Etapes de fabrication du c integres

7239 mots 29 pages
PURIFICATION DU SILICIUM
I) Sources du Silicium Le silicium existe en grande quantité à la surface du globe terrestre. C'est le deuxième élément le plus fréquent de la croûte terrestre ; O2 (46%), Si (28%), Al (8%). Sa température de fusion est de 1415°C, qui est donc assez élevée, et son affinité chimique est forte à haute température. Le silicium cristallise dans une structure zinc-blende tétraèdrique (ou cubique face centrée avec motif à deux atomes décalés d'un quart suivant la première diagonale) identique à celle du diamant mais avec une distance interatomique légèrement plus élevée. C'est donc un matériau avec une bonne cohésion et donc une bonne stabilité thermique. Les sources naturelles sont essentiellement les silicates (sable, etc...) mais aussi zircon, jade, mica, quartz, donc du SiO2 sous diverses formes et plus ou moins de contaminants (qui lui donnent des couleurs différentes). Ainsi, le silicium existe essentiellement sous forme oxydée et nécessite d'une part d'être réduit et d'autre part d'être purifié afin d'obtenir un matériau dit de qualité électronique ou EGS (Electronic Grade Silicon). Le problème est que la silice n'est pas réduite simplement par l'hydrogène et qu'il faut donc trouver une technique de réduction, notamment par le carbone à très haute température. II) Pureté chimique requise La qualité électronique ou microélectronique est en fait difficile à obtenir et nécessite une succession importante d'étapes de purification. Il faut se rappeler que d'une part toute la théorie effectuée sur les dispositifs à semi-conducteur est basée sur un cristal parfait ou quasiparfait. La notion de dopage tient compte du fait que l'on peut maîtriser la concentration d'atomes dopants au niveau de 1014 cm-3. Bien que ce chiffre puisse paraître grand il est en fait très faible par rapport au nombre d'atomes par unité de volume du réseau cristallin. En effet, dans le cas du silicium, il y a 5.1022 atomes par cm3. Cela signifie que la pureté chimique

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