Dans le domaine de la microélectronique, wafer est un terme anglais désignant une galette de semi-conducteur assez fin constitué par de silicium monocristallin. Il permet de graver dans un seul disque ou galette des circuits intégrés, des semi-conducteurs de puissance et des transistors. Sa fabrication se fait à partir de nombreux procédés comme la gravure, le pontage ou le fils de bonding et la déposition de quelques matériaux. Concernant son utilité, 4 secteurs technologiques l’utilisent comme l’élément de base pour perfectionner des systèmes photovoltaïques et des circuits électroniques.
La naissance des wafers silicium dans le monde de la technologie
L’utilisation des semi-conducteurs d’oxyde métallique complémentaire ou Complementary Metal-Oxyde Semiconductor tels que les wedges bonding présentent de nombreux avantages, mais pas suffisant pour l’évolution de la technologie actuelle. À la recherche d’une solution plus efficace, de nombreux scientifiques ont élaboré une technique plus performante en utilisant le silicium d’isolation. Ce dernier augmente largement le changement d’état du transistor. La solution consiste à faire naître l’oxyde de silicium ou l’isolant à l’aide d’un procédé de séparation par implantation d’oxygène. La technique consiste à injecter à très forte température l’oxygène dépourvu de tout élément chimique dans le wafer. Pour l’avoir en tant que couches d’oxyde fin de 0,15 u d’oxygène mélangé à la température hautement élevée collante au silicium, il faut contrôler l’injection de manière plus concentrée.
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Le wafer, nécessaire à la technologie SOI
L’usage de la métallisation au cuivre dans la technologie SOI représente de nombreux avantages. Effectivement, le cuivre dispose d’un caractère moins résistant à l’électricité contrairement à l’aluminium bonding ou wedges bonding, autrement dit un assemblage de deux métaux purs dans un pressage à pression et soudé à partir d’une vibration ultrasons provoqués par un transducteur. La fréquence sera alors moins hasardeuse par rapport à la technologie CMOS. En utilisant le cuivre, les délais électriques d’interconnexions seront réduits à 35 % minimum. De plus, la métallisation en wafer diminue les interférences entre les problèmes thermiques persistants et celle des couches. Les wafers en silicium utilisés dans l’isolant permettent également une isolation des transistors N et P, une densité d’intégration largement supérieure à 30 % en se référant à la normale et une plus grande vitesse et immunisation aux bruits décuplés. Concernant les problèmes de Latch -up, les wafers l’éliminent de façons naturelles. L’utilisation des wafers dans le SOI représente plusieurs avantages et ce type de technologie dépassera le CMOS dans les années à venir. L’utilisation des produits néfastes pour la santé de l’homme incite la fabrication du wafer dans une salle isolée ou salle blanche. Seules quelques poignées de gens connaisseurs peuvent fabriquer un wafer.
L’utilisation des Wafers dans le câblage par fils
Un Wafer est essentiel dans la fabrication du fils de bonding. En travaillant avec les waters, il est tout à fait possible d’obtenir différents fils en Coining. De ce fait, les différents types de fils obtenu sont directement utilisés dans de diverses activités à savoir le médical, l’automobile, le semi-conducteur et l’aérospatial. Chaque type de fils de bonding sera bien adapté en fonction des spécifications demandées. Le diamètre du fil est en général de 20 u permettant d’augmenter sa bande passante une fois que les spécifications exigent deux connexions.
Bref, les waters silicium sont désormais des éléments majeurs de l’électronique en général. Toutes les spécifications exigées par le monde de l’électronique appartiennent aux waters. La fabrication d’un wafer demande une grande maitrise de la technique et une grande précision.
