant être utilisée lorsque une seule espèce est implantée. La dose totale en co-implantation représente ainsi typiquement 1/3 de la dose en implantation d'une seule espèce. En référence à la figure 3c, une étape de collage d'une plaquette réceptrice 20 avec le côté de la plaquette donneuse 10 ayant subi la co- implantation, est mise en œuvre. La plaquette réceptrice 20 peut être en Si massif. Antérieurement à l'étape d'implantation, une couche de collage pourra être formée, telle qu'une couche de Si02, de Si3N4, de SixOyNz sur l'une et/ou l'autre des surfaces respectives à coller. Dans le cas où cette ou ces couche(s) de collage est ou sont en S1O2, leur formation peut être effectuée par oxydation thermique ou par dépôt de Si02. L'oxydation thermique de la plaquette réceptrice 20 est habituellement préférée puisqu'elle met en œuvre dans la majorité des cas une oxydation de Si. L'oxydation thermique de la plaquette donneuse 10 peut être réalisée au niveau de la couche à prélever 1 en Siι-xGex. Antérieurement à la mise en contact de la plaquette réceptrice 20 avec la plaquette donneuse 10, une préparation des surfaces à coller peut éventuellement être mise en œuvre, employant les techniques connues de nettoyage et de préparation de surface telles que des solutions SC1 et SC2, des solution ozonées, etc. Le collage peut être en premier lieu réalisé par adhésion moléculaire tenant compte de l'hydrophilie que présente chacune des deux surfaces à coller. En second lieu, et notamment dans le cas où une ou plusieurs couches de collage sont intercalées entre la plaquette donneuse 10 et la plaquette réceptrice 20, un traitement thermique pourra être éventuellement mis en œuvre postérieurement à l'opération de guérison discutée plus loin, pour renforcer davantage le collage, et notamment en créant des liaisons covalentes. Des précisions quant à des méthodes de collage pouvant être utilisées dans le cadre de l'invention, pourront notamment être trouvées dans l'ouvrage « Semiconductor wafer bonding science and technology » de K-Y. Tong et U. Gôsele (Wiley interscience publication, Johnson Wiley &
Son's, Inc.). En référence aux figures 3d et 3e, sont décrites les étapes respectives de désolidarisation et de guérison de la couche prélevée 1. En référence à la figure 3d, l'étape de désolidarisation est réalisée grâce à un apport d'énergie thermique et/ou une énergie mécanique, suffisant pour casser les liaisons faibles au niveau de la zone de fragilisation 4, et ainsi désolidariser la couche prélevée 1 du reste de la plaquette donneuse 10'. L'apport d'énergie thermique est par exemple alors suffisant pour provoquer, au niveau de la zone de fragilisation 4, des effets thermiques sur les espèces gazeuses qui y sont enfermées provoquant la rupture des liaisons faibles, sans qu'il soit nécessaire de faire une intervention mécanique. La désolidarisation pourra être obtenue à des températures comprises entre environ 300°C et environ 550°C pendant des temps plus ou moins longs selon que, respectivement, la température est moins ou plus élevée. On pourra par exemple mettre en œuvre, pour une couche à prélever en Siι_xGex, un traitement thermique à une température d'environ 500°C pendant une durée pouvant aller de 15 à 30 minutes jusqu'à 2 heures. Une telle désolidarisation de la couche prélevée 1 de la partie restante de la plaquette donneuse 10', lorsque réalisée uniquement par traitement thermique, va alors permettre de désolidariser la couche prélevée 1 sans retirer le contact avec la partie restante de la plaquette donneuse 10' (voir la figure 3d pour illustration). Il est alors possible de réaliser le traitement thermique de guérison directement à la suite de la désolidarisation, sans nécessairement sortir les plaquettes du four (dans lequel a eu lieu le traitement thermique de détachement), et sans devoir faire des manipulations supplémentaires. En outre, la partie restante de la plaquette donneuse 10' offre une protection à la couche prélevée 1 contre d'éventuels contaminants, oxydants, ou autres espèces, ce qui offre la possibilité de mettre en œuvre un traitement de guérison dans des atmosphères diverses. Ainsi, dans le cadre de ce procédé selon l'invention, et en référence à la figure 3e, on mettra en œuvre une opération de guérison par traitement thermique à .une température T2 choisie inférieure à la température de réadhérence à partir de laquelle la couche prélevée 1 réadhère (ou se resolidarise) avec la partie restante de la plaquette donneuse 10'. De manière avantageuse, la température de réadhérence est considérée ici, dans le cadre de l'invention, et en se basant sur des expériences réalisées par la Demanderesse, égale à environ 800°C. Ce traitement thermique de guérison de la couche prélevée 1 est mis en œuvre en atmosphère inerte (telle qu'une atmosphère d'Ar ou de N2), légèrement oxydante ou oxydante. De manière optionnelle, la température T2 peut être supérieure à la température T-i à laquelle les plaquettes 10 et 20 ont été soumises lors de l'étape de solidarisation. La température T2 peut ainsi par exemple se situer entre 350 °C et 800°C, maintenue pendant 30 minutes à 4 heures. La température T2 peut être plus particulièrement comprise entre 550°C et 800°C. En référence aux figures 4 et 5, sont donnés des exemples d'évolutions possibles de températures selon l'invention lors des phases de solidarisation et de guérison de la couche prélevée 1. Ainsi, en référence à la figure 4, un premier pallier à environ 500°C est atteint et maintenu pendant environ 30 minutes afin de réaliser au bout du compte une désolidarisation (au niveau de la flèche 1000), puis une élévation de la température à 600°C environ pour réaliser une opération de guérison selon l'invention (au niveau du pallier de température 2000). Cette opération de guérison pourrait alors durer de 30 mn à 2 heures. La température de guérison peut par exemple être ainsi maintenue pendant 30 à 60 minutes. En référence à la figure 5, la désolidarisation ne se réalise pas ici au cours d'un pallier de température mais lors d'une montée en température
(par exemple à une température autour de 500°C, au niveau de la flèche 1000 sur la figure), puis le pallier 2000 de température de guérison est atteint à environ 600°C. De manière surprenante, la Demanderesse a ainsi remarqué qu'en mettant en oeuvre une telle opération de guérison de la couche prélevée 1 , cette dernière présentait alors : - une amélioration de la qualité cristalline de ses parties endommagées lors de l'implantation (en référence à la figure 3b) et lors de la désolidarisation (en référence à la figure 3d) ; - une surface lissée, notamment pour les rugosités haute fréquence (rugosité HF). En référence à la figure 3f, on retire la partie restante de la plaquette donneuse 10' du contact avec la couche prélevée et guérie 1 ', pour obtenir au final une structure 30, comprenant une couche prélevée et guérie Y en Siι_xGex et la plaquette réceptrice 20. Cette structure 30 présente une qualité cristalline améliorée et une rugosité diminuée, sans qu'il y ait eu besoin de mettre en œuvre une opération intermédiaire d'oxydation sacrificielle et donc sans qu'il y ait eu une perte importante d'une partie de la couche prélevée 1 . Des étapes de finition peuvent alors éventuellement être mises en œuvre pour retirer les quelques faibles rugosités et les quelques défauts cristallins subsistant en surface de la couche prélevée 1 ', telles que la mise en œuvre d'une CMP, d'un polissage ou d'une gravure chimique. Optionnellement, une couche de Si peut être épitaxiée sur la couche de Sh_xGex de sorte à être contrainte élastiquement. Dans un cas particulier selon l'invention, une couche de Si contraint a été formée avant prélèvement sur la couche de Si-ι_xGex. La structure 30 couche comprend alors dans ce cas une couche prélevée 1 ' présentant une couche de Si contraint sur laquelle repose une couche de Si-ι-xGex. Eventuellement, la couche de Siι.xGex est enlevée (par exemple par gravure sélective en employant par exemple du HF:H202 ':CH3COOH) afin d'obtenir une structure finale sSOI. Dans un autre cas particulier selon l'invention, où la couche prélevée en S -xGex 1 comprend une ou plusieurs couche(s) d'arrêt, telle qu'une couche en Siι_yGey avec y e [0 ;1] et y?x (formée dans la couche à prélever, antérieurement au prélèvement), on pourra avantageusement mettre en œuvre au moins une gravure sélective (combinée ou non avec un polissage) en employant les solutions connues, et permettant de réaliser une étape de finition particulièrement performante, tel que cela est notamment enseigné dans les documents FR 2 842 349 et FR 2 842 350. Cette couche de Siι.yGey peut par exemple être du Si contraint élastiquement par le Si-t.xGex voisin (dans le cas où y=0). En effet, la précédente opération de guérison ayant considérablement diminué les rugosités superficielles et les non-uniformités d'épaisseur dans la couche prélevée 1 , il est possible de mettre alors en œuvre des gravures sélectives sensiblement identiques à celles de l'état de la technique, mais en supprimant ainsi les inconvénients qu'elles pouvaient présenter (décrits plus haut dans ce document). En référence à la figure 2, une structure 30 SGOI à 20% de Ge (photographiée par TEM) obtenue par la Demanderesse suite à un traitement thermique de guérison post-désolidarisation à 600°C, montre une couche prélevée guérie 1 ' (couvrant une couche de Si02 5) qui comprend très peu de défauts cristallins et très peu de rugosités par rapport à celle de la structure semiconducteur-sur-isolant de la figure 1. On remarquera notamment la disproportion entre l'épaisseur de la zone défectueuse 1 A de la couche prélevée 1 en référence à la figure 1 et celle de la couche prélevée guérie l' en référence à la figure 2. De même, et pour une même épaisseur de couches prélevées 1 pour la figure 1 et pour la figure 2, la zone saine 1B est bien plus importante en proportion dans le SGOI obtenu selon l'invention que dans le semiconducteur-sur-isolant selon l'état de la technique. On notera que la réduction de l'épaisseur de la zone défectueuse 1A est plus particulièrement observée lorsque l'on forme la zone de fragilisation par co-implantation d'espèces atomiques. Cela est principalement dû au fait, déjà mentionné précédemment, que la dose totale d'espèces co-implantées est nettement inférieure à la dose devant être implantée lorsque une seule espèce est implantée. Ainsi la co-implantation présente l'avantage, par rapport à l'implantation d'une seule espèce, de réduire l'épaisseur de la zone défectueuse, ce qui permet notamment de réduire ou de simplifier les traitements de finition mis en œuvre après détachement. Des résultats de mesures de rugosités sur une structure SGOI à 20% de Ge, effectuées par la Demanderesse, sont présentés dans le tableau ci- dessous. Ces mesures ont été réalisées juste après désolidarisation à 500°C pendant 30 minutes suite à de simples implantations ou de co- implantations, et un traitement de guérison à 500°C ou à 600°C. Les rugosités ont été mesurées à l'aide d'un microscope à force atomique AFM en balayant des surfaces de 10*10 μm2, et sont exprimées en valeurs RMS et en « Peak to Valley » (PV). Il y a lieu de noter que la Demanderesse a effectué un nombre de mesures suffisant pour valider les résultats.
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De ce tableau, on peut noter que, dans tous les cas de figure (implantation d'une seule espèce, ou co-implantation de plusieurs espèces), une guérison à 600°C diminue de près d'un tiers les rugosités aussi bien moyennes (RMS) que maximales (PV), par rapport à un traitement de guérison effectué à la température de désolidarisation (d'environ 500°C) suite à une implantation d'une seule espèce, les rugosités étant inférieures à 40Â RMS, voire pour les cas de co-implantation inférieures à 35À RMS, et inférieures à 275Â PV. La Demanderesse a ainsi établi que les rugosités sont substantiellement moins importantes dans le cas où la couche prélevée 1 a subi un traitement de guérison. De ce tableau, on remarque aussi que les rugosités sont moins importantes dans le cas d'une co-implantation que dans le cas d'une implantation. D'autres résultats de mesure de rugosités sur une structure sSI (pour laquelle on a réalisé le dépôt d'une couche de Si contraint sur une couche de SiGe à 20% de Ge), effectuées par le Demanderesse sont présentés ci- après. Ces résultats concernent plus particulièrement certains des paramètres de détachement, et notamment divers paramètres de co- implantation. On rappelle ci-après différents problèmes rencontrés lors de la formation d'une structure comprenant une couche en Si prélevée à partir d'une plaquette donneuse selon un procédé de prélèvement de couches du type Smart-Cut®. Ces problèmes ont été discutés dans la demande PCT de la Demanderesse déjà mentionnée précédemment, et dont l'enseignement a été rendu accessible au public le 1er mars 2005 sous la référence IPCOM000083333D. Le recours à une co-implantation peut effectivement entraîner la formation de cloques à l'interface de collage et de défauts dans l'épaisseur de la couche prélevée. Des particules ou des substances organiques présentes sur l'une et/ou l'autre des plaquettes à coller peuvent empêcher le collage de se réaliser de manière satisfaisante en certaines régions de l'interface de collage. Les espèces implantées peuvent alors diffuser dans les régions de l'interface de collage faiblement collées, formant des cloques (ou « blisters » selon la terminologie anglo-saxonne) au niveau de l'interface de collage. Par ailleurs, localement, l'énergie du collage peut ne pas être suffisante pour permettre le détachement de la plaquette donneuse. Certaines zones de la couche prélevée peuvent ainsi ne pas être transférées sur la paquette réceptrice (ces zones sont communément désignées par l'appellation de « zones non transférées » ou ZNT). En outre, on peut observer, selon les conditions de co-implantation retenues, des défauts cristallins de type nano cavités (présentant un diamètre de quelques nanomètres) dans l'épaisseur de la couche prélevée, au delà de la zone défectueuse. Ces défauts peuvent résulter d'une agglomération d'atomes de Silicum ou de Germanium déplacés au cours de l'implantation. En particulier, lorsque l'hélium est implanté sensiblement à la même profondeur que l'hydrogène, ces défauts de type nano cavités (situés au delà de la zone défectueuse, mais tout autant indésirables que les défauts présents dans la zone défectueuse) sont observés dans l'épaisseur de la couche prélevée. L'apparition de ces défauts nécessite le retrait post détachement d'une épaisseur de matériau plus importante que nécessaire, et donc nécessite le prélèvement d'une couche plus épaisse. En référence aux vues des figures 6a, 6b et 6c obtenues par photographies TEM, on a ainsi représenté une co-implantation d'hélium et d'hydrogène dans une plaquette donneuse en Si en vue d'un prélèvement d'une couche suite à un traitement thermique de détachement. Ainsi la figure 6a représente une vue obtenue par photographie TEM d'une plaquette donneuse en Si ayant été soumise (cf. flèches) à une co- implantation d'hélium et d'hydrogène. La distribution de ces espèces dans l'épaisseur de la plaquette donneuse est perceptible (points foncés) sur cette figure 6a. Après collage à une plaquette réceptrice, un traitement thermique conduit à la désolidarisation au niveau de la zone de fragilisation (cf. figure 6b). La figure 6c représente quant à elle (en vue inversée par rapport à la figure 2) la couche prélevée après détachement et transfert sur une plaquette réceptrice. Sur cette figure 6c, on peut observer la zone défectueuse à proximité de la surface, ainsi que le présence de défauts (points foncés) dans l'épaisseur de la couche prélevée. Chacune des espèces implantées est distribuée, dans l'épaisseur de la plaquette donneuse, selon un profil de répartition présentant une zone d'étalement dans laquelle l'espèce est principalement concentrée et présente un pic de concentration maximale. Plus précisément, la répartition a un profil quasi-gaussien présentant une déviation standard (définissant ladite zone d'étalement dans laquelle l'espèce est principalement distribuée, par exemple dans laquelle on retrouve 70% de l'espèce implantée) et un pic de concentration maximale qui dépendent notamment de l'énergie d'implantation. Les atomes d'hélium diffusent dans une matrice de Si plus facilement que les atomes d'hydrogène. Ainsi, si l'hélium est implanté à proximité de l'interface de collage, le risque que des cloques et des défauts cristallins au delà de la zone défectueuse se forment augmente. Une approche pour remédier à ce problème consiste à implanter l'hélium plus en profondeur que l'hydrogène, de manière à ce que la région contenant l'hydrogène implanté puisse bloquer la diffusion de l'hélium. Il s'agit plus précisément de contrôler les paramètres de co-implantation de sorte que le pic d'hélium soit situé plus en profondeur que la zone d'étalement de l'hydrogène. Toutefois, il a été montré que la rugosité après détachement ne suit pas la même tendance, et tend à augmenter lorsque l'hélium est implanté plus profondément que l'hydrogène. Cela signifie que les conditions d'implantation (i.e. doses et énergies d'implantation) ne permettent pas de contrôler indépendamment la rugosité et la formation de cloques et de défauts cristallins au delà de la zone défectueuse. Il est ainsi nécessaire de faire un compromis entre les meilleurs paramètres pour limiter la formation de cloques et de défauts et les meilleurs paramètres pour limiter la rugosité de surface. Une solution permettant de surmonter ce problème a déjà été proposée par la Demanderesse dans sa demande PCT de brevet déjà mentionnée précédemment et dont l'enseignement a été rendu accessible au public le 1er Mars 2005. D'une manière générale, cette solution consiste à contrôler précisément la position relative des pics d'hélium et d'hydrogène dans la plaquette donneuse implantée (le pic d'hélium étant situé au niveau de la zone de fragilisation et plus en profondeur que la zone d'étalement de l'hydrogène), et à contrôler conjointement la dose de chacune des espèces
(la dose d'hélium représentant environ 40% à 60% de la dose totale). En réalisant l'étape d'implantation par co-implantation selon les paramètres énoncés ci-dessus, un compromis satisfaisant peut être trouvé entre la rugosité et la formation de défauts. Les expériences réalisées par la Demanderesse sur le détachement au niveau de couches contenant du Ge (typiquement des couches de SiGe comportant plus de 15% de Ge) ont conduit à des résultats surprenants en ce qui concerne la rugosité et la formation de cloques et de défauts cristallins au delà de la zone défectueuse. Un mode de réalisation possible du procédé selon la présente invention consiste ainsi : - à réaliser une co-implantation, typiquement d'hélium et d'hydrogène, dans une couche de SiGe, selon des paramètres d'implantation adaptés pour décaler les pics de concentration de l'hélium et d'hydrogène, notamment pour que le pic d'hélium soit situé plus en profondeur que la zone d'étalement d'hydrogène, mais également pour que le pic d'hélium soit situé plus en profondeur que la zone de fragilisation, - et à mettre en oeuvre un traitement thermique de guérison post désolidarisation à une température de l'ordre de 600°C (+/- 25 °C), pouvant être maintenue pendant 30 minutes à quatre heures, par exemple pendant environ une heure. Typiquement, les paramètres d'implantation sont adaptés pour
« placer » le pic d'hélium à une profondeur environ 1 ,2 fois supérieure à la profondeur du pic d'hydrogène. A titre d'exemple, pour les conditions de dose et d'énergie d'implantation présentées dans la présente demande, cela revient à placer le pic d'hélium à plus de 500 angstroms du pic d'hydrogène. La dose d'hélium est comprise entre 30% et 70% de la dose totale (hydrogène + hélium), de préférence comprise entre 40% et 60% de la dose totale. La dose totale représente typiquement quelques 1016atomes/cm2, sans que cela soit limitatif. Un tel mode de réalisation permet de réduire fortement les rugosités
(notamment hautes fréquences), et rend de surcroît les faibles rugosités indépendantes de la profondeur d'implantation de l'hélium. On peut ainsi, dans le cadre de ce mode de réalisation, implanter l'hélium plus profondément que l'hydrogène, ce qui permet de limiter la formation de cloques et de défauts cristallins au delà de la zone défectueuse dans la couche prélevée, la diffusion de l'hélium dans la couche transférée étant bloquée par la zone d'étalement de l'hydrogène. En conséquence, ce mode de réalisation permet de minimiser à la fois la rugosité post détachement, le nombre de défauts de type cloques et le nombre de défauts présents dans l'épaisseur de la couche prélevée. Cela conduit à autoriser le prélèvement d'une épaisseur totale moindre, ce qui permet de réduire, ou tout du moins de simplifier, les opérations de finition post-détachement (polissage, gravure sélective, oxydation sacrificielle, etc.). En particulier, il est alors possible, pour former une structure comprenant une couche prélevée d'épaisseur 500 angstroms de n'avoir à prélever qu'une épaisseur de 1500 angstroms, et par conséquent de réduire l'épaisseur de la zone à retirer à environ 1000 angstroms. On a représenté sur les figures 7 à 9 des mesures de rugosité postdétachement sur une structure SOI et une structure SGOI à 20% de Ge. Ces mesures ont été réalisées juste après désolidarisation suite à de simples implantations d'hydrogène (désignées par Honly sur ces figures) ou des co-implantations hélium/hydrogène (désignées par Col sur ces figures), et un traitement de guérison d'une heure, à 500°C ou à 600°C. Plus précisément, l'évolution de la température lors des phases de désolidarisation et de guérison était la suivante : maintien d'un palier à
350°C pendant environ une heure, puis élévation de la température selon une rampe de 5°C/mn, puis maintien d'un palier (pour réaliser la guérison) respectivement à 500°C et à 600°C pendant environ une heure. Les figures 7 et 8 représentent ainsi des mesures de rugosité à hautes fréquences réalisées par balayage respectivement d'une surface de 2*2μm2 et d'une surface de 10*10μm2 à l'aide d'un microscope AFM. La figure 9 représente des mesures de rugosité à basses fréquences réalisées par profilométrie à l'aide de l'outil Dektak® de la société Veeco Instruments Inc. Sur chacune de ces figures 7 à 9, on a représenté des résultats de mesure de rugosité exprimés à gauche en valeurs moyennes (RMS) et à droite en valeurs maximales (PV). Sur ces figures, on a porté le résultat de mesures réalisées suite à des implantations dans une couche de Si, et dans une couche de SiGe (cf. figure 7 sur laquelle les colonnes relatives respectivement au Si et au SiGe sont clairement distinguées). Concernant le Si, deux plaquettes, soumises à une co-implantation
He/H, ont été étudiées. Les paramètres de co-implantation étaient les suivants : H : 30kev-1.1016/cm2 He : 52 ou 60 keV - 1.01016/cm2 Concernant le SiGe, cinq plaquettes ont été étudiées, à savoir une plaquette soumise à une implantation de H seul (H : 30 keV, 6.1016/cm2), et les quatre autres soumises à une co-implantation He/H selon les paramètres suivants : H : 30 keV - 1.1016/cm2 He : 48, 52, 56 ou 60 keV - 1.1016/cm2 La figure 7 confirme le gain très intéressant en terme de rugosités hautes fréquences lié à la co-implantation He/H en comparaison H seul (et cela que ce soit suite à un traitement de guérison à 500°C ou à 600°C). On observe toutefois que pour un traitement haute température à 600°C, la rugosité diminue fortement (typiquement de plus de moitié) pour toutes les variantes, y compris implantation H seul et co-implantation. Et ces valeurs de rugosité se montrent encore plus faibles lorsqu'une co- implantation est réalisée. Par ailleurs, on observe, pour un traitement à 500°C (et cela de manière similaire à ce qui a été observé dans le Si) que la rugosité tend à augmenter lorsque le pic d'hélium est situé plus en profondeur que la zone de fragilisation (typiquement ici pour des énergies d'implantation de l'hélium supérieure à 56 keV). En revanche, dans le cadre d'un traitement haute température à
600°C, la rugosité n'est sensiblement pas modifiée lorsque l'on vient implanter l'hélium plus profondément que la zone de fragilisation. On observe ici un comportement inattendu, à encontre de ce qui a été observé dans le Silicium, ainsi que dans le SiGe lors d'un traitement à 500°C. Les résultats présentés sur les figures 8 et 9 confirment ces observations. Le comportement en co-implantation, lors d'un traitement de guérison à 600°C, est surprenant dans la mesure où le phénomène jusqu'ici constaté par la Demanderesse dans le cadre d'un détachement au niveau d'une couche de Si était celui d'une augmentation de la rugosité lorsque l'énergie d'implantation de l'hélium était augmentée (pic d'hélium décalé plus en profondeur que la zone de fragilisation). Le phénomène de lissage des surfaces post-détachement est donc lié non seulement à la température du traitement de guérison, mais également aux types de matériaux présents dans la plaquette donneuse.
Dans les expériences réalisées, la différence réside dans la présence de Ge dans une plaquette en SiGe, une plaquette en Si en étant évidemment dépourvue. En référence à la figure 10, la Demanderesse a également réalisé des mesures visant à constater le nombre de défauts (type ZNT, cloques) présents dans les différentes couches transférées. L'observation macroscopique (en lumière rasante) permet de détecter les défauts de type ZNT ou cloques. On considère ici la somme de ces défauts (ZNT + cloques) comme étant représentative des défauts spécifiques liés à l'implantation et observés post-détachement. Un nombre important de défauts est constaté dans les deux variantes
He : 48keV et He :52keV, c'est-à-dire les variantes pour lesquelles le profil de répartition de l'hélium est superposé ou quasi superposé avec le profil de l'hydrogène (le pic d'hélium étant alors « à l'intérieur » de la zone d'étalement de l'hydrogène). En revanche, un faible nombre de défauts est constaté dans les variantes He : 56 keV et He : 60 keV, c'est-à-dire les variantes pour lesquelles le pic du profil de répartition de l'hélium est situé plus en profondeur que la zone d'étalement de l'hydrogène. En d'autres termes, les défauts de type cloques sont minimisés lors d'une implantation profonde de l'hélium (et cela, dans le cas d'une guérison à 600°C, sans que la rugosité ne soit augmentée). Bien entendu, l'homme du métier pourra sans difficulté transposer l'invention présentée ici à d'autres matériaux que le S .xGex dans la mesure où il connaît les propriétés et les grandeurs physiques associées à ces autres matériaux. On pourra ainsi adapter le procédé selon l'invention à des couches prélevées en matériau lll-V ou ll-VI. On pourra aussi étendre tous ces matériaux à ceux comprenant du carbone en petite quantité (environ 5%) ou des dopants.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de formation d'une structure (30) comprenant une couche prélevée (1) en matériau choisi parmi les matériaux semiconducteurs à partir d'une plaquette donneuse (10), le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) implantation d'espèces atomiques pour former une zone de fragilisation (4) dans la plaquette donneuse (10) à une profondeur voisine de l'épaisseur de la couche à prélever (1 ) ; (b) collage de la plaquette donneuse à une plaquette réceptrice (20) ; (c) apport d'énergie, thermique pour désolidariser la couche prélevée (1) de la plaquette donneuse (10) au niveau de la zone de fragilisation (4) ; (d) traitement de la couche prélevée (1 ) ; caractérisé en ce que l'étape (d) comprend une opération de guérison de la couche prélevée (1) mise en œuvre alors que la couche prélevée (1 ) est toujours en contact avec la partie restante de la plaquette donneuse (10'), et en ce que l'opération de guérison est mise en œuvre par traitement thermique à une température inférieure à la température de réadhérence de la couche prélevée (1) avec la partie restante de la plaquette donneuse (10').
2. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite température de réadhérence est de l'ordre de 800°C.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (c) est mise en œuvre à une température comprise entre 300°C et 550°C.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de guérison est comprise entre 350°C et 800°C.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de guérison est comprise entre 550°C et 800°C.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opération de guérison se fait en atmosphère inerte, telle qu'une atmosphère d'Ar ou de N2.
7. Procédé de formation d'une structure selon l'une des revendications • 1 à 5, caractérisé en ce que l'opération de guérison se fait en atmosphère oxydante.
8. Procédé de formation d'une structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opération de guérison de l'étape (d) est mise en œuvre en continuité de l'étape (c), dans un même four.
9. Procédé de formation d'une structure selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'opération de guérison de l'étape (d) comprend un simple changement de la température à partir de la température de désolidarisation de l'étape (c) jusqu'à la température de guérison choisie.
10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape (c) est mise en œuvre autour de 500°C pendant une durée pouvant aller d'environ 30 minutes à environ 2 heures.
11. Procédé de formation d'une structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (a) comprend une simple implantation d'hydrogène ou d'hélium.
12. Procédé de formation d'une structure selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que l'étape (a) comprend une co-implantation d'hydrogène et d'hélium.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opération de guérison de l'étape (d) est mis en œuvre par traitement thermique à une température sensiblement comprise entre 575 °C et 625°C.
14. Procédé selon la revendication 12 et la revendication 13, dans lequel la plaquette donneuse comporte une couche de SiGe, caractérisé en ce que l'étape (a) est réalisée selon des paramètres d'implantation adaptés pour former la zone de fragilisation dans ladite couche de SiGe et pour que le pic de concentration d'hélium soit situé, dans l'épaisseur de la plaquette donneuse, plus en profondeur que la zone d'étalement de l'hydrogène et plus en profondeur que la zone de fragilisation.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement thermique de guérison est mis en œuvre pendant un durée comprise entre 30 minutes et quatre heures.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une étape permettant de retirer le contact de la couche prélevée (1) avec le reste de la plaquette donneuse (10') est mise en œuvre après l'opération de guérison de l'étape (d).
17. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, après avoir retiré le contact de la couche prélevée (1 ) avec le reste de la plaquette donneuse (10'), l'étape (d) comprend en outre au moins une des opérations suivantes : CMP, gravure chimique, oxydation sacrificielle, recuit thermique.
18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche prélevée (1 ) est en Siι_xGex, avec 0 < x ≤ 1.
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la couche prélevée (1 ) est en Si contraint et en Siι_xGex avec 0 < x < 1.
20. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche de Si-t-xGex est, après l'étape (d), gravée sélectivement vis-à-vis de la couche de Si contraint.
21. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche prélevée (1 ) comprend du Siι-xGex, avec x?0, et une couche d'arrêt à une gravure sélective, et en ce que l'étape (d) comprend une telle gravure sélective mise en œuvre postérieurement à l'opération de guérison, et après avoir retiré le contact de la couche prélevée (1 ) avec la partie restante de la plaquette donneuse (10').
22. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaquette donneuse (10) comprend un substrat support en Si massif, une structure tampon en SiGe, et une couche supérieure comprenant du Siι-xGex (x?θ), et en ce que la plaquette réceptrice (20) est en Si massif.
23. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, avant l'étape (b), une étape de formation d'une couche de collage sur la plaquette donneuse (10) et/ou sur la plaquette réceptrice (20), la couche de collage étant en un matériau isolant électriquement, tel que par exemple du Si02, du Si3N ou du SixOyNz.
24. Application du procédé selon la revendication précédente, à la formation d'une structure semiconducteur-sur-isolant.
25. Structure semiconducteur-sur-isolant (30) obtenue après l'opération de guérison de l'étape (d) du procédé selon l'une des revendications 1 à 23 et après avoir retiré le contact de la couche prélevée (1) avec la partie restante de la plaquette donneuse (10'), présentant des rugosités inférieures à 40ÂRMS.
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