II.4 Procédure expérimentale
II.4.1 Préparation des plaquettes de silicium
polycristallin
Pour les besoins de réalisation de notre capteur de gaz,
notre choix s'est porté sur des substrats (plaquettes de Si
polycristallin), présentant les caractéristiques suivantes.
Tableau II.1. Propriétés
générales des plaquettes de Si utilisés.
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Propriété
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Valeur
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Si
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Polycristallin
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Masse volumique
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2330 kg.m-3
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Chaleur massique
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700 J / (kg.°K)
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Conductivité thermique
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148 W / (m.°K)
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Résistivité à 300 °K
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1.6 x 103 ?.cm
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Dimension des plaquettes
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(L x l x e) = (80 x 0 x 0.24) mm
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Remarque 1 :
Avant de nettoyer les substrats de Si, on découpe la
plaquette à l'aide d'un coupe silicium spécialement conçue
en quatre substrats identiques ayant les dimensions suivantes : (L x
l x e) = (40 x 40 x 0,24) mm.
II.4.1.1 Nettoyage
Pour éviter toute mauvaise adhérence des couches
minces sur le substrat de Si, il doit être nettoyé pour
éliminer toutes traces d'impuretés (poussière,
humidité...). Dans un bac ultrason contenant de l'eau distillée
(voir annexe) on trempe ces derniers dans des béchers contenant chacun
de l'acétone, de l'éthanol pendant 15 min à une
température de 40 °C, puis dans de l'eau distillée
à une température de 50 °C pendant 15 min. Et enfin
ils sont séchés par l'intermédiaire d'un flux d'azote
comprimé à l'aide d'un générateur d'azote avec un
débit d'écoulement de 15 L/min (voire annexe).
II.4.1.2 oxydation thermique des plaquettes de Si
(polycristallin)
L'oxydation thermique de silicium à était
réalisée dans un four à moufle (voir annexe), à une
température de 1100 °C par voie humide (en présence de
vapeur d'eau (humidité ambiante 70%) et d'oxygène).
L'opération a duré six heures (6h) jusqu'à obtenir sur les
deux faces de Si une couleur violette.
Système de chauffage
Interrupteur d'allumage
Commande de contrôle de température
Circuit d'entrée d'air
Système d'entrée d'air
Substrat de Si
Support en quartz
Figure II.9. Schéma de principe du four
servant à l'oxydation de Si.
II.4.1.3 découpage des plaquettes de Si
(polycristallin)
Après oxydation de silicium, on passe à la
dernière étape avant les dépôts des
différentes couches minces. Mené d'un coupe silicium
spécialement conçu pour ca, nous découpons le substrat de
Si en plusieurs petits substrats ayant la dimension suivante : (L x
l) = (5 x ) mm.
Couche de SiO2 formée par oxydation thermique.
Wafer de silicium polycristallin comme substrat
Couche de SiO2 formée par oxydation thermique.
2 mm
5 mm
Figure II.10. Les dimensions des substrats de Si
utilisé.
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