Brevet FR2615036A1 — publié le 19881110

MACHINE POUR LA FABRICATION DE SILICIUM POREUX Le silicium poreux est un matériau que lton obtient par oxydation anodique du silicium dans un bain électrolytique d'acide fluorhydrique. Ce produit a notamment été proposé pour la fabrication de circuits intégrés dans des technologies de silicium sur isolant. A la connaissance de la demanderesse, il n'existe pas à ltheure actuelle de machine industrielle pour fournir des plaquettes de silicium dont une face est revêtue de façon localisée ou non de silicium poreux. Un objet de la présente invention est de prévoir une machine permettant de transformer en silicium poreux, selon une profondeur donnée, une face d'une plaquette de silicium d'un diamètre de 100 mm ou plus, cette machine étant simple d'emploi, compatible avec une cadence de production industrielle et pouvant fonctionner de façon automatique. Pour atteindre cet objet ainsi que d'autres, la présente invention prévoit une machine pour la fabrication de silicium poreux sur une face d'une plaquette de silicium, par anodisation, la face avant de la plaquette étant en contact avec un premier électrolyte d'attaque porté à un premier potentiel et la face arrière avec un deuxième électrolyte porté à un deuxième potentiel inférieur au premier, la plaquette étant disposée sensiblement verticalement et constituant la cloison de séparation entre les cuves destinées à contenir les électrolytes. Dans cette machine, la première cuve est fixe et solidaire d'un socle et la deuxième cuve est mobile et solidaire de ce meme socle par l'intermédiaire de moyens de déplacement en translation. La plaquette est montée dans un tiroir cassette la pressant de façon étanche sur toute sa périphérie et venant servir de joint entre les première et seconde cuves. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 représente une vue en coupe d'une machine selon la présente invention ; et la figure 2 représente une vue en coupe plus détaillée d'une cassette pour plaquette de silicium selon la présente invention Comme le représente la figure 1, une machine selon la présente invention comprend une première cuve 1 et une deuxième cuve 2 qui sont respectivement en communication avec la face arrière et la face avant d'une plaquette de silicium 3 constituant une paroi de séparation entre ces cuves. Cette paroi de séparation est sensiblement verticale.La cuve 1 peut être délimitée par un corps cylindrique d'axe horizontal comprenant une face d'extrémité 11 et une paroi périphérique 12. La cuve 2 est délimitée par un corps comprenant un fond 21 et une paroi périphérique 22. Chacune des cuves 1 et 2 comprend au moins une ouverture d'introduction de liquide, respectivement 13 et 23, prévue à la partie supérieure de la cuve et un orifice d'extraction de liquide, respectivement 14 et 24, prévu à la partie inférieure de la cuve. Les corps 11, 12 et 21, 22 des cuves 1 et 2 sont en une matière électriquement isolante et résistante aux électrolytes tels que de l'acide fluorhydrique utilisés pour le traitement. On pourra par exemple utiliser le produit connu sous la marque déposée Teflon. En outre, une électrode est disposée dans chacune des cuves, à savoir une électrode de cathode 15 et une électrode d'anode 25. Chaque électrode a la forme d'une grille disposée parallèlement au plan de la plaquette de silicium, de sorte que les lignes de champ électrique sont sensiblement orthogonales à la plaquette. Entre la face d'extrémité 11, 21 de chacune des cuves et l'électrode correspondante, on pourra prévoir des moyens agitateurs pour homogénéIser l'électrolyte contenu dans chacune des cuves. La cuve 1 est fixée à un bâti non représenté et comprend un logement muni de rainures 16 pour introduire par glissement une cassette support de la plaquette de silicium 3. Le corps de la deuxième cuve 2 est fixé au bâti portant la cuve 1 par l'intermédiaire d'un moyen de translation tel qu'un vérin. Ainsi, l'appareil selon la présente invention est utilisé de la façon suivante - dans une phase initiale, le corps de la cuve 2 est écarté du corps de la cuve 1, et la cassette soutenant la plaquette de silicium 3 est glissée dans les rainures 16 du corps de la cuve 1 et mise en position pour être pressée par le corps de la cuve 2 et servir de paroi de fermeture latérale de chacune des cuves - après cela, des vannes commandant les orifices 14 et 24 sont fermées et des vannes commandant les orifices 13 et 23 sont ouvertes et les deux cuves sont remplies des électrolytes appropriés. Une tension est appliquée et la plaquette de silicium est anodisée. L'électrolyte d'attaque de face avant est de préférence de l'acide fluorhydrique.L'électrolyte de face arrière est de préférence une solution très conductrice de, par exemple, chlorure d'ammonium - après cela, les électrolytes des cuves sont vidées en ouvrant les vannes inférieures et des évents supérieurs, un liquide de rinçage est introduit et enlevé ou amené à circuler, puis le corps de la cuve mobile 2 est écarté et la cassette 3 est retirée. La figure 2 représente de façon encore schématique quoique plus détaillée la cassette portant la plaquette de silicium 3. Cette cassette comprend essentiellement deux disques de téflon 30 et 31 venant s'appuyer l'un sur l'autre en pressant la plaquette de silicium 3 par l'intermédiaire de joints toriques 32, 33. D'autres joints toriques 34, 35 représentés en figure 1 permettent d'assurer l'étanchéIté entre les disques 30 et 31 et les corps des cuves. Parmi les avantages de l'invention, on peut noter le changement du produit d'attaque entre chaque opération. Cela permet d'éviter les pollutions par les sous-produits des réactions antérieures. D'autre part, l'évacuation du produit d'attaque et de l'électrolyte de face arrière peut se faire très rapidement et être suivie presque immédiatement d'une introduction de produit de rinçage. Ceci permet de minuter avec précision la période d'attaque et donc de prédéterminer l'épaisseur du silicium poreux formé. Un autre moyen de contrôle de l'épaisseur facilement adaptable à la machine est basé sur la possibilité d'introduire près de la face de la plaquette une électrode de référence qui sert à mesurer le potentiel de l'électrode de silicium en cours d'anodisation. Ceci est particulièrement utile lorsque l'on souhaite former le silicium poreux dans des structures de type n/n+/n où le poreux est formé dans la couche enterrée n+. Dans ce cas, le diagramme potentiel-temps-indique clairement le moment ou la couche n+ a été entièrement tranformée en silicium poreux. REVENDICATIONS 1. Machine pour la fabrication de silicium poreux sur une face d'une plaquette de silicium (3), par anodisation, la face avant de la plaquette étant en contact avec un premier électrolyte d'attaque porté à un premier potentiel et la face arrière avec un deuxième électrolyte porté à un deuxième potentiel inférieur au premier, caractérisée en ce que la plaquette est disposée sensiblement verticalement et constitue la cloison de séparation entre des cuves destinées à contenir les électrolytes. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première cuve (11, 12) est solidaire d'un socle et en ce que la deuxième cuve (21, 22) est solidaire de ce même socle par l'intermédiaire de moyens de déplacement en translation. 3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la plaquette est montée dans une cassette (30, 31) la pressant de façon étanche sur toute sa périphérie et venant servir de joint entre les première et seconde cuves. 4. Machine selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la première cuve (11, 12) comprend des moyens (16) pour maintenir la cassette en attendant son serrage par la deuxième cuve.