La modélisation et le calcul des défauts de croissance dans les cristaux d’antimonure d’indium

Les matériaux semiconducteurs sont essentiels pour l’électro-optique et l’informatique, deux secteurs en pleine expansion de nos jours. La croissance des cristaux semiconducteurs constitue une étape clé dans le processus de fabrication. Le marché exerce des pressions constantes pour accroître la taille et la qualité des cristaux de façon à pouvoir placer sur une seule plaquette des dispositifs en plus grand nombre et de plus haute qualité. La technique de production des cristaux la plus souvent utilisée est la méthode Czochralski (Cz), dans laquelle on fait pousser un cristal semiconducteur sur la pointe d’un cristal germe tandis que le germe est lentement extrait d’un bassin de matière en fusion. Les cristaux produits de cette façon commencent à présenter des défauts attribuables au stress thermique si les gradients thermiques sont trop élevés. L’approche par essais et erreurs visant à améliorer le processus est soit trop coûteuse, soit inefficace. Le client, Firebird Technologies, utilise la technique Cz pour fabriquer des cristaux, mais sa compréhension incomplète du milieu thermique durant le traitement limitait les progrès. L’équipe de recherche a mis au point un modèle pour la distribution des défauts ponctuels dans les cristaux produits par les techniques Cz et a développé une série de paramètres pour la croissance optimale des cristaux. La modélisation des processus au moyen de méthodes mathématiques, informatiques et expérimentales (à petite échelle) s’est révélée être une façon économique et efficace de comprendre les processus physiques fondamentaux et d’améliorer les procédés de fabrication. L’équipe a écrit un article sur les résultats de la recherche, qui paraîtra en 2006 dans Communications on Computational Physics.

Faculty Supervisor:

M. Huaxiong Huang

Student:

Naveen Vaidya

Partner:

Firebird Semiconductor

Discipline:

Resources and environmental management

Sector:

Energy

University:

York University