COMMENT FABRIQUER UNE PLAQUETTE DE SILICIUM

COMMENT FABRIQUER UNE PLAQUETTE DE SILICIUM

A trancheIl s'agit d'une tranche de silicium d'environ 1 millimètre d'épaisseur, dont la surface est extrêmement plane grâce à des procédés techniquement très exigeants. L'utilisation ultérieure détermine le procédé de croissance cristalline à employer. Dans le procédé Czochralski, par exemple, le silicium polycristallin est fondu et un germe cristallin fin comme un crayon est plongé dans le silicium fondu. Le germe cristallin est ensuite mis en rotation et lentement tiré vers le haut. Il en résulte un colosse très lourd, un monocristal. Il est possible de sélectionner les caractéristiques électriques du monocristal en ajoutant de petites unités de dopants de haute pureté. Les cristaux sont dopés selon les spécifications du client, puis polis et découpés en tranches. Après diverses étapes de production supplémentaires, le client reçoit les tranches spécifiées dans un emballage spécial, ce qui lui permet de les utiliser immédiatement sur sa ligne de production.

PROCESSUS CZOCHRALSKI

Aujourd'hui, une grande partie des monocristaux de silicium sont produits selon le procédé Czochralski, qui consiste à fondre du silicium polycristallin de haute pureté dans un creuset en quartz hyperpur et à y ajouter un dopant (généralement B, P, As, Sb). Un fin cristal germe monocristallin est plongé dans le silicium fondu. Un grand cristal CZ se développe alors à partir de ce fin cristal. Un réglage précis de la température et du débit du silicium fondu, de la rotation du cristal et du creuset, ainsi que de la vitesse de tirage du cristal, permet d'obtenir un lingot de silicium monocristallin de très haute qualité.

MÉTHODE DE LA ZONE FLOTTANTE

Les monocristaux fabriqués selon la méthode de la zone flottante sont idéaux pour les composants semi-conducteurs de puissance, tels que les IGBT. Un lingot cylindrique de silicium polycristallin est monté sur une bobine d'induction. Un champ électromagnétique radiofréquence permet de faire fondre le silicium de la partie inférieure de la tige. Ce champ électromagnétique régule le flux de silicium à travers un petit trou de la bobine d'induction et sur le monocristal situé en dessous (méthode de la zone flottante). Le dopage, généralement au bore ou au phosphore, est obtenu par ajout de substances gazeuses.