Wafer de Silicium

L'étude des phénomènes naturels...

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buck
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Wafer de Silicium

Message par buck » 08/07/2008 - 9:03:37

Salut,
je recoupe les questions que j'ai vu par ailleurs et mes reponses.
Ca permettra d'eviter de polluer d'autres fils

photo prise par mes soins:
Image

Cette image est l'image d'un wafer de silcium
Ici on ne voit que des puces de tests pour caracteriser une technologie (pas le droit de dire laquelle)
Les puces sont representées par des motifs qui sont repetés x fois (grand carré avec des plus petits inside et autres formes)



c'est quoi un wafer?

un wafer , en francais plaque c'est quoi?
C'est le materiau contenant la fabrication des puces electroniques (Intel AMD, ou autre comme puces d'analyse d'adn ...).
Une puce est repetée x fois sur le wafer (tu peut voir que le même motif est repete) ca permet de fabriquer x puces en même temps (gain de temps)
Les gros fondeurs (ie fabricant de puces electroniques) utilisent des wafer de 200 mm de diametre voir de 300 mm. Il est prevu de demarrer l'utilisation de 450mm en 2010

Le wafer de base est un cristal de silicium pur à 99.9999%. Ca se fabrique à partir de sable qu'on a purifié, chauffer pour enlever l'oxygene. Ensuite on part d'une matrice de silicium (une matrice c'est un bout de cristal) que l'on place juste au dessus de silcilicium liquide. En tirant sur la matrice les atomes de silicium se positionnenent de la même manière que la matrice, c'est à dire que l'on reproduit la même orientation cristallographique.
On tire jusqu'à obtenir un gros bloc de silicium qui fait 20 ou 30 cm de diametre pour 1m de long.
Ensuite on decoupe ce barreau en fines tranches (moins d'un mm d'epaisseur) qui vont constitue le wafer.
Après de ce wafer tu construis tes puces (comme une maison)
A la fin de la construction tu separes les puces tu les mets sur boitier et tu vends

merci pour l'explication complète mais "tirer" le silicium ça veut dire quoi? La matrice elle est toute petite? Et comment on la fait la matrice, la première?
Tu ne sais pas dans quoi tu t'es embarqué en donnant des explications.

Tirer dans le sens de tirer vers toi.
La matrice fait qq millimetres de grosseur.
La matrice est recuperée du barreau precedent.
La premiere a ete faite à partir d'un simple cristal, (quartz) que l'on trouve dans la nature.
Il a servi pour faire les premières matrices, en l'orientant comme il faut. Ensuite par étapes successives on est passé au silicium pur, car le quartz contient de l'oxygene, et oygene + silicium= oxyde de silicium qui est un isolant. Plus communement c'est du verre

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Stardust
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Re: Wafer de Silicium

Message par Stardust » 08/07/2008 - 12:24:52

buck a écrit : photo prise par mes soins:
Cette image est l'image d'un wafer de silcium
Ici on ne voit que.....

Image



En fait, l'image est apparue mais après un temps très certain....sur mon micro tout neuf... Buck, t'est-il possible de l'alléger juste un tout petit peu ???? :D

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buck
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Message par buck » 08/07/2008 - 12:34:26

Elle fait moins de 200 ko pourtant.
La je ne peux pas la modifier en ligne, j'essaierais de modifier ca (pas sur que ca donne un bon rendu)
sinon clic ici

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Message par Stardust » 10/07/2008 - 17:39:06

A la demande de Buck et pour qu'il y apporte des remarques complémentaires, voici donc la réponse au jeu de la "question mystérieuse" n° je ne sais plus quoi. (lien : viewtopic.php?p=74487#74487 )

le 'four à gaufrettes'
utilisé pour l'oxydation de wafer en silicium et dans le cadre d'une recherche au Kansas State University SMART Lab (SMART Lab = the Semiconductor Materials and Radiological Technologies Laboratory) : Image

Comme l'a précisé Buck :
"Les cercles que l'on voit sont dus à la différence de température qui est plus chaude au centre et qui décroit un tout petit peu (qq degrés) sur les bords.
Le silicium est porté au rouge
"

:clapclap: à Victor ! et à Jay78
Bravo aussi à tous les autres participants.
Et, comme le sujet méritait un expert, je te remercie chaleureusement Buck d'avoir répondu à ma demande d'apporter tes explications et ta conclusion sur le choix des gagnants ! :jap:

Article : Quartz Liner Tube Inside Tube Furnace
the Semiconductor Materials and Radiological Technologies (SMART) Laboratory at Kansas State University
liens :
l'article : http://www.aps.org/about/physics-images/tube.cfm
le site : http://www.aps.org/about/physics-images/

(pour les fanas des wafers ou de cette technologie de fours et qui voudraient approfondir, je signalais que plusieurs topics traitant du sujet étaient en cours sur le site - d'où le "recollage" de ce post ici, sur le topic de buck !!!!! ;) )

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Message par buck » 10/07/2008 - 17:53:59

Sur le labo ils se servent de ces wafers (nan je ne parlerais pas de la g...) pour faire des diodes capable de detecter les neutrons energetiques.
Je n'ai pas d'infos sur comment sont concues ces diodes, je rechercherais ca.


En fait la construction d'un dispositif (puce, diode, transistor, capa ...) se fait par une succession /repetition des etapes suivantes:

* dessin des motifs (photolithogravure)
* implantation d'atomes dans le silicium pour favoriser a certains endroits les electrons (ou trous) (implantation)
* recuit permettant de deplacer legerement ces atomes, et de recristaliser le silicium (diffusion) qui se fait a different couple temperature temps : 800 degre/heure et 1100 deg/secondes
* etapes d'oxydation pour isoler (chauffage + apport d'oxygene)


Et une fois fait il y a les interconnexions a mettre

En gros il y a plus de 200 etapes successives pour avoir un dispositif complet. Le temps de fabrication est d'a peu pres 2-3 mois

Si vous avez des questions n'hesitez pas, je tacherais d'y repondre ici

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Message par Victor » 10/07/2008 - 18:51:46

Quelle est la formes des wafers ... Une galette circulaire ? Un cylindre emmanché dans le four ? Bref comment ça tient dans un four qui n'a pas l'air très grand en Diamètre ?

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Message par buck » 10/07/2008 - 19:33:15

wafer=disques de 2 4 6 8 pouces 200 mm ou 300 mm (en 2010 450mm) de diametres.
Le four qui est presente ici ne sert que pour un seul wafer

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Message par gzav » 10/07/2008 - 21:19:50

C'est avec le meme procede que l'on fait des rubis artificiels

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Message par buck » 11/07/2008 - 8:46:58

bonne question
j'avoue que je ne sais pas comment sont fait les rubis, je vais verifier

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Maulus
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Message par Maulus » 11/07/2008 - 11:35:45

je ne connaissais pas du tout le principe, merci buck :)

je me demande après comment ils font pour graver aussi petit le silicium...

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Message par buck » 11/07/2008 - 11:53:15

en fait le silicium en lui meme (hormis les isolation STI) n'est pas grave, ce sont les materiaux qu'on depose au dessus qui le sont. On depose une resine sur le silicium, qui par l'etape de litho est durcie par endroits (la ou on met des masque comme pour les pochoirs) . On nettoie la surface, et ce qui n'est pas durcie s'en va en premier. Apres on fait les etapes d'implantations and co. Puis on nettoie la partie dure (acetone and co ...)

Ce qu'on entend generalement sur les technologies genre 90nm correspond a la plus petite partie qui sera gravee. En general ca correspond a la longueur du transistor (longueur qui est plutot une largeur mais on garde longueur) qui est en gros la taille de l'interrupteur.
Pour arriver a ces tailles on utilise une lumiere de longueur d'onde 190nm (environ je n'ai pas le chiffre en tete). Cette lumiere va etre focalisee pour pouvoir faire des traits d'au moins cette taille de 90 nm.
L'interaction de cette lumiere avec la resine fait quelle durcie aux endroits exposee et pas ailleurs.
Ce sont les ffort de focalisation qui permettent d'affiner les tailles des transitors.
Cependant on atteint des limites de ce cote dues aux interaction avec les autres lumieres (un corps noir emet de la lumiere qui interagit avec le faisceau, et a force de converger on a des effet de diffraction de la lumiere. De plus parfois la resine a du mal a suivre cette taille.
Il y a des techniques qui permettent d'aider a affiner genre decalage de masque, immersion ... mais d'ici 2-3 generations il va falloir changer de type de faisceau, en continuant vers l'extreme UV

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Message par Maulus » 11/07/2008 - 12:29:21

ah ben ok, finalement sa s'apparente à ce que j'ai fait en 4ème avec la gravure de circuit imprimé !
résine + exposition + netoyage ! j'aurais jamais imaginé qu'on en était encore à ce principe avec de si petite gravure ! :houla:

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Message par buck » 11/07/2008 - 13:06:48

Maulus a écrit :ah ben ok, finalement sa s'apparente à ce que j'ai fait en 4ème avec la gravure de circuit imprimé !
résine + exposition + netoyage ! j'aurais jamais imaginé qu'on en était encore à ce principe avec de si petite gravure ! :houla:

ben ouaip c'est tjs la meme chose

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