Faire croître un bloc de silicium peut prendre d’une semaine à un mois. Cela dépend de plusieurs facteurs, y compris la taille, la qualité et les spécifications techniques. Plus de 75% des plaques de silicium monocristallines sont créées en utilisant la méthode Czochralski (CZ). La croissance d’un bloc de silicium CZ nécessite des morceaux de pur silicium polycristallin. Ces morceaux sont placés dans un creuset en quartz avec de petites quantités de matériaux appelés dopants, les plus communs des dopants étant le boron, phosphore, arsenic et antimonie. En ajoutant des dopants on obtient les propriétés électriques recherchées pour la croissance d’un bloc de silicium et en fonction du dopant utilisé, le bloc de silicium devient un bloc de type P ou N (boron: type P; phosphore, antimonie, Arsenic: type N).

Les matériaux sont alors chauffés à une chaleur supérieure à leur point de fusion c-a-d à 1 420 degrés celsius. Une fois que la combinaison du polycristallin et du dopant est liquéfiée, un seul cristal de silicium, le grain (seed), est placé au dessus du mélange, à peine touchant sa surface. Le grain a la même orientation cristalline nécessaire que le bloc de silicium final. Pour obtenir une bonne uniformité du dopage, le grain de cristal et le creuset de silicium fusionné sont tournés dans des directions opposées. Quand les conditions pour la croissance du cristal sont remplies, le grain est lentement soulevé du mélange fusionné. La croissance commence en retirant rapidement le grain de cristal de façon à minimiser le nombre de défauts dans le grain au début du processus de croissance. La vitesse de retrait est alors réduite pour permettre au diamètre du cristal d’augmenter. Quand le diamètre désiré est atteint, les conditions de croissance sont alors stabilisées pour maintenir le diamètre obtenu. Au moment où le grain est doucement soulevé du mélange fusionné, la tension de la surface entre le grain et le mélange fusionné permet à un film fin d’adhérer au grain puis de refroidir. Pendant le refroidissement, les atomes dans le silicium fusionné s’orientent sur la structure de cristal du grain.

Une fois que le bloc a terminé sa croissance, il est attaché à un diamètre un peu plus large que le diamètre désiré de la plaque de silicium finale. Le bloc reçoit alors une entaille ou affaissement pour indiquer son orientation. Apres avoir passé plusieurs inspections, le bloc de silicium est alors scié pour créer des plaques de silicium.

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