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La technologie Smart Cut™ : une référence industrielle, le choix gagnant
La technologie Smart Cut a été développée par Michel Bruel du CEA-Leti, l’un des premiers laboratoires de recherche en microélectronique au monde. Soitec l’a adaptée pour la production en série et a déposé plus de 2 000 brevets pour en protéger l’exploitation à l’international. Ayant acquis l'exclusivité de l’exploitation, Soitec a ainsi créé une nouvelle référence, en tant que fournisseur, mais aussi en accordant des licences à des sous-traitants procédés ou matériaux. Shin Etsu Handotai, au Japon, est la première entreprise à avoir exploité sous licence la technologie Smart Cut.
Soitec applique la technologie Smart Cut pour la production en fort volume de plaques Silicium sur Isolant (SOI), première mise en œuvre industrielle de cette technologie, également utilisée pour fabriquer des structures innovantes ouvrant des nouvelles solutions aux clients.
La révolution Smart Cut réside dans la capacité nouvelle de transférer des couches monocristallines, fines à ultrafines, d’un substrat donneur à un substrat support. Contrairement aux techniques de dépôt classiques (CVD), la technologie Smart Cut agit comme un scalpel à l’échelle atomique, autorisant à repousser les limites physiques classiques de dépôt des couches minces, telles que l’accord de mailles ou de dilatation thermique.
La technologie Smart Cut est fondée sur l’association de l’implantation ionique d’ions légers et du collage par adhésion moléculaire. L’implantation permet de définir, avec une grande précision sur l’épaisseur, une zone de cavités affaiblissant le matériau donneur. Après collage avec la plaque de destination, l’effet raidisseur obtenu et l’intégrité du collage permet, avec un ajout d’énergie, de déclencher le transfert de la couche.
L’application en fort volume a permis de concrétiser et de confirmer les avantages industriels offerts par la technologie Smart Cut :
- L’utilisation de l’implantation ionique permet un contrôle de l’uniformité d’épaisseur au niveau atomique.
- L’épaisseur des couches de silicium et d’oxyde de l’empilement SOI peut être controlée facilement et indépendamment de quelques nm à quelques µm.
- Le substrat donneur peut être recyclé à maintes reprises pour générer de nombreuses couches à partir du même donneur.
- L’ensemble des étapes de fabrication peut être réalisé avec des outils standard de l’industrie microélectronique, ce qui permet une grande flexibilité pour suivre les évolutions du marché (diamètre des tranches) mais autorise aussi des coûts de fabrication agressifs.
Mis au point pour les composants silicium de pointe, les produits SOI de films minces et ultra-minces sont conçus pour des applications CMOS de hautes performances pour les serveurs, les ordinateurs personnels ou les consoles de jeux. Ils se prêtent idéalement aux produits combinant une faible consommation et un besoin élevé de performance de traitement des données, substrats de départ pour des applications innovantes dites totalement déplétées destinées aux solutions mobiles de nouvelle génération.
Fabriquées en couches plus épaisses, les structures SOI augmentent la fiabilité électrique des composants de puissance et sont utilisés pour les applications automobiles.
Associée à d’autres solutions Soitec, la technologie Smart Cut permet d’innover et de se distinguer dans de nouveaux domaines, tels que les applications 3D, les LED, la photonique, les écrans d’affichage et les cellules solaires.