Carl FROSCH

Physico chimiste américain

L'oxydation du silicium
1955

 

de gauche à droite : Calvin Fuller, Carl Frosch et Lincoln Derick

 
 

Les techniciens qui voulaient faire des diffusions d'impuretés à chaud dans le silicium étaient confrontés à des phénomènes de piquage de la plaquette. D'autre part, compte tenu de la position du silicium dans la classification des éléments N° 14 juste en dessous du carbone N° 6 , dans la même colonne, le silicium chauffé en présence d'oxygène devait prendre feu comme le carbonne. Toutes les opérations sur le silicium à chaud devaient alors se faire dans le vide ou en atmosphère inerte, sous un flux d'hydrogène par exemple.

Frosch qui travaillait dans les laboratoires Bell venait de changer de locaux et tout son matériel avait été démonté et remonté. Au cours d'un travail, devant chauffer du silicium sous un flux d'hydrogène, un incendie se produisit dans le tube qui contenait ses échantillons. Il introduisit de la vapeur d'eau pour éteindre le feu et retira ses échantillons revêtus d'une joli couleur violette.

Après réflexion il en déduisit que le feu était le signe évident de présence d'oxygène. Ses tuyaux de caoutchouc qui amenaient l'hydrogène avait été endommagés et de l'oxygène avait pénétré dans le four. Et le silicium n'avait pas brûlé. L'expérience devait révolutionner les techniques de travail.

 Frosch et son collègue Derick firent des essais sur cet oxyde et montrèrent que si le Gallium pouvait pénétrer dans l'oxyde, en revanche le Bore et le Phosphore ne pouvait pas le pénétrer . Or le Bore était utilisé comme dopant P (valence 3) et le Phosphore comme dopant N (valence 5)

Ils mirent ensuite au point des techniques permettant d'ouvrir avec précision des fenêtres dans l'oxyde afin de diffuser très localement des dopants N ou P. La porte était ouverte à la fabrication de circuits intégrés

Cette découverte est considérée comme l'une des plus importantes pour la réalisation des circuits intégrés.

Numéro de la Fiche 107
Dernière mise à jour 16/02/2014