2. Source de silicium
• La silice est un composé chimique (SiO2.).
• Le silicium (Si) est un élément de la famille des
cristallogènes.
• C'est l'élément le plus abondant sur la Terre après
l'oxygène (27,6%). Il n'existe pas à l'état libre mais sous
forme de dioxyde :
• - la silice (dans le sable, le quartz, la cristobalite, ...)
• - les silicates (dans les feldspath, la kaolinite, …)
• Le silicium existe essentiellement sous forme oxydée et
nécessite d’une part d’etre réduit et d’autre part d’etre
purifié afin d’obtenir un matériau dit de qualité
electronique ou EGS (Electronic Grade Silicon)

3. le démarche va consister dans un premier temps à obtenir du
silicium de qualité métallurgique MGS (Metallurgic Grade
Silicon) puis de purifier le matériau pour atteindre la pureté
requise ou électronique EGS
Réduction de la silice
La première étape consiste à effectuer une électrolyse dans
un four à arc pour atteindre des températures suffisantes
permettant de fondre la silice .le SiO2 est mélangé à du
carbone .en pratique l’ectrode est en graphite et consommée
par l’arc electrique.la réaction bilan est la suivante sachant
qu’en réalité elle résulte d’un grand nombre des réactions
chimiques intermédiaires :
SiC(liquide)+SIO2(liquide)Si(liquide)+SiO(gaz)+CO(gaz)

4. Apres cette opération ,le silicium obtenu a une pureté de
98%,il faut donc le purifier encore de plusieurs ordres de
grandeur pour obtenir du matériau pour la microélectronique
Purification de silicium
il s’agit en partant de silicuim metallurgique de faire une
purification chmique .une des methodes consiste à faire une
distilation à partir d’un produit ,liquide à temperature
ambiante ,qui contient le silicium .une possibilté consiste à
fabriquer un halogénure de silicium.des nombreux procedes
ont été developpés par des différents producteurs mondiaux
de silicium basés sur le tetrachlorosilane(SiCl4),le
dichlorosilane (SiH2Cl2),ou le trichlorosilane (SIHCl3).d’autres
techniques sont basés sur la tetrafluorosilane (SiF4) ou la
tetraiodure de silicium (SiI4)

5. • L’exemple choisi concerne la fabrication de trichlorosilane par
pulverisation de silicium reagissant avec le gaz de chlorure
d’hydrogene (HCL ou acide chlorodrique ) suivant la reaction :
Si(solide)+3HCl(gaz)----300°C-- SiHCl(gaz)+H2(gaz)
la reaction avec le chlore permet une première purification
puisque par exemple des pecipites chlorés de métaux ne sont
pas melangés au trichlorosilate .une distillation alors permet
une purification supérieure
La trichlorosilate purifié est ensuite reduit pour reonner de
silicium dans un réacteur présenté figure suivante .la reaction
chimique bilan est la suivante :
SiHCl3 (gaz) + H2 (gaz)  Si (solide) + 3HCl (gaz)

8. Le procédé est dance cas identique à depot chimique
en phase vapeur (CVD) ,à partir d’un germe d’un tres
longs tubes ,on dépose progressivement le
silicium.on obtient des lingots en structure
polycristalline jusqu’à 20cmde diametre .la purité
obtenue est de l’ordre du ppm,soit des
concentrations equivalentes de l’ordre de 10^16
cm^-3