FR3002081A1 - Plaquette composite et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

Plaquette (10) composite qui comprend : - un substrat (11) comprenant un cœur (12) en carbone poreux et une couche (14) d'encapsulation, et - une couche (18) fonctionnelle à base de SiC liée sur le substrat (11), la couche (18) fonctionnelle comprenant, à une région (17) d'interface avec la couche (14) d'encapsulation, au moins un carbure formé par la réaction d'une partie de la couche (18) fonctionnelle sur un métal formant du carbure, la quantité de métal formant du carbure intégrée sur l'épaisseur de la couche (18) fonctionnelle allant de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2.

Description

Plaquette composite et son procédé de fabrication. Domaine de l'invention Les modes de réalisation décrits dans le présent 5 mémoire se rapportent à des plaquettes, en particulier à des plaquettes composites ayant un substrat et une couche fonctionnelle à base de SiC disposée sur le substrat et à des procédés pour fabriquer des plaquettes de ce genre. Arrière-plan 10 Les dispositifs à semi-conducteurs à base de SiC offrent un certain nombre d'avantages par rapport aux dispositifs plus communs fait à partir de plaquettes de silicium. C'est ainsi, par exemple, que SiC, qui résiste à des températures hautes et qui a une grande bande interdite, 15 convient bien pour des applications dans des électroniques de haute température, telles que des dispositifs électroniques de puissance et des capteurs de haute température. En raison du coût de SiC, une mince couche fonctionnelle 20 à base de SiC est. souhaitable pour des dispositifs à base de SiC. On peut mettre la couche fonctionnelle sur un substrat qui fournit la matière de base et permet d'obtenir une stabilité mécanique et thermique suffisante pendant le traitement de la couche de SiC et 25 éventuellement aussi dans le dispositif final. Outre qu'il doit être moins coûteux que du SiC, le substrat doit bien y adhérer, doit être facile à manipuler et pouvoir résister aux conditions du traitement, telles que des températures hautes, et ne doit pas polluer 30 l'équipement de traitement par des substances indésirables.

Résumé Suivant un mode de réalisation de l'invention, celle-ci vise une plaquette comprenant - un substrat comprenant un coeur de substrat en 5 carbone poreux et une couche d'encapsulation, la couche d'encapsulation encapsulant le coeur du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène. - une couche fonctionnelle à base de SiC liée sur le substrat, la couche fonctionnelle à base de SiC 10 comprenant, à une région d'interface avec la couche d'encapsulation, au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure formé par la réaction d'une partie de la couche fonctionnelle à base de SiC sur un métal formant du carbure et du siliciure, la quantité de métal formant du 15 carbure et du siliciure intégrée sur l'épaisseur de la couche fonctionnelle allant de 10 -4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2. Suivant un mode de réalisation de l'invention, une plaquette comprend une couche fonctionnelle à base de SIC, la couche (fonctionnelle à base de SiC comprenant, 20 sur une face, au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure formé par réaction d'une partie de la couche fonctionnelle à base de SiC sur un métal formant du carbure et du siliciure. La quantité du métal formant du carbure et du siliciure intégrée sur l'épaisseur de la 25 couche fonctionnelle va de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2. Suivant une variante, au moins une partie de la couche d'encapsulation, reliant la face du substrat faisant face à la couche fonctionnelle et une face du substrat 30 opposée à la couche fonctionnelle, est conductrice de l'électricité.

L'invention vise aussi un procédé de fabrication d'une plaquette composite. Le procédé dans lequel : on se procure un coeur de substrat en carbone poreux ; on encapsule le coeur du substrat en utilisant une couche 5 d'encapsulation en obtenant ainsi un substrat ;on se procure une couche fonctionnelle à base de SiC ; on forme une couche d'adhérence comprenant un métal formant du carbure et du siliciure sur la couche fonctionnelle à base de SiC ou sur une partie de la couche 10 d'encapsulation, la couche d'adhérence ayant une épaisseur comprise entre 1 nm et 10 nm ou entre 1 nm et 100 nm ; on met la couche fonctionnelle à base de SiC en position sur le substrat de manière à ce que la couche d'adhérence soit interposée entre la couche 15 d'encapsulation et la couche fonctionnelle ; et on lie la couche fonctionnelle à base de SiC sur le substrat de manière à ce qu'au moins une partie du métal formant du carbure et du siliciure de la couche d'adhérence réagisse sur une partie du SiC de la couche fonctionnelle pour 20 former au moins un carbure et un siliciure, la couche d'encapsulation encapsulant le coeur du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène. L'invention vise aussi une plaquette composite comprenant 25 un substrat, le substrat comprenant un coeur de substrat en carbone poreux et une couche (d'encapsulation, la couche d'encapsulation comprenant du SiC formé réactivement et encapsulant le coeur du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène, et une couche 30 fonctionnelle à base de SiC liée sur le substrat, la couche fonctionnelle à base de SiC comprenant en une région d'interface avec la couche d'encapsulation au moins l'un d'un carbure, d'un siliciure et d'un mélange des deux.

L'invention vise enfin un procédé de fabrication d'une plaquette composite dans lequel : on se procure un coeur de substrat en carbone poreux ; on forme une couche de Si sur le coeur du substrat, et on forme réactivement une couche de SiC à partir de la couche de Si de manière à ce que le coeur du substrat soit encapsulé dans une couche d'encapsulation qui comprend la couche de SiC et qui encapsule le coeur du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène en obtenant ainsi un substrat ; on se procure une couche fonctionnelle à base de SiC ; on forme une couche d'adhérence comprenant du métal formant du carbure et du siliciure sur la couche fonctionnelle à base de SiC ou sur une partie de la couche d'encapsulation ; on met la couche fonctionnelle à base de SiC en position sur le substrat de manière à ce que la couche d'adhérence soit interposée entre la couche d'encapsulation et la couche fonctionnelle, et on lie la couche fonctionnelle à base de SiC sur le substrat de manière à ce qu'au moins une partie du métal formant du carbure et du siliciure de la couche d'adhérence réagisse sur une partie du SiC de la couche fonctionnelle pour former au moins un carbure et un siliciure.

L'homme du métier reconnaîtra des caractéristiques et avantages supplémentaires à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés. Description succincte des dessins Les composants des figures ne sont pas nécessairement à l'échelle, ni n'incluent tous les détails. Au lieu de cela, les figures sont schématiques et on pour but d'illustrer les principes de l'invention. En outre, dans les figures de même repères désignent des parties correspondantes. Aux dessins : Figure 1 est une vue en élévation schématique d'une plaquette composite suivant un mode de réalisation ; Figures 2 et 3 sont des vues en élévation schématique d'une plaquette composite suivant d'autres modes de réalisation ; Figures 4a, 4b et 5a à 5c sont des vues en élévation schématique d'une plaquette composite, dans lesquelles le substrat a été enlevé en tout ou partie, suivant d'autres modes de réalisation, et Les figures 6a à 6e illustrent un procédé de fabrication d'une plaquette composite suivant un autre mode de réalisation: Description détaillée 20 Dans la description détaillée qui va suite, on se reporte aux dessins annexés qui en forment une partie et qui montrent, à titre illustratif, des modes de réalisation précis dans lesquels l'invention est mise en pratique A 25 cet égard, une terminologie directionnelle, telle que « sommet », « fond », « avant », « arrière » etc..., est utilisée en se reportant à l'orientation de la figure ou des figures, qui est ou qui sont décrite(s). Comme les composants des modes de réalisation peuvent être mis en 30 position dans un grand nombre d'orientations différentes, la terminologie directionnelle est utilisée à des fins d'illustration et n'est limitative en rien. Il va de soi que l'On peut utiliser d'autres modes de réalisation et effectuer des changements de structure ou logiques sans 10 15 sortir de la portée de la présente invention. La description détaillée qui va suivre ne doit donc pas être prise dans un sens limitatif et n'est pas censée limiter la portée de la présente invention. Les modes de réalisation décrits utilisent un langage précis, qui ne doit pas être considéré comme limitant la portée de l'invention. Il va de soi que des caractéristiques des divers modes de réalisation données à titre d'exemples et décrits dans le présent mémoire peuvent être combinées entre elles, sauf indication express contraire. C'est ainsi, par exemple, que les caractéristiques, illustrées ou décrites comme faisant parties d'une facette de l'invention ou d'un mode de réalisation de l'invention, peuvent être utilisées en conjonction avec des caractéristiques d'autres facettes ou d'autres modes de réalisation de l'invention pour donner encore une autre facette ou un autre mode de réalisation de l'invention. La présente description vise à inclure des modifications et variations de ce genre. L'expression « plaquette composite » se rapporte à toute plaquette ayant une couche fonctionnelle (ici à base de SIC) et un élément supplémentaire au sein ou à 25 l'extérieur de la couche fonctionnelle, telle qu'une région d'interface. L'expression « plaquette composite » se rapporte en particulier à une plaquette ayant une couche fonctionnelle et un substrat sur lequel la couche est liée. Dans les variantes, le substrat a pu être 30 enlevé en laissant derrière lui seulement une région d'interface. Le mot « vertical » tel qu'utilisé dans le présent mémoire vise à décrire une orientation qui est disposée perpendiculairement à la surface principale substrat semi-conducteur. L'expression « couche fonctionnelle » telle qu'utilisée dans le présent mémoire vise à décrire une couche qui contribue directement à la fonctionnalité d'un dispositif à semi-conducteur, tel qu'un capteur, une diode et/ou un transistor, en raison de ses propriétés semiconductrices, le cas échéant après en plus un dopage, une stratification, une structuration ou d'autres types de traitements de la couche fonctionnelle. Lorsque l'on se réfère à des dispositifs à semi-conducteurs, on entend normalement des dispositifs à au moins deux bornes, dont un exemple est une diode. Des dispositifs à semi- conducteurs peuvent être aussi des dispositifs à trois bornes, tels que des transistors à effets de champ (FET), des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT), des transistors à effet de champ à jonction (JFET) et des thyristors, pour n'en nommer que quelques uns. Des dispositifs à semi-conducteurs peuvent avoir aussi plus que trois bornes. Suivant un mode de réalisation, les dispositifs à semi-conducteurs sont des dispositifs de puissance.

L'expression couche « à base de SiC » telle qu'utilisée dans le présent mémoire entend décrire une couche comprenant du carbure de silicium (SiC), c'est-à-dire un composé du silicium et du carbone. Cela n'exclue pas la présence d'autres éléments. Dans le présent mémoire, une couche fonctionnelle à base de SiC est supposée comprendre principalement du SiC-(plus de 50 % de SiC, de préférence plus de 80 % de SiC) suivant n'importe quelle configuration cristalline, par exemple suivant une configuration empilée. Toute concentration ou rapport d'éléments indiqués dans le présente mémoire, repose sur un nombre de particules (nombre d'atomes ou de molécules) sauf indication contraire.

L'expression «métal formant du carbure » telle qu'utilisée dans le présent mémoire entend décrire un élément métallique capable de former un carbure lorsqu'il réagit sur du C, en particulier lorsqu'il est mis à réagir sur la couche à base de SiC. Les métaux formant du carbure peuvent être présents aussi dans un composé, en particulier dans un composé contenant de l'azote N, tel que par exemple du nitrure de titane. La réaction peut avoir lieu seulement à des températures hautes, par exemple au-dessus de 700°C. Le carbure obtenu est alors stable (également à des températures plus basses). De même, l'expression «métal formant du siliciure » entend décrire un métal capable de former un siliciure lorsqu'il réagit sur du Si, en particulier lorsqu'il est mis à réagir sur la couche à base de SiC. Des matières englobées dans cette définition sont par exemples des métaux de transition de l'un des groupes 4 à 10 de la classification périodique des éléments. Des métaux précis ayant cette propriété englobent Mo, Ta, Nb, V, Ti, W, Ni et Cr. Les métaux formant du siliciure peuvent être présents aussi dans un composé, en particulier dans un composé avec du Si, tel que du silicium molybdène. L'expression « quantité de métal formant du carbure et du silicium » englobe la quantité du métal présent dans tout composé, en particulier englobe la quantité du métal présent dans du carbure et du siliciure de la couche à base de SiC. L'expression « étanche à l'oxygène », telle qu'utilisée dans le présent mémoire entend décrire une matière qui est sensiblement étanche à l'oxygène dans les conditions de traitement et d'utilisation du composant électronique (par exemple à des températures allant jusqu'à 1500°C ou 1550°C). « Essentiellement étanche à l'oxygène », telle qu'utilisée dans le présent mémoire, s'entend comme permettant seulement le passage d'une quantité négligeable d'oxygène, par exemple moins de 1 mg de 02 / cm2/h, le cas échéant même moins que 0,1 mg / cm2/h.

L'expression « couche d'encapsulation » telle qu'utilisée dans le présent mémoire entend décrire une couche qui revêt le coeur du substrat de tous les côtés. La couche peut comprendre des sous-couches différentes, par exemple une sous-couche pour chaque côté ou une sous-couche dirigée l'extérieur de l'autre sous-couche. « Encapsulation » implique aussi que la couche (sous-couches) n'a pas d'intervalle entièrement ouvert. L'expression suivant laquelle la couche fonctionnelle « est liée » sur le substrat englobe toute connexion pouvant être obtenue par une liaison, en particulier une liaison thermique, et n'exclue pas une couche supplémentaire entre les deux couches, telle qu'une couche de matière de liaison, bien qu'il soit préféré que la couche fonctionnelle soit directement en contact avec le substrat. Par l'expression « directement en contact », on entend que la couche fonctionnelle est directement voisine du substrat sans aucune autre couche continue entre elles ( par exemple pas de couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure). Cela n'exclue pas quelque impureté locale ou îlot de métal inaltéré ou d'autres matières présentes à leur interface, par exemple des îlots de carbure et/ou de siliciure. De préférence, des îlots de ce genre occupent moins de 20 % de la surface de l'interface. Les modes de réalisation précis décrits dans le présent mémoire appartiennent, sans y être limités, à des plaquettes composites comprenant un substrat et une couche fonctionnelle à base de SiC, le substrat comprenant un coeur de substrat en carbone poreux et une couche d'encapsulation (couche formant barrière à l'oxygène) encapsulant le coeur du substrat, la couche fonctionnelle à base de SiC ayant été liée sur le substrat en faisant réagir une mince couche d'adhérence de métal formant du carbure et du siliciure comme couche de liaison. Le métal formant du carbure et du siliciure 15 forme ainsi un carbure et/ou un siliciure qui réagissent chimiquement sur la couche fonctionnelle à base de SiC. La couche d'adhérence est si mince ( épaisseur comprise entre 1 nm et 10 nm) que sa matière réagit normalement complètement sur le SiC pour former les carbures et les 20 siliciures qui adhèrent alors à la couche de SiC. Néanmoins, en raison de la minceur de la couche d'adhérence, le métal (par exemple inaltéré ou lié dans le carbure et/ou le siliciure) est présent en une quantité si petite (moins de 10-4mg/cm2 à 0,1mg/cm2) 25 qu'une diffusion dans la couche de SiC est très limitée, de sorte que le métal ne diffuse pas significativement dans la masse du SiC mais est limité essentiellement à une couche d'interface. En conséquence, la quantité petite de métal n'interfère pas négativement avec la 30 fonction de la couche de SiC. D'autre part, on a trouvé d'une manière surprenante que, même si la couche d'adhérence est si mince qu'elle réagit complètement après liaison, elle a encore un effet d'adhérence fort semblable à l'effet d'adhérence d'une couche d'adhésif plus épaisse, qui conduirait toutefois à plus de diffusion de métal dans la couche de SiC. D'autres modes de réalisation décrits dans le présent mémoire appartiennent à des plaquettes comme décrits ci-dessus, mais dont le substrat a été enlevé en tout ou partie. On décrit un premier mode de réalisation d'une plaquette composite en se reportant à la figure 1. Le substrat 11 comprend un coeur 12 de substrat en carbone poreux et 10 une couche 14 d'encapsulation. La couche d'encapsulation agit comme une barrière à l'oxygène et encapsule le coeure 12 du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène.

Une couche 18 fonctionnelle à base de SiC est disposée (liée) en outre sur le substrat 11. On peut voir dans la couche 18 fonctionnelle, une région 17 d'interface à une interface avec la couche 14 d'encapsulation. La région 17 d'interface contient des carbures et/ou des siliciures formés par réaction d'une partie de la couche fonctionnelle à base de SiC sur du métal formant du carbure et du siliciure et comprenant aussi éventuellement quelque métal inaltéré formant du carbure et du siliciure. Dans ce mode de réalisation, la quantité du métal formant du carbure et du siliciure (présent dans les carbures et les siliciures et éventuellement présent aussi sous une forme inaltérée) va de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2, intégrée sur l'épaisseur de la couche fonctionnelle c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire à un plan d'interface entre la couche 14 d'encapsulation et la couche 18 fonctionnelle. En utilisant un substrat 11 ayant un coeur 12 en carbone poreux, on peut maintenir à une valeur petite la masse du susbstrat 11 en raison de la petite masse volumique du carbone poreux. C'est un avantage significatif sur d'autres substrats qui ont d'eux mêmes une bonne adhérence tels que des substrats en Mo pure. La masse volumique de Mo est relativement grande (10,2 g/cm3), et un substrat en Mo est donc difficile à manipuler et transporter en raison de son poids. Un équipement de traitement de semi-conducteur disponible dans le commerce, qui a été optimisé pour la masse de plaquette en Si, ne peut pas dans nombre de cas être manipulé et transporté de manière fiable à un substrat en Mo. Il en va de même pour des substrats en d'autres métaux. En revanche, la plaquette 10 composite représentée à la figure 1 peut être manipulée en utilisant un équipement de traitement habituel. Toutefois, un support en carbone est très sensible en oxygène, en particulier à des températures hautes, par exemple, pendant un traitement au four. Si le carbone réagit sur l'oxygène (brûle), le CO2 qui s'en suit peut se dégager et provoquer la rupture de couches de protection. Ce problème est résolu par la couche 14 d'encapsulation qui protège le coeur 12 du substrat en carbone de l'oxygène. Un autre avantage du coeur 12 en carbone poreux est qu'il adhère bien à une grande diversité de matières de sorte que la couche 14 d'encapsulation adhère bien en général au coeur 12 de carbone La plaquette composite de la figure 2 est analogue à celle de la figure 1 sauf mention expresse contraire. Là plaquette compOsite de la figure 2 diffère, en effet, de celle de la figure 1 en ce qu'une couche 15 d'adhérence supplémentaire est interposée entre la couche 14 d'encapSulation et la couche 18 fonctionnelle.

L'adhérence peut être ainsi améliorée encore. La couche d'adhérence est de préférence en une matière résistante à une température haute en ayant une diffusion petite dans la couche fonctionnelle. La couche 15 d'adhérence peut être, par exemple, en Sic ayant une structure cristalline de la couche fonctionnelle et/ou de la couche 14 d'encapsulation. La plaquette composite de la figure 3 est analogue à celle de la figure sauf mention expresse contraire. La plaquette de la figure 3 comprend, en outre en effet, une partie 20 de soudage sur la face de fond du substrat 11, c'est-à-dire du côté opposé à la couche 18 fonctionnelle. La partie de soudage forme un contact électrique avec la couche 18 fonctionnelle de SiC par l'intermédiaire du corps 12 ou par l'intermédiaire de la couche 14 d'encapsulation. A cet effet, au moins une partie de la couche 14 d'encapsulation connectant la face de sommet du substrat 11 (la face faisant face à la couche 18 fonctionnelle) et la face de fond du substrat 11 (la face opposée à la couche 18 fonctionnelle) est conductrice de l'électricité. Conductrice d'électricité est définie dans le présent mémoire comme ayant une résistivité plus petite que 10 3S-)*m.

On passe en revue dans ce qui suit, certains aspects généraux de l'invention en se rapportant aux figures 1 à 3. Ces figures y servent d'illustration, mais il va de soi que l'on peut réaliser aussi chacun de ces aspects 30 généraux dans d'autres modes de réalisation que ceux des figures 1 à 3, éventuellement en combinaison avec n'importe quel autre aspect général.

On passera en revue d'abord, certains aspects généraux de la couche 18 fonctionnelle à base de SiC. La couche 18 fonctionnelle à base de SiC peut comprendre un composé du silicium et du carbone. Cela n'exclut pas la présence d'autres éléments, par exemple dans le cas d'une couche dopée ou d'autres couches ou de métal diffusé, mais suivant un aspect, la teneur combinée en Si et en C de la couche est supérieure ou égale à 80 %. Suivant un aspect, la couche de SiC peut même être une couche de SiC M essentiellement pure, c'est-à-dire ayant une teneur combinée en Si et C supérieure ou égale à 99 %. De préférence la couche fonctionnelle consiste en du SiC pur, en du carbure, en du siliciure, en du métal inaltéré formant du carbure et du siliciure, et au plus en 1 % 15 d'agents de dopage et/ou d'impuretés. Le rapport de Si à C est de préférence, mais non nécessairement, d'environ 1 : 1, par exemple compris entre 0,9 et 1,1. En général le composé de SiC a une structure cristalline stratifiée, mais il peut avoir n'importe quelle autre structure 20 cristalline de SiC. Suivant un autre aspect, la couche fonctionnelle a une épaisseur d'au moins lpm ou comprise entre 5pm et 20pm. Suivant un autre aspect encore, la couche fonctionnelle 25 peut être une partie d'un dispositif à semi-conducteur de puissance à base de SiC, tel qu'une diode, un J-FET, un IGBT, un MOSFET ou analogue. Suivant un autre aspect encore, la couche fonctionnelle peut être une partie d'un dispositif à semi-conducteur à haute température, tel 30 qu'un capteur à haute température. Suivant un autre aspect encore, la couche fonctionnelle à base de SiC a été découpée dans une plaquette de SiC par découpage induit par proton, ce qui est visible à partir de la surface de découpage du côté de la couche fonctionnelle opposé au substrat 11, 21, et/ou à partir de traces des protons implantés dans le substrat.

On passera en revue, maintenant, certains aspects généraux du métal formant du carbure et du siliciure et de la région. 17 d'interface. Suivant un aspect, la région 17 d'interface est en contact directement avec la couche d'encapsulation sans autre couche continue entre elles.

Il n'y a pas, en particulier, de couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure. Mais, cela n'exclue pas quelques impuretés locales de métal inaltéré pour autant qu'elles ne forment pas une couche continue. Suivant un aspect, la quantité de métal formant du carbure et du siliciure, intégrée sur l'épaisseur de la couche 18 fonctionnelle, va de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2. Suivant un autre aspect, la quantité du métal formant du carbure et du siliciure est concentrée principalement du côté du substrat 11 (à la région 17 d'interface), plus de 50 %, de préférence plus de 80 % du métal formant du carbure et du siliciure étant présent dans la région d'interface. Suivant un aspect, la région d'interface a une épaisseur inférieur ou égale à 300nm. (Avant le traitement, l'épaisseur est même de préférence plus petite que 100 nm). La formation de carbure et de siliciure à partir d'un métal convenable dans la région 17 d'interface a l'avantage d'assurer une bonne adhérence de la couche 18 fonctionnelle au substrat 11. La région 17 d'interface peut être formée, en particulier, par une réaction de métaux d'une mince couche de métal sur du Si et du C provenant de la couche 18 fonctionnelle pour former des carbures et/ou des siliciures, après un traitement à une température haute. Cette réaction assure une adhérence particulièrement bonne, que la couche de SiC soit en contact sur sa face C (de sorte qu'il est formé principalement des carbures) ou que la couche de SiC soit en contact sur sa face Si ou sur une face mixte, par exemple dans le cas d'une couche 18 de SiC polycristalline ou amorphe. Suivant un aspect, l'adhérence entre le substrat 11 et la couche 18 fonctionnelle est plus grande que 5 à 10 MPa. En outre ou en variante, l'adhérence peut être encore plus forte qu'une adhérence au sein de la couche 12 de carbone, de sorte que, lorsque la couche fonctionnelle liée est tirée avec une force intense, la couche de carbone se rompt plutôt que l'interface entre le substrat 11 et la couche 18 fonctionnelle. Suivant un autre aspect, le métal formant du carbure et du siliciure est un métal de transition de l'un des groupes 4 à 10 de la classification périodique des 20 éléments ayant cette propriété. C'est ainsi, par exemple, que le métal formant du carbure et du siliciure peut comprendre ou être au moins l'un des éléments choisi dans le groupe consistant Mo, Ta, Nb, V, Ti, W, Ni et Cr. Ti, Mo et W sont particulièrement avantageux en raison de 25 leur résistance aux températures hautes. D'autres matières qui conviennent sont des bi-couches métal-silicium ou d'autres composés métalliques aptes à former du carbure et du siliciure. Suivant un autre aspect, pendant la liaison de la couche 30 18 fonctionnelle à base de SiC sur le substrat 10, la région 17 d'interface assure non seulement que l'adhérence est forte, mais aussi que la structure cristalline n'est pas transférée, de sorte que des défauts ne sont pas induits dans la couche fonctionnelle.

Il est avantageux, à cet égard, que la région 17 d'interface ait une structure cristalline qui est différente de la couche 18 fonctionnelle.

Suivant un autre aspect, la région 17 d'interface comprend une pluralité de couches intermédiaires différentes. En particulier, les couches intermédiaires contiennent des produits de réaction du métal formant du carbure et du silicium sur la couche fonctionnelle à base de SiC, par exemple au moins une phase carbure et/ou une phase siliciure. C'est ainsi, par exemple, que dans le cas où le métal formant du carbure et du silicium est du Mo, les phases peuvent inclure une ou plusieurs des phases de MoCSi, MoSi et MoC. Ces phase peuvent être obtenues, en général, en chauffant seulement modérément les constituants (à moins de 700°C, par exemple dans la plage de 500 à 700°C), et la phase de carbure et/ou la phase de silicium obtenue résistent néanmoins d'une manière générale à des températures hautes et conviennent bien au stade de traitement ultérieur et aux conditions de travail ultérieures même à température haute. Suivant un aspect, la région 17 d'interface est conductrice de l'électricité, en ayant en particulier une résistivité de moins de 10-352*m. On passera en revue, maintenant, certains aspects généraux de la couche 14 d'encapsulation. Suivant un aspect, la couche 14 d'encapsulation comprend (peut être en ou avoir une sous-couche en) au moins l'un de SiC, un oxyde de Si, un Si, un oxyde de Ti et des nitrures, tels que Si3N4 ou un nitrure métallique, comme par exemple TiN ou TaN. Suivant un aspect préféré, la couche d'encapsulation (ou l'une de ses sous-couches) est en Si qui a été obtenu réactivement à partir d'un couche de Si. Suivant un autre aspect, la couche 14 d'encapsulation 5 peut être une structure stratifiée comprenant une pluralité de sous-couches. C'est ainsi, par exemple, qu'une première sous-couche de la couche d'encapsulation peut être une couche de Si comme décrit dans le présent mémoire, et qu'une deuxième sous-couche peut être une 10 couche de Si3N4. Les sous-couches peuvent être disposées les unes à côté des autres de sorte qu'elles encapsulent le coeur 12 du substrat avec jointoiement, et/ou elles peuvent être disposées les unes au-dessus des autres, la deuxième sous-couche étant par exemple disposée sur un 15 côté extérieur de la première sous-couche. Dans ce cas, l'une des sous-couches peut être une sous-couche faisant barrière à l'oxygène (par exemple en SiC) et l'autre ou les autres sous-couches peuvent avoir une autre fonction, par exemple d'améliorer l'adhérence ou l'inertie 20 chimique. Suivant un aspect, la couche 14 d'encapsulation résiste aux températures jusqu'à des températures d'au moins 1500°C. Suivant un aspect, la couche 14 d'encapsulation 25 est essentiellement étanche à l'oxygène à des températures allant jusqu'à au moins 1500°C. Suivant un autre aspect encore, la couche d'encapsulation a une épaisseur d'au moins 300nm. Suivant un aspect, la couche 14 d'encapsulation a un coefficient de dilatation 30 thermique, qui est différent de celui de la couche 18 fonctionnelle de moins de 15 %. On passera maintenant en revue certains aspects généraux du substrat 11, 21. Suivant un aspect, le coeur 12 du substrat en carbone a une masse volumique d'au plus 5 g/cm3, et d'une manière préférée d'au plus 3 g/cm3. Suivant un autre aspect, le substrat (le coeur du substrat incluant la couche d'adhérence) a une masse volumique (c'est-à-dire la masse totale divisée par le volume total) d'au plus 5 g/cm3. Suivant un autre aspect, la porosité du coeur en graphite est supérieure ou égale à 5 %, supérieure ou égale à 8 % ou même, supérieure ou égale à 10 %. Ainsi, en raison de la porosité, la masse volumique du coeur 12 du substrat en carbone peut être encore plus petite que la masse volumique normale du graphite (environ 2 à 3 g/cm3). Suivant un aspect, le coeur 12 du substrat a un diamètre moyen de pores d'au plus 30pm. Une dimension typique des pores est comprise entre 5 et 25 }gym. Il y aussi d'autres matières/fabricants. Suivant un aspect, au moins certains des pores à la surface du coeur 12 du substrat en carbone sont fermés par une matière de bouchage des pores. La surface du coeur 12 du substrat est ainsi lissée et l'adhérence de la couche 14 d'encapsulation est améliorée. Suivant un autre aspect, le coeur du substrat a au moins l'une des dimensions suivantes : une épaisseur d'au moins 300pm ou d'au moins 600pm et/ou d'au plus 2 mm ou d'au plus 1 mm. Le coeur du substrat peut avoir deux faces parallèles séparées par l'épaisseur. Les faces peuvent être de forme sensiblement circulaire. Le diamètre du coeur du substrat peut correspondre au diamètre de plaquettes de silicium disponibles dans le commerce, tels qu'environ 100 mm, 150 mm, 200mm, 300mm ou 450mm, afin de s'adapter à l'équipement disponible pour le traitement des semi-conducteurs (on définit ici « environ » comme « allant jusqu'à un écart de 5% »). D'autres diamètres sont possible aussi. Suivant un aspect général, le diamètre est compris entre 80mm et 600mm. Dans d'autres exemples, la forme du coeur du substrat peut être circulaire, elliptique, polygonale ou rectangulaire, et/ou avoir un diamètre différent de celui mentionné. On notera que le composant du composite ou une partie quelconque de celui-ci, telle que le substrat 10, peut 10 comprendre aussi d'autres couches en plus des couches mentionnées. C'est ainsi, par exemple, que la couche fonctionnelle peut comprendre des couches supplémentaires, telles qu'une couche isolante enterrée et/ou au moins une couche de protection pour protéger la 15 couche fonctionnelle. Les figures 4a et 4b représentent une plaquette suivant un autre mode de réalisation ayant seulement la couche 18 fonctionnelle de la figure 1. Mais, le substrat 11 de la 20 figure 1 est enlevé. La couche 18 fonctionnelle à base de SiC comprend, ainsi, sur uné face (la face de fond ayant la région 17 d'interface) au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure formé par réaction d'une partie de la couche fonctionnelle à base de SiC sur du métal formant 25 du carbure et du siliciure, et la quantité du métal formant du carbure et du siliciure intégrée sur l'épaisseur de la couche fonctionnelle va de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2. La couche 18 fonctionnelle peut comprendre aussi un peu de métal inaltéré formant du carbure et du 30 siliciure mais, suivant un aspect particulier, la plaquette est exempte de toute couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure. Suivant un aspect particulier, les traces de l'enlèvement du substrat (par exemple des traces d'abrasion) peuvent être détectées sur la face de fond de la région 17 d'interface. En outre, dans le mode de réalisation de la figure 4b, un peu de la matière 14' de SiC abrasée, qui est une partie de la couche 14 d'encapsulation antérieure de la figure 1, peut être vue. Dans un aspect particulier, les traces enlevées du reste du substrat (traces d'abrasion) peuvent être détectées sur la face de fond de la matière 14'. La structure cristalline de la matière 14' est, dans un aspect particulier, différente de la structure cristalline de la couche 18 fonctionnelle. Le métal formant du carbure et du siliciure peut être tel que décrit en relation avec la figure 1, par exemple Mo, Ta, Nb, V, Ti, W, Ni et/ou Cr. Les autres descriptions de modes de réalisation et d'aspects illustrées aux figues 1 à 3 s'appliquent aussi dans la mesure où ils ne sont pas en contradiction avec les figures 4a et 4b.

Les figures 5a et 5b correspondent aux figures 4a et 4b décrites ci-dessus, avec la différence suivante : la plaquette comprend en plus une partie 20 de soudage en contact électrique avec la couche 18 fonctionnelle de SiC. La partie de soudage est disposée sur la face de la plaquette de la partie 17 d'interface. La partie de soudage est en contact électrique avec la couche 18 fonctionnelle de SiC par l'intermédiaire de la partie 17 d'interface.

La plaquette composite de la figure 5c est analogue à celle de la figure 2 à l'exception des différences suivantes : une partie du substrat 11 de la figure 2 est enlevée tandis qu'une partie du substrat (partie du coeur 12 du substrat et matière 14' de SiC de la couche 14 antérieure d'encapsulation de la figure 2) reste. En outre, la plaquette de la figure 5c comprend une partie 20 de soudage sur la face de fond du substrat 11, c'est-à-dire la face opposée à la couche 18 fonctionnelle. La partie 20 de soudage recouvre, ainsi, d'une façon essentiellement étanche à l'oxygène, la face du coeur 12 du substrat qui reste dénudée lorsque la partie du substrat est enlevée. La matière 14' (première sous-couche comprenant par exemple du Sic formé réactivement) et la partie 20 de soudage (deuxième sous-couche) constituent une couche 14 d'encapsulation, qui encapsule le coeur 12 du substrat. En outre, la partie de soudage est en contact électrique avec la couche 18 fonctionnelle de SiC par l'intermédiaire du coeur 12 ou par l'intermédiaire de la matière 14' de la couche 14 d'encapsulation d'une manière analogue au mode de réalisation de la figure 3 décrit ci-dessus.

Dans une variante de réalisation, la partie 20 de soudage de la figure 5c est remplacée par une structure à deux couches ayant une première sous-couche, qui est une couche sensiblement étanche à l'oxygène (par exemple en SiC), et une deuxième sous-couche disposée en dessous (à l'extérieur) de la première sous-couche, qui est la partie de soudage. La plaquette obtenue est semblable à celle de la figure 3, mais en ayant des traces d'enlèvement sur la face intérieure du coeur 12 du substrat et en ayant la couche 14 d'encapsulation composée de deux sous-couches (couche 14' de la figure 5c et première sous-couche comme décrit ci-dessus).

On décrira maintenant un procédé de fabrication d'une plaquette composite suivant un autre mode de réalisation, en se reportant aux figures 6a à 6c. Comme représenté à la figure 6a, on se procure un coeur 12 de substrat en carbone poreux. Puis, comme représenté à la figure 6b, on encapsule le coeur 12 de substrat en utilisant une couche 14 d'encapsulation. On peut appliquer la couche d'encapsulation en utilisant tout procédé, tel qu'une pulvérisation cathodique, une galvanisation, un dépôt chimique en phase vapeur, tout autre procédé d'application d'une couche ou leurs combinaisons. On peut appliquer plus qu'un stade de stratification afin d'encapsuler le coeur 12 du substrat de tous les côtés. Eventuellement, on effectue des stades de traitements supplémentaires, tels qu'une réaction chimique de la couche pour augmenter l'étanchéité à l'oxygène de la couche 14 d'encapsulation. C'est ainsi, par exemple, que l'on peut former la couche 14 d'encapsulation sous la forme d'une couche de Si amorphe ou polycristalline, et à un stade ultérieur (éventuellement après la liaison décrite ci-dessous) on peut la faire réagir pour former une couche de SiC. Dans une variante de réalisation, on peut soumettre la couche de SiC à une réaction sur du 02, en formant une couche de SiO2 essentiellement étanche à l'oxygène. Eventuellement, on peut planariser la couche de Si et/ou la couche 14 d'encapsulation, en particulier sur une face sur laquelle la couche fonctionnelle doit être liée. En résultat de l'une quelconque de ces techniques, on obtient une couche 14 d'encapsulation essentiellement étanche à l'oxygène (le cas échéant après des stades de traitements supplémentaires, tels qu'une liaison).

Suivant un mode de réalisation général de l'invention qui est particulièrement préféré, la couche d'encapsulation est faite de SiC formé par réaction, qui a été obtenu par réaction à partir d'une couche de Si ayant au moins une partie qui a été planarisée avant la formation réactive du SiC. Une couche d'encapsulation de ce genre peut être distinguée d'une couche de SiC formée directement, parce qu'une planarisation de Si (qui est relativement tendre) laisse des traces différentes de celles d'une planarisation de SiC. En planarisant la couche initiale de Si avant que la réaction en SiC ait lieu, on peut éviter ou au moins réduire la planarisation plus difficile du SiC avant la liaison.

Comme autre stade de procédé représenté à la figure 6c, il est prévu une couche 18 fonctionnelle à base de SiC. Cela peut s'effectuer avant, après ou en parallèle aux stades opératoires représentés aux figures 6a et 6b. Puis, on forme une couche 16 d'adhérence sur la couche 18 fonctionnelle en utilisant tout procédé de stratification, tel qu'une pulvérisation cathodique, une galvanisation, un dépôt chimique en phase vapeur ou analogue, de manière à ce que la couche 16 d'adhérence soit en contact (directement) avec la couche 18 fonctionnelle à base de SiC. La couche 16 d'adhérence comprend un métal formant du carbure et du siliciure et a une épaisseur comprise entre 1 nm et 10 nm. Puis, comme représenté à la figure 6d, on met la couche 18 fonctionnelle à base de SiC, sur laquelle la couche 16 d'adhérence a été formée, sur le substrat 11 de manière à ce que la couche 16 d'adhérence soit interposée entre la couche 14 d'encapsulation et la couche 18 fonctionnelle.

Dans une variante de réalisation, on peut former la couche d'adhérence sur une partie de sommet de la couche 14 d'encapsulation, au lieu de la former sur la couche fonctionnelle à base de SiC comme représenté à la figure 6c. Dans ce mode de réalisation en variante, la couche 18 fonctionnelle à base de SiC est alors mise sur le substrat 11 de manière à ce que la couche 16 d'adhérence soit interposée entre la couche 14 d'encapsulation et la couche 18 fonctionnelle, en obtenant ainsi la configuration de la figure 5d. Les stades restants expliqués, ci-dessous, sont les mêmes pour les deux modes de réalisation. Dans une variante de réalisation, on peut former une partie de la couche d'adhérence sur une partie de sommet de la couche 14 d'encapsulation, et on peut former une partie de la couche d'adhérence sur la couche fonctionnelle à base de SiC comme représenté à la figure 6c. Les deux parties de la couche 16 d'adhérence peuvent être en la même matière ou en des matières différentes. Dans cette variante de réalisation, on met ensuite la couche 18 fonctionnelle à base de SiC sur le substrat 11 de manière à ce que les deux parties de la couche 16 d'adhérence soient interposées entre la couche 14 d'encapsulation et la couche 18 fonctionnelle, en obtenant ainsi la configuration de la figure 5d. Les stades restants, expliqués ci-dessous, sont les mêmes pour les trois modes de réalisation et leurs variantes.

Comme représenté à la figure 6e, on effectue ensuite une réaction de liaison. La réaction de liaison peut être un traitement thermique, des constituants représentés à la figure 6d étant portés à une température permettant au métal formant du carbure et du siliciure de la couche 16 d'adhérence ou des deux parties de la couche 16 d'adhérence de réagir sur la couche 18 fonctionnelle à base de SiC à leur interface. C'est ainsi, par exemple, que la température peut être dans une plage allant de 5 500°C à 700°C. Le résultat de la réaction de liaison (traitement thermique), est la formation d'au moins une phase de carbure et/ou d'au moins d'une phase de siliciure. 10 La couche 16 d'adhérence est si mince que, pendant la réaction de liaison, sensiblement tout le métal formant du carbure et du siliciure de la couche 16 d'adhérence réagit sur un peu du SiC de la couche 18 fonctionnelle pour former un carbure et/ou un siliciure, de sorte qu'il 15 ne reste sensiblement pas de métal inaltéré de la couche 16 (à l'exception le cas échéant de quelques îlots locaux de matières inaltérées ou d'impuretés). En d'autres termes, il ne reste pas de couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure entre la 20 couche 18 fonctionnelle et la couche 14 d'encapsulation. Il s'ensuit, que la couche 16 d'adhérence disparaît en tant que couche continue, et au lieu de cela, il est crée une phase de carbure et/ou au moins une phase de siliciure et cela forme en partie une région 17 25 d'interface de la couche 18 fonctionnelle. Suivant un mode de réalisation particulier, si la couche 14 d'encapsulation a été appliquées sous la forme d'une couche de Si, on peut mettre à réagir la couche de Si en 30 formant ainsi une couche étanche à l'oxygène pendant le traitement thermique. On peut mettre, par exemple, la couche de Si à réagir en une réaction formant du SiC comme expliqué ci-dessus.

On passera en revue dans ce qui suit, certains aspects généraux de l'invention en se reportant aux figures 6a à 6e. Ces figures y servent seulement d'illustration et on peut réaliser aussi ces aspects généraux dans d'autres modes de réalisation. Suivant un aspect, avant le stade d'encapsulation, on peut inclure un stade supplémentaire d'application d'une matière d'adhérence/de bouchage de pores sur le coeur 12 du substrat. En variante ou en plus, on peut planariser le coeur 12 du substrat. Suivant un aspect, on peut effectuer le stade d'encapsulation en utilisant n'importe lequel des stades 15 suivants : (i) on encapsule le coeur 12 du substrat en carbone poreux par pulvérisation cathodique, par galvanisation et/ou en y déposant la matière d'encapsulation ; 20 (ii) on encapsule le coeur 12 du substrat en carbone poreux par pulvérisation cathodique, par galvanisation et/ou par dépôt d'une matière précurseur, puis on fait réagir la matière précurseur pour obtenir la 25 couche d'encapsulation. Dans le procédé (i), on peut appliquer la couche 14 d'encapsulation sous la forme d'une couche essentiellement étanche à l'oxygène ; dans le procédé (ii), on peut soumettre ultérieurement la couche 30 d'encapsulation (la matière précurseur) a une réaction pour qu'elle devienne sensiblement étanche à l'oxygène. On peut utiliser le procédé (i) pour appliquer Mo, Ta, Nb, V, Ti, W, Ni, Cr ou un autre métal approprié formant du carbure et du siliciure. On peut utiliser le procédé (ii) pour appliquer un oxyde de Si ou une couche de SiC. Dans ce cas, on peut appliquer d'abord, une couche de Si (par exemple une couche de Si amorphe ou polycristalline) au coeur 12 du substrat (auquel on peut appliquer éventuellement une matière supplémentaire d'adhérence/de bouchage de pores), puis on forme une couche d'oxyde de Si ou de SiC réactivement à partir de la couche de Si. C'est ainsi, par exemple, que l'on peut former une couche de SiC en utilisant une opération de chauffage de 1000°C à 2000°C, de préférence de 1300°C à 1500°C, dans une ambiance dans laquelle la couche de Si se transforme par réaction en du SiC. La durée de chauffage peut varier entre 2 minutes et 2 heures suivant l'épaisseur souhaitée. La couche de SiC convient particulièrement pour le mode de réalisation décrit ici. Eventuellement, on peut planariser la matière précurseur au moins à la surface qui est en contact avec la couche 16 d'adhérence. Suivant un aspect, on peut obtenir la couche 18 fonctionnelle à base de SiC, en utilisant une coupe induite par protons, désignée aussi par « coupe intelligente ». Suivant le stade de coupe induit par protons, on fournit d'abord la couche fonctionnelle à base de SiC comme partie d'une plaquette à base de SiC dans laquelle des protons ont été implantés à haute énergie. Puis on lie la plaquette de SiC au substrat 11 comme décrit dans le présent mémoire. Puis, on effectue un traitement à haute température, dans lequel la couche fonctionnelle (auquel le substrat 11 a été lié) est séparée de la plaquette à base de SiC. Eventuellement, la surface de sommet de la couche 18 fonctionnelle (c'est-à-dire la surface opposée au substrat 11) est abrasée ou traitée autrement. On peut se rendre compte de cette technique à partir du composant par les protons implantés dans la couche fonctionnelle (et dans certains cas par la forme de la surface du sommet). Suivant un aspect, le procédé comprend en outre le 5 traitement de la couche 18 fonctionnelle de SiC, par exemple par un ou plusieurs stades de traitement tel qu'une épitaxie, un dopage, une attaque, une isolation des dispositifs les uns des autres, une mise en contact, et/ou une mise en boîtier. C'est ainsi, par exemple, que 10 la couche fonctionnelle peut être traitée de manière à obtenir un dispositif à semi-conducteur à base de SiC, tel qu'une diode, un dispositif J-FET, IGBT, MOSFET, SiCSOI ou tout autre dispositif mentionné dans le présent mémoire. 15 On peut utiliser aussi n'importe lequel des aspects mentionnés à propos des figures 1 à 3 pour le procédé décrit ici. 20 Comme stade opératoire éventuel supplémentaire du procédé des figures 6a à 6e, on peut former une partie de soudage sur une face du substrat 11 opposée à la couche 18 fonctionnelle. Ce stade donne alors la configuration représentée à la figure 2. La partie 20 de soudage peut, 25 par exemple, être formée par galvanisation ou par électroplaquage. La partie 20 de soudage peut, par exemple, comprendre du cuivre ou une soudure sans plomb. Suivant un aspect, au moins une partie de la couche 14 d'encapsulation est conductrice de l'électricité, de 30 sorte qu'au moins un chemin conducteur est formé entre la couche 18 fonctionnelle de SiC et la partie 20 de soudage par l'intermédiaire de la couche 14 d'encapsulation. La partie 20 de soudage peut comprendre aussi un empilement de matériaux ou de couches différents. La partie 20 de soudage peut avoir aussi une pluralité de contacts de soudage et respectivement des chemins conducteurs (isolés électriquement les uns des autres) peuvent être formés entre chaque partie de soudage et une partie respective de la couche 18 fonctionnelle de SiC par l'intermédiaire de la couche 14 d'encapsulation. Comme stade opératoire supplémentaire éventuel du procédé des figures 6a à 6e, on peut appliquer une couche 15 d'adhérence supplémentaire au substrat 11 ou à la couche 18 fonctionnelle de sorte que, dans la configuration de la figure 6d, la couche 15 supplémentaire d'adhérence est interposée entre le substrat 11 et la couche 16 d'adhérence. La couche 15 supplémentaire peut être, par exemple, en SIC ayant une structure cristalline différente de celle de la matière de la couche 14 d'encapsulation ou en étant amorphe. On obtient ainsi la plaquette composite de la figure 3.

Comme stade opératoire supplémentaire éventuel du procédé des figures 6a à 6e, on peut enlever à nouveau le substrat 11 en tout ou partie, par exemple par abrasion, après le stade de la figure 6d ou 6e, et éventuellement après d'autres stades opératoires de traitement de la couche 18 fonctionnelle. On obtient ainsi la structure représentée aux figures 4a ou 4b. En variante, on peut enlever le substrat seulement en partie. Si on enlève le substrat seulement en partie, on peut appliquer une autre couche à la partie restante du substrat de manière à ce qu'à nouveau la partie restante du substrat soit encapsulée d'une matière étanche à l'oxygène, par exemple comme représentée à la figure 5c.

Comme stade opératoire supplémentaire éventuel, on peut former la partie 20 de soudage sur la face de la plaquette composite, dont le substrat 11 ou une partie du substrat 11 a été enlevé. On peut former la partie 20 de soudage par galvanisation. On peut forme la partie 20 de soudage de manière à ce qu'elle soit en contact électrique avec la couche 18 fonctionnelle de SiC. Par ce stade facultatif, on peut obtenir la structure représentée à la figure 5a ou à la figure 5b.

Il va de soi que les caractéristiques des divers modes de réalisation donnés à titre d'exemples et décrits dans le présent mémoire peuvent être combinées les unes aux autres sauf mention expresse contraire.

Tel qu'utilisé dans le présent mémoire, les mots « ayant », « contenant », « incluant », « comprenant » et analogues sont des termes ouverts qui indiquent la présence des éléments ou caractéristiques mentionnés, mais n'empêchent pas qu'il y ait des éléments ou caractéristiques supplémentaires. Par les articles « un », « une », « le » et « la » on entend englober le pluriel ainsi que le singulier à moins que le contexte indique clairement le contraire.

La présente invention n'est pas limitée à la description précédente, ni limitée par les dessins annexés. Elle n'est limitée que dans sa portée la plus générale et dans ses équivalents légaux.30

Claims (24)

1. REVENDICATIONS1. Plaquette (10) composite, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un substrat (11) comprenant un coeur ( 12) de substrat en carbone poreux et une couche (14) d'encapsulation, la couche (14) d'encapsulation encapsulant le coeur (12) du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène, et - une couche (18) fonctionnelle à base de SiC liée sur le substrat (11), la couche (18) fonctionnelle à base de SiC comprenant, à une région (17) d'interface avec la couche (14) d'encapsulation, au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure formé par la réaction d'une partie de la couche (18) fonctionnelle à base de SiC sur un métal formant du carbure et du siliciure, la quantité de métal formant du carbure et du siliciure intégrée sur l'épaisseur de la couche (18) fonctionnelle allant de 10-4 mg/cm2 à 0,1 mg/cm2.
2. 2. Plaquette (10) composite suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la région (17) d'interface est en contact directement avec la couche (14) d'encapsulation sans autre couche continue entre elles.
3. 3. Plaquette (10) composite suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le métal formant du carbure et du siliciure est au moins un élément choisi dans le groupe consistant en : Mo, Ta, Nb, V, Ti, W, Ni et Cr.
4. 4. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche (14) d'encapsulation est essentiellement étanche à l'oxygène à des températures allant jusqu'à au moins 1500°C.
5. 5. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la 10 couche (14) d'encapsulation comprend au moins l'un de SIC, un oxyde de Si, un Si, un oxyde de Ti et 513N4.
6. 6. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 15 les pores du coeur (12) du substrat en carbone poreux sont fermés par une matière bouchant les pores, qui est différente de la matière de la couche (14) d'encapsulation et qui en est encapsulée. 20
7. 7. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le substrat (11) a une masse volumique d'au plus 5 g/cm3.
8. 8. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque 25 des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la couche (14) d'encapsulation, reliant la face du substrat (11) faisant face à la couche (18) fonctionnelle et une face du substrat (11) opposée à la couche (18) fonctionnelle, est conductrice de 30 l'électricité.
9. 9. Plaquette (10) composite suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une partie de soudage sur la face du substrat (11) opposée àla couche (18) fonctionnelle, la partie de soudage étant en contact électrique avec la couche (18) fonctionnelle en SiC.
10. 10. Plaquette (10) caractérisée en ce qu'elle comprend : une couche (18) fonctionnelle à base de SiC, la couche (18) fonctionnelle à base de SiC comprenant sur une face, au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure formé par réaction d'une partie de la couche (18) fonctionnelle à base de SiC sur un métal formant du carbure et du siliciure, et la quantité du métal formant du carbure et du siliciure intégrée sur l'épaisseur de la couche (18) fonctionnelle allant de 10_4 mg/cm2 à 0, 1 mg/cm2.
11. 11. Plaquette (10) composite suivant la revendication 10, caractérisée en ce que la plaquette (10) est exempte de toute couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure.
12. 12. Plaquette (10) composite suivant la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce le métal formant du carbure et du siliciure est au moins un élément choisi dans le groupe consistant en : Mo, T, Nb, V, Ti, W, Ni et Cr.
13. 13. Plaquette (10) composite suivant l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une partie de soudage en contact électrique avec la couche (18) fonctionnelle en SiC.
14. 14. Procédé de fabrication d'une plaquette (10) composite, caractérisé en ce que :. - on se procure un coeur (12) de substrat en carbone poreux ;- on encapsule le coeur ( 12) du substrat en utilisant une couche (14) d'encapsulation en obtenant ainsi un substrat (11) ; - on se procure une couche (18) fonctionnelle à base de 5 SiC ; - on forme de couche d'adhérence comprenant un métal formant du carbure et du siliciure sur la couche (18) fonctionnelle à base de SiC ou sur une partie de la couche (14) d'encapsulation, la couche d'adhérence ayant 10 une épaisseur comprise entre 1 nm et 10 nm ; - on met la couche (18) fonctionnelle à base de SiC en position sur le substrat (11) de manière à ce que la couche d'adhérence soit interposée entre la couche (14) d'encapsulation et la couche (18) fonctionnelle ; et
15. 15 - on lie la couche (18) fonctionnelle à base de SiC sur le substrat (11) de manière à ce qu'au moins une partie du métal formant du carbure et du siliciure de la couche d'adhérence réagisse sur une partie du SiC de la couche (18) fonctionnelle pour former au moins un carbure et un 20 siliciure, la couche (14) d'encapsulation encapsulant le coeur (12) du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en 25 ce que la liaison comprend la réaction de sensiblement tout le métal formant du carbure et du siliciure de la couche d'adhérence sur la partie du SiC de la couche (18) fonctionnelle pour former au moins l'un d'un carbure et d'un siliciure de manière à ce qu'il ne reste pas de 30 couche continue de métal inaltéré formant du carbure et du siliciure entre la couche (18) fonctionnelle et la couche (14) d'encapsulation.
16. 16. Procédé selon les revendications 14 ou 15 ; caractérisé en que l'encapsulation comprend former la couche (14) d'encapsulation au moyen de l'un quelconque d'une pulvérisation cathodique, d'une galvanisation et d'un dépôt CVD chimique en phase vapeur.
17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que l'encapsulation comprend former une couche de Si amorphe ou polycristalline.
18. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'encapsulation comprend en outre la formation réactive de SI02 ou d'une couche de SiC à partir de la couche de Si.
19. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, former une partie de soudage sur une face du substrat (11) opposée à la couche (18) fonctionnelle, de manière à ce que la partie de soudage soit en contact électrique avec la couche (18) fonctionnelle de SiC par l'intermédiaire de la couche (14) d"encapsulation.
20. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 14 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, l'élimination partielle du substrat (11).
21. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, la formation d'une partie de 30 soudage sur une face de la plaquette opposée à la couche (18) fonctionnelle, de manière à ce que la partie de soudage soit en contact électrique avec la couche (18) fonctionnelle de SiC.
22. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement de la couche (18) fonctionnelle de SiC.
23. 23. Plaquette (10) composite, caractérisée en ce qu'elle comprend : un substrat (11), le substrat (11) comprenant un coeur (12) de substrat en carbone poreux et une couche (14) d'encapsulation, la couche (14) d'encapsulation comprenant du SiC formé réactivement et encapsulant le coeur (12) du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène, et une couche (18) fonctionnelle à base de SiC liée sur le substrat (12), la couche (18) fonctionnelle à base de SiC comprenant, en une région d'interface avec la couche (14) d'encapsulation, au moins l'un d'un carbure, d'un siliciure et d'un mélange des deux.
24. 24. Procédé de fabrication d'une plaquette composite, 20 caractérisé en ce que : on se procure un coeur (12) de substrat en carbone poreux ; - on forme une couche de Si sur le coeur (12) du substrat, et on forme réactivement une couche de SiC à partir de la 25 couche de Si de manière à ce que le coeur (12) du substrat soit encapsulé dans une couche (14) d'encapsulation qui comprend la couche de SiC et encapsule le coeur (12) du substrat d'une manière sensiblement étanche à l'oxygène en obtenant ainsi un substrat (11) ; 30 on se procure une couche (18) fonctionnelle à base de SiC ; on forme une couche d'adhérence comprenant du métal formant du carbure et du siliciure sur la couche (18)fonctionnelle à base de SiC ou sur une partie de la couche (18) d'encapsulation ; on met la couche (18) fonctionnelle à base de SiC en position sur le substrat (11) de manière à ce que la 5 couche d'adhérence soit interposée entre la couche (14) d'encapsulation et la couche (18) fonctionnelle, et - on lie la couche (18) fonctionnelle à base de SiC sur le substrat (11) de manière à ce qu'au moins une partie du métal formant du carbure et du siliciure de la couche 10 d'adhérence réagisse sur une partie du SiC de la couche (18) fonctionnelle pour former au moins un carbure et un siliciure.