Dopage de silicium

Le réacteur BR2 joue un rôle important dans l'industrie des semi-conducteurs avec la production du silicium dopé par neutrons, appelé silicium NTD. NTD signifie 'Neutron Transmutation Doped'.

Haute qualité

Le silicium dopé est un silicium d'une extrême pureté auquel est ajouté en quantité minime et contrôlée un élément chimique: le phosphore. Celui-ci peut être formé à partir du silicium, par réaction dans un réacteur nucléaire. Lors de l'irradiation, le silicium absorbe des neutrons, ce qui génère du phosphore. Le rapport est 1 atome de phosphore créé pour 1 milliard d'atomes de silicium. Par la spécificité de ses caractéristiques, notre réacteur BR2 convient parfaitement au 'dopage' de cristaux de silicium avec des diamètres différents et suivant les exigences de qualité les plus hautes.

Applications

Le silicium dopé est le semi-conducteur le plus adéquat utilisé pour des applications d'électronique de puissance comme les éoliennes, les installations à énergie solaire, les véhicules hybrides et les trains à grande vitesse. Ce semi-conducteur permet de transporter de manière plus efficace l'électricité sur de longues distances. Toutes ces applications exigent une quantité de silicium dopé très homogène, ce qui, grâce au réacteur BR2, en fait notre spécialité. 

Production annuelle

Nous travaillons principalement à la demande de producteurs de silicium, essentiellement japonais et chinois. Ils nous envoient des cristaux de différents diamètres (4, 5, 6 ou 8 pouces). Chaque année, nous produisons entre 15 et 25 tonnes de silicium dopé grâce à deux installations spécialement conçues à cet effet: SIDONIE et POSEIDON.

Après irradiation, les cristaux restent encore quelques temps au SCK•CEN pour leur conditionnement (nettoyage, contrôle et emballage). Ensuite nous renvoyons le tout aux producteurs de silicium qui transforment ce dernier en 'wafers' (galettes) et en composants électroniques. Tous ces traitements sont soumis à un contrôle de qualité strict, certifié selon ISO 9001:2000.

L'avenir

Devant la prise de conscience sans cesse croissante de l'importance cruciale de l'énergie renouvelable et d'un usage rationnel de l'électricité, les différentes applications utilisant du silicium dopé ne feront que se multiplier à l'avenir.
Nous avons doublé les capacités d'irradiation du silicium au cours des dernières années: une preuve s'il en faut, de la contribution de plus en plus importante du SCK•CEN au succès de l'énergie renouvelable.

 

Contact: bernard.ponsard@sckcen.be 

 

Plus d'information sur notre ‘Science Platform’ (en anglais)