Atelier d'Optimisation de Procédé Industriel Elaboration du silicium.

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1 Atelier d'Optimisation de Procédé Industriel Elaboration du silicium

2 Introduction ● Utilisation du Silicium en métallurgie et en microélectronique ● Pas à l'état naturel => nécessite extraction

3 Plan ● Partie A : Elaboration de Si primarie, dite « metallurgical grade » – Réaction 1 : 3SiO2 + 4Al -> 2Al2O3 + 3 Si – Réaction 2 : SiO2 + 2C -> Si + 2 CO ● Partie B : Purification du silicium – Réaction avec HCl + Condensation + Dépôt – Formation de SiI4 + décomposition VAB

4 Reaction 1 : ● Rendement de 100% pour T<1500K ● Reaction en phases condensees  Difficultes de process ● Diagramme ternaire Al-Si-O

5 Reaction 2 : ● Delta rG  Reaction totale ● Reactions parasites et pressions partielles ● Rendement maximal de 30% a 1790K.

6 Partie B : Purification du silicium ● Pour utilisation en microelectronique ● 2 methodes de purification : – Reaction avec HCl – A partir de SiI4

7 1ere methode ● Reaction avec HCl ● Gaz silicies formes ● Optimisation de la quantite de gaz souhaite

8 Recuperation du Si a partir des gaz ● Condensation ● Depot par chauffage ou avec H2 ● Choix final du gaz

9 2eme methode ● Formation de SiI4 ( et FeI2 ) ● Decomposition de SiI4 a 1500K ● Courbes d’isorendement

10 Conclusion ● Utilisation de COACH et GEMINI : – Etude de nombreuses reactions concurrentes – Donne tous les sous produits ● Limites de ces logiciels – Ne tiennent pas compte de la cinetique – Problemes de procedes industriels – (pas de valeurs en dessous de 298K)