Amelioration des performances d'un procede de fabrication de diodes

Performances improvement of a diode manufacturing process

• Auteur / Autrice : CECILE CANCES
• Direction : Maurice Comtat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'objectif de l'etude est de proposer des modifications pour un procede d'elaboration de diodes afin d'augmenter la qualite des produits et de diminuer les rejets d'effluents liquides. L'analyse physico-chimique et cinetique de trois etapes de fabrication permet de proposer des solutions rationnelles pour atteindre cet objectif. La modelisation de l'etape de diffusion des dopants dans le silicium sur la base de la diffusion lineaire semi-infinie et la comparaison des profondeurs de jonction experimentale et calculee permet de selectionner temperature et temps de diffusion. L'expression analytique du profil de concentration en bore apres diffusion montre que les phases de refroidissement venant apres le palier de diffusion n'ont qu'une tres faible incidence sur la position du profil et sur la profondeur de jonction. L'etude au microscope electronique des deux faces de la diode apres les nettoyages qu'elle subit - dans l'acide fluorhydrique concentre pour dissoudre la couche de silice formee lors de la diffusion et dans la potasse pour aviver la surface avant la metallisation - ainsi que la mesure des vitesses de gravure permettent de caracteriser la preparation de la surface avant le nickelage chimique et montrent la forte dissymetrie au niveau de la reactivite et de la rugosite entre la face p et la face n de la diode. La thermodynamique ainsi que des analyses de residus dans les bains de metallisation autorise la proposition d'une reaction d'initialisation du depot de nickel sur ce substrat a priori non catalytique. Le role inhibiteur des ions nitrates sur le depot chimique de nickel et le role stabilisant du plomb sont confirmes. La decomposition spontanee du bain de metallisation par imposition d'un point chaud rappelle le caractere metastable de la preparation et le remplacement des bains de depot de nickel par des bains commercialement disponibles plus stables permet de multiplier par dix leur duree d'utilisation et de reduire ainsi les rejets de nickel.