PolySilicium

Le silicium polycristallin, ou poly-Si, est une forme ultra-pure de silicium qui possède d'excellentes propriétés d'isolation et de résistance à la température. Le polysilicium se présente sous deux formes, en morceaux et en granulés, les granulés étant plus populaires dans les applications minces et les applications à haute conformité. Les couches de poly-silicium peuvent également être dopées ou non, en fonction des spécifications de l'utilisateur final. Le dopant et la résistivité ont une relation inverse : plus le dopant est lourd, plus la résistivité est faible. Une couche de poly-Si légèrement dopée aura une résistivité élevée. La résistivité est le principal facteur déterminant les niveaux de dopant dans la couche de poly-Si.

Polysilicium non dopé

Les couches de polysilicium non dopées sont déposées par dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD). Il s'agit de la méthode de dépôt de polysilicium la plus courante et, selon l'application, certaines nécessitent un dopage après le dépôt. Le processus se déroule dans un four à basse température, entre 560°C et 650°C. Les couches de poly-Si non dopées croissent de manière exponentielle à mesure que la température augmente, bien que la plage de température soit restreinte.

Le LPCVD dépose le polysilicium dans un four à basse pression atmosphérique afin d'éviter toute contamination et de créer une couche polycristalline de haute uniformité. L'isolation électrique est l'utilisation la plus courante des couches de polysilicium non dopées, bien que les méthodes de diffusion et de dopage in situ utilisent aussi couramment le poly-Si.

La plupart des couches de polysilicium dopées utilisent une combinaison de trois dopants primaires : l'arsenic (As), le phosphore (P) et le bore (B). Il existe également trois méthodes principales de dopage du poly-silicium :

• Diffusion : La diffusion de polysilicium dopé consiste à diffuser une couche de verre fortement dopé sur une plaquette de silicium non dopé. Dans ce type de dépôt, la couche de verre est la source de dopant et la température du four se situe entre 900°C et 1 000°C pour permettre à la couche de verre de se diffuser avec la plaquette. En raison de la température élevée de ce procédé, la couche de poly-Si peut à la fois se diffuser et se recuire sur le substrat. Cette méthode permet d'obtenir très facilement des concentrations élevées de dopants, ce qui rend ces plaquettes idéales pour les applications à faible résistivité.
• Implantation : L'implantation ionique permet un contrôle plus précis de la concentration de dopants. Ce procédé consiste à bombarder directement la couche de poly-Si avec des ions à haute énergie, suivi d'un recuit pour durcir la plaquette. Cette méthode est couramment utilisée lorsqu'une conductivité élevée n'est pas nécessaire, comme dans les résistances de charge.
• In-situ : ce procédé de dépôt est réalisé en ajoutant des gaz de phosphine (_PH3) et de diborane (_B2H6) aux gaz réactifs courants du dépôt chimique en phase vapeur. La principale différence entre le procédé in situ et les autres procédés de dépôt est l'introduction de dopants pendant le dépôt de la couche de poly-Si, plutôt qu'en deux étapes distinctes. Comme le dopant est introduit pendant le dépôt, il est possible de modifier les propriétés physiques de la couche, ce qui peut affecter la taille des grains et l'orientation du polysilicium.

Applications Poly-Si

La stabilité de la température du polysilicium et l'excellente interaction avec l'oxyde de silicium en font un choix de premier ordre pour plusieurs applications, dont les suivantes :

• Électrodes de grille
• Électrodes de la plaque du condensateur
• Interconnexions
• Masque dur pendant la gravure

SVM Polysilicon Spécifications :

Diamètres des plaquettes : 76 mm (3″) - 300 mm (12″)

Épaisseur du film* : 1 000Å - 20 000Å

*L'épaisseur du film dépend également du diamètre de la plaquette et d'autres spécifications de l'appareil.