Procédés de fabrication des dispositifs à semi-conducteurs

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La fabrication des dispositifs à semiconducteur englobe les différentes opérations permettant l’élaboration des composants électroniques ayant pour base des matériaux semiconducteurs. Rentrent dans cette catégorie divers types de composants, une première approche permet déjà de différencier les composants discrets (n’assurant qu’une unique fonction, diodes, transistors, …) des circuits intégrés qui sont constitués d’un assemblage de plusieurs micro-composants discrets sur un seul et même substrat pour donner ce que l’on nomme généralement « puce électronique » ou “chip”.

Un transistor est en fait une barrière de potentiel qu’on rend passante (conducteur) ou isolante pour une tension donnée au courant. De façon schématique du point de vue de l’informatique, on fait correspondre passant au bit 1 et isolant au bit 0. Le transistor est en fait un dispositif matériel multicouches fait de 3 électrodes séparées par 3 morceaux de silicium le premier dopé négativement le second de plus faible épaisseur dopé positivement et le troisième dopé négativement type NPN ou l’inverse type PNP. Le dopage est obtenu par adjonction d’impuretés à valence positive ou négative c-à-d qui peuvent fournir ou accepter facilement un électron. On gére aussi bien les électrons que les manques d’électron ou trou.

Epitaxie par Jets moléculaires

Les matériaux semiconducteurs requièrent une grande qualité cristalline, c’est-à-dire qu’il faut le moins d’impuretés possible. Pour obtenir cette grande qualité, une méthode utilisée est de réaliser des couches de matériaux semiconducteurs sous ultra-vide (10^-10 Torr). Ce genre de vide est obtenu dans un bâti d’épitaxie par jets moléculaires. Ce bâti est en général constitué de 3 chambres dans lequel le vide est amélioré d’une chambre à l’autre grâce à des pompes de plus en plus élaborés (pompe à membrane, pompe turbo-moléculaire, pompe ionique, filament de titane). C’est donc la dernière chambre, qui est la chambre de croissance qui possède le meilleur vide. Dans cette chambre, le support qui va servir à réaliser le composant (dans le cas d’une diode laser, ce peut être un support de GaSb), fait face à diverses cellules remplies d’éléments servant à réaliser des semiconducteurs (éléments III ou V du tableau de Mendeleiev, par exemple). Ces cellules sont fortement chauffées pour que le matériau puisse être envoyé sur le support sous forme gazeuse. C’est donc pour cela que l’ultra-vide est nécessaire : la particule envoyée sur le support n’interagira pas avec une autre molécule parasite.

Source: wikipedia.org | GNU



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