Traitements par diffusion
173
nickel avec des éléments qui formeront des couches d’oxydes avec un faible coefficient de diffusion pour l’oxygène et une enthalpie de formation pour l’oxyde bien
supérieure à la matrice.
Si on porte un tel alliage à une température élevée dans une atmosphère oxydante, ces éléments vont diffuser vers la surface et former une couche de composé
défini constituée de une ou plusieurs phases: oxydes de chrome, de bore, d’aluminium, d’yttrium.
Silicium
L’oxydation contrôlée des plaquettes monocristallines de silicium pour former
une couche isolante de SiO 2 est une des étapes dans la fabrication des circuits intégrés. Puisque c’est à la fois le procédé le plus recherché et le mieux contrôlé, on va
le traiter à titre d’exemple.
La sulfuration et séléniuration du cadmium est utilisée pour former des jonctions Schottky ou des jonctions photogalvaniques pour la conversion de l’énergie
solaire. Elle utilise des phases gazeuses pour le transport des diffusants.
Modèle de Deal and Groove
La figure 12.3 résume les concentrations et flux considérés dans ce problème.
Le flux de gaz, qui atteint la surface, F 1 , est déterminé par le mécanisme de
transport. S’il s’agit de la diffusion nous pouvons écrire l’équivalent de la loi de
Newton pour le refroidissement (10.12)
(12.6)
avec J 1 : flux de molécules d’oxygène vers la surface.
c g : concentration d’oxygène dans la phase gazeuse (à l’entrée de l’alimentation de gaz).
c s : concentration d’oxygène à la surface.
σ g : coefficient de transport dans la phase gazeuse.
J 1
σ g c g c s
–
(
)
=
Fig. 12.3 Modèle pour l’oxydation du silicium.
gaz
couche d’oxyde
SiO 2
silicium
p g
c g, T
p s
c s, T
p σ
c σ, T
p i
c i, T
J 1
J 2
J 3
0
Z, distance de la surface
F r
173
nickel avec des éléments qui formeront des couches d’oxydes avec un faible coefficient de diffusion pour l’oxygène et une enthalpie de formation pour l’oxyde bien
supérieure à la matrice.
Si on porte un tel alliage à une température élevée dans une atmosphère oxydante, ces éléments vont diffuser vers la surface et former une couche de composé
défini constituée de une ou plusieurs phases: oxydes de chrome, de bore, d’aluminium, d’yttrium.
Silicium
L’oxydation contrôlée des plaquettes monocristallines de silicium pour former
une couche isolante de SiO 2 est une des étapes dans la fabrication des circuits intégrés. Puisque c’est à la fois le procédé le plus recherché et le mieux contrôlé, on va
le traiter à titre d’exemple.
La sulfuration et séléniuration du cadmium est utilisée pour former des jonctions Schottky ou des jonctions photogalvaniques pour la conversion de l’énergie
solaire. Elle utilise des phases gazeuses pour le transport des diffusants.
Modèle de Deal and Groove
La figure 12.3 résume les concentrations et flux considérés dans ce problème.
Le flux de gaz, qui atteint la surface, F 1 , est déterminé par le mécanisme de
transport. S’il s’agit de la diffusion nous pouvons écrire l’équivalent de la loi de
Newton pour le refroidissement (10.12)
(12.6)
avec J 1 : flux de molécules d’oxygène vers la surface.
c g : concentration d’oxygène dans la phase gazeuse (à l’entrée de l’alimentation de gaz).
c s : concentration d’oxygène à la surface.
σ g : coefficient de transport dans la phase gazeuse.
J 1
σ g c g c s
–
(
)
=
Fig. 12.3 Modèle pour l’oxydation du silicium.
gaz
couche d’oxyde
SiO 2
silicium
p g
c g, T
p s
c s, T
p σ
c σ, T
p i
c i, T
J 1
J 2
J 3
0
Z, distance de la surface
F r