Qu’est-ce qu’un wafer en silicium ?
Dans l’arène de la haute technologie, le wafer en silicium joue un rôle de premier plan, bien que souvent méconnu du grand public. Discret, mais essentiel, ce composant est la pierre angulaire de l’industrie des semi-conducteurs, un secteur en constante évolution. Zoom sur ces disques brillants qui sont à la base de presque tous les appareils électroniques modernes.
Le wafer en silicium : Définition
Un wafer silicium est une fine tranche de silicium monocristallin dotée d’une épaisseur allant de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres. Ces disques sont obtenus à partir de lingots de silicium ultra-purs qui sont découpés à l’aide de scies à fil diamanté. Les wafers ainsi produits sont ensuite polis jusqu’à obtenir une surface parfaitement plane et lisse, prête à accueillir les circuits intégrés et autres composants électroniques.
Par ailleurs, le silicium est l’élément de base des wafers utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs. Ce choix n’est pas anodin, puisque le silicium possède des propriétés électriques uniques, notamment une conductivité qui peut être finement contrôlée par dopage. Cela en fait un matériau idéal pour la fabrication de composants électroniques. De plus, le silicium est abondant, stable et relativement peu coûteux à produire. D’où son omniprésence dans l’industrie électronique.
Quels sont les différents types et applications des wafers en silicium ?
Il existe plusieurs types de wafers en silicium et chacun répond à des besoins spécifiques en termes de performance, de coût et d’application.
Les wafers en silicium polis
Les wafers en silicium polis sont les plus couramment utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs. Ils font office de support dans la fabrication de circuits intégrés, tels que les processeurs, les mémoires et les puces de communication. Il faut préciser que les wafers polis sont disponibles en différentes tailles et les plus courantes sont les wafers de 150 mm, 200 mm et 300 mm de diamètre.
Les wafers en silicium épitaxiés
Les wafers en silicium épitaxiés sont des wafers polis sur lesquels on fait croître une fine couche de silicium monocristallin par épitaxie. Cette couche supplémentaire permet de modifier les propriétés électriques du wafer et d’optimiser les performances des dispositifs qui seront fabriqués dessus.
En pratique, les wafers épitaxiés sont particulièrement utilisés pour les applications de puissance, comme les transistors et les diodes de puissance. Ils se révèlent également utiles dans la conception des dispositifs optoélectroniques, dont les LED et les détecteurs infrarouges.
Les wafers SOI (Silicon-On-Insulator)
Les wafers SOI sont constitués d’une fine couche de silicium monocristallin séparée du substrat de silicium par une couche d’isolant, généralement de l’oxyde de silicium. Cette structure particulière permet de réduire les effets parasites et d’améliorer les performances des circuits intégrés.
En matière d’applications, les wafers SOI sont utilisés pour fabriquer des circuits intégrés hautes performances comme les processeurs pour ordinateurs portables.
Les wafers en silicium photovoltaïque
Les wafers en silicium photovoltaïque sont spécifiquement conçus pour la fabrication de cellules solaires. Ils sont obtenus à partir de silicium de grade solaire qui présente une pureté légèrement inférieure à celle du silicium de grade électronique.
Notez qu’il existe deux principaux types de wafers photovoltaïques, dont les wafers monocristallins et les wafers polycristallins. Si les premiers offrent un rendement de conversion énergétique plus élevé, les seconds ont un coût de production plus faible.
