SEMI-CONDUCTEURS
Technologie
Le succès industriel des dispositifs à semi-conducteurs est dû en grande partie aux technologies avancées qui ont été mises au point pour leur élaboration. On décrira ici la technologie du silicium, semi-conducteur de loin le plus utilisé (cf. microélectonique).
Le premier stade du processus est l'obtention de monocristaux de grande perfection cristalline et de pureté très élevée. On sait actuellement fabriquer industriellement des cristaux contenant moins d'un atome d'impureté pour 1012 atomes de silicium.
Fabrication de circuits intégrés
Encyclopædia Universalis France
Le cristal est ensuite découpé en plaquettes, et l'on réalise de nombreux dispositifs électroniques sur la même plaquette. Actuellement, on dépasse 3.106 éléments par centimètre carré (fig. 5). Cela est possible grâce aux techniques de photogravure et de diffusion des impuretés. Les régions n et p sont fabriquées par diffusion d'atomes de donneurs (P, As) ou d'accepteurs (B) à partir de la surface, en chauffant la plaquette de silicium en présence d'une atmosphère contenant les impuretés désirées. Afin de ne diffuser que dans des régions bien déterminées, on utilise le processus suivant :
– La plaquette de silicium est oxydée, de façon à former une mince couche de silice.
– L'étape suivante, la photogravure, est la phase essentielle ; elle permet de créer un dessin avec une très bonne résolution (inférieure au micromètre). Comme dans la photolithographie, la plaquette est recouverte d'une résine photosensible. Un masque, au dessin très précis, est placé entre la source lumineuse et la plaquette. Dans les régions non exposées, la résine est dissoute dans un solvant, et la silice, qui se trouve en dessous, attaquée par l'acide fluorhydrique. L'oxyde est protégé dans les régions non éclairées. On a ainsi créé des ouvertures dans la couche d'oxyde.
– La diffusion d'impuretés se fait ensuite uniquement par les ouvertures dans l'oxyde.
– Ce processus d'oxydation, d'ouverture de fenêtres, puis de diffusion peut être recommencé plusieurs fois afin d'obtenir des structures très complexes.
– La fabrication se termine par des dépôts métalliques pour prises de contact.
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Écrit par
- Julien BOK : ancien directeur du laboratoire de physique de l'École normale supérieure
Classification
Médias
Germanium : liaisons de valence
Encyclopædia Universalis France
Formation de bandes d'énergie
Encyclopædia Universalis France
Mobilité
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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DÉTECTEURS DE PARTICULES
- Écrit par Pierre BAREYRE , Jean-Pierre BATON , Georges CHARPAK , Monique NEVEU et Bernard PIRE
- 10 978 mots
- 12 médias
Les détecteurs semi-conducteurs sont essentiellement des chambres d'ionisation solides (fig. 8), dans lesquels la perte d'énergie nécessaire pour libérer les électrons est voisine de 3 eV, contre près de 30 eV dans un gaz et 1 000 eV dans la combinaison scintillateur-photomultiplicateur. -
AIGRAIN PIERRE (1924-2002)
- Écrit par Bernard PIRE
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Le physicien Pierre Aigrain, pionnier de l'étude des semi-conducteurs, membre de l'Académie des sciences à partir de 1988 et secrétaire d'État auprès du Premier ministre chargé de la recherche, est né le 28 septembre 1924 à Poitiers et mort le 30 octobre 2002 à Garches (Hauts-de-Seine). Il intègre...
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ALFEROV ZHORES I. (1930-2019)
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Physicien russe, Zhores I. Alferov (ou Jaurès Alferov) partage le prix Nobel de physique en 2000 pour moitié avec Herbert Kroemer pour leurs contributions fondamentales à la technologie de l'information et de la communication, et en particulier l'invention des semi-conducteurs à hétérostructure....
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BRATTAIN WALTER HOUSER (1902-1987)
- Écrit par Bernard PIRE
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Né le 10 février 1902 à Amoy (Chine), Walter Houser Brattain passa sa jeunesse dans l'État de Washington (États-Unis) et fit ses études supérieures à l'université de l'Oregon puis à celle du Minnesota, où il soutint sa thèse en 1929. Il fit ensuite toute sa carrière aux laboratoires de la compagnie...
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