Le silicium est l’un des éléments des plus répandu sur terre. Sa concentration dans la croûte terrestre se retrouve juste derrière celle de l’oxygène. Le quartz que l’on retrouve le plus souvent sous forme de sable est extrêmement riche en silice (formule chimique: SiO2). Ce matériau présent en abondance sur terre est à la base de la fabrication des lingots de silicium.
L’intérêt du Silicium
Le silicium possède des propriétés électriques exceptionnelles. Un lingot de silicium est un matériau primordial pour la conception de semi-conducteurs. Ce type de conducteur est retrouvé dans tous les types d’appareils électroniques de notre quotidien. Peu d’entre nous ont déjà eu la chance de voir à quoi ressemble un lingot de silicium. Il se présente sous forme de disque ultra fin et poli, il est presque comparable à un miroir. C’est par ailleurs l’un des objets le plus plat du monde. Il extrêmement important que le lingot soit ultra propre, c’est à dire pratiquement exempt de microparticules ou d’autres impuretés. Ces critères sont nécessaires afin que ce matériau soit un semi-conducteur très performant.
Les applications du Silicium
Comme précisé précédemment les disques de silicium entrent dans la composition de nombreux appareils électroniques. Leur grande fiabilité permet de répondre aux exigences du marché et au développement de systèmes toujours plus complexes. On le retrouve par exemple dans nos voitures, nos appareils numériques comme les caméras ou smartphones, les serveurs de stockage de données informatiques ou encore dans le domaine des énergies renouvelables. Son immense champ d’application fait aujourd’hui du silicium un matériau indispensable aux yeux des industriels.
Dansla vie de tous les jours nous ne voyons presque jamais ces fameuses plaquettes de silicium, nous en manipulons pourtant toute la journée. Ce matériau révolutionnaire offre des perspectives énormes dans la création de toutes sortes d’innovations technologiques. Le silicium sous forme de lingot semble donc être le parfait candidat pour répondre aux demandes croissantes générées par l’ère de l’Internet des Objets (IoT) et du big data.
La fabrication des wafers (tranches) de silicium
Le procédé de fabrication des wafers de silicium est extrêmement complexe. Il peut se décomposer en douze étapes distinctes. Sa production débute par l’extraction de la silice pour en créer un lingot. Le lingot est par la suite découpé au diamètre désiré et à la longueur souhaitée. Le lingot est alors débité en tranches nommées « wafers » en anglais. La découpe est généralement effectuée par un système de sciage à fils. Une première rectification de cette découpe est effectuée à l’aide d’un outil en diamant afin d’obtenir le diamètre initialement souhaité. Les tranches subissent par la suite un polissage à l’aide d’un abrasif puis pas la suite un polissage chimique. Les wafers sont ensuite placées dans un four avec pour objectif d’éliminer toutes les impuretés pouvant être apparus durant les étapes précédentes de fabrication. A l’issue de cette étape un nouvel polissage est pratiqué jusqu’à obtenir un effet de miroir. Un dernier traitement à l’eau ultra pure est appliqué puis une vérification s’impose à l’aide d’une source lumineuse intense pour en détecter la moindre anomalie.
La fabrication de ces tranches de silicium est donc un procédé long est complexe faisant appel à de nombreuses étapes de contrôle ainsi qu’un savoir faire très rigoureux. Ce type de procédé de fabrication rappelle celle des lubrifiants Fomblin. En effet, les lubrifiants Fomblin nécessites une grande maîtrise de son procédé de fabrication afin de garantir de bonnes propriétés de lubrification. En particulier pour les compresseurs et pompes de transport, les contacts en métaux nobles, les systèmes hydrauliques et bien d’autres applications. Ces matériaux permettent donc des avancées spectaculaires dans de nombreux domaines.