conductivité d'un barreau de silicium dopé

[nigues]

Bonjour à tous
Je viens sur ce forum de physique en vue d'aider mon petit fils qui est en école d'ingénieur et qui "patine" sur ce sujet. J'aimerais lui rendre service car il a pas mal de difficultés.
Je ne demande pas la résolution du problème mais la façon de l'aborder et le raisonnement à suivre :
il s'agit d'un barreau de silicium dopé d'atomes de Bore en concentration N (bulk) = 10 exp16 cm-3
La couche résistive en surface est d'une profondeur de T= 60 micromètres
le barreau est de longueur L1 = 40 micromètres et de largeur W1= 5 micromètres
On lui demande de calculer l'incorporation d'atomes de phosphore pour obtenir une résistance par carré de R1, sq = 30ohm/sq. Et en déduire la valeur de la résistance R1 du barreau
Merci par avance si quelqu'un peut m'aider
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[XK150]

Bonjour ,

Vous pourriez expliciter si vous comprenez les données ?? Ou faire un dessin , par exemple ?

[nigues]

Merci de vous intéresser à ma question.Je vous donne l'énoncé :
On réalise une résistance intégrée sur plaquette de silicium. On indique pour ce proces les principales étapes :
Le substrat est dopé à l(aide d'atomes de bore en concentration N bulk = 10 exp 16 cm-3
La couche résistive en surface est d'une profondeur T= 60 micro m
contacts ohmiques sont effectués aux 2 extrémités du barreau B avec dépot métal et 2 prédiffusion (A) d'atomes dopants .
L barreau est de longueur L1 = 40 microm et de largeur W1= 5 microm
On dépose le Métal 1 (M1) après oxydation des contacts.
Citer les matériaux possibles pour M1
Justifier l'utilisation du dopage pour les zones A
On incorpore des atomes de phophore en nombre Np (cm3) pour réaliser le barreau B
calculer le dopage nécessaire Np pour obtenir une résistance par carré R1,sq = 30ohm/sq...
Voilà le problème . je ne demande pas sa résolution mais quel raisonnement utiliser .
Merci par avance

[Gwinver]

Bonjour.

A première vue, il faut avoir recours à des données et des méthodes qui auront été communiquées lors du cours ou dans des documents joints.
Le silicium chargé de Bore a une certaine résistivité (ou résistance surfacique) , normalement fonction du dopage, il y a donc quelque part un document donnant cette information.
Ensuite, il y a probablement un second document indiquant l'influence du phosphore sur cette résistivité.
Connaissant la résistivité surfacique, il reste à déduire la résistance du barreau qui est constitué d'une série de carrés de largeur 5µ, chaque carré ayant une résistance de 30 Ohms.

[A voir en vidéo sur Futura]

[nigues]

merci de votre réponse.
En fait je me demande si le mieux ne serait pas de lui trouver un bon professeur d'électronique pour essayer de la mettre à niveau pendant les prochaines semaines .
J'ai essayé sur internet mais c'est très difficile , et la plupart des organismes demandent un paiement avant de pouvoir discuter.
Pouvez vous me donner un conseil pour essayer de trouve un professeur, éventuellement par vidéo .
Par avance merci
Cordialement

[Sethy]

Personnellement, je chercherais le groupe FB (Facebook) de l'école en question et c'est sur ce groupe que je poserais la question. Attention, je ne parle pas du site ou du groupe FB de l'ensemble de l'école d'ingé mais bien le groupe FB de "son" année (un groupe étudiant donc).

Je parle par exemple de ce groupe : https://www.facebook.com/groups/696681910484254/ (Ba3 - Langues et littératures modernes orientation orientale) ou celui-ci MA1 Gestion des Ressources Humaines 2015-2016.

[Gwinver]

Bonsoir.

Identifier un professeur est aléatoire, car les cours d'école d'ingénieur sont très spécialisés.
Visiter le groupe FB est une bonne idée.

Pour ce qui est du problème, il faut se reporter au cours et documents suggérés ou communiqués, voire le ou les livres support de cours suggérés..

Citer les matériaux possibles pour M1
Justifier l'utilisation du dopage pour les zones A

C'est typique d'une question de cours.

On incorpore des atomes de phophore en nombre Np (cm3) pour réaliser le barreau B

Ceci est aussi une question de cours, le choix du phosphore est certainement l'une des possibilités à trouver dans la question précédente.

calculer le dopage nécessaire Np pour obtenir une résistance par carré R1,sq = 30ohm/sq...

Là encore, il faut se reporter au cours ou documents ou livre qui doit soit contenir la formule ou la méthode à appliquer, soit donner une caractéristique pour ce cas particulier.

[nigues]

Merci pour votre réponse.
Cordialement

jean-louis

[Gwinver]

Bonsoir.

Pour aller un peu plus loin, voici un site permettant de faire les calculs: https://www.aime-toulouse.fr/TECHNO/.../calc_res.html
IL est possible que la courbe ait été communiquée en cours ou en TD.

La résistivité est convertie en taux de dopage pour le Bore ou le Phosphore.
Et le dopage est converti en résistivité pour le bore ou le phosphore.

On connaît le taux de dopage du bore, il est donc possible de convertir en résistivité.
On connaît la résistance surfacique visée, qu'il faut convertir en résistivité linéique (ohm.cm), qu'il faut comparer à la valeur trouvée à partir du dopage du bore.
A ce stade, il est possible que le résultat visé soit un cas particulier de dopage ente bore et phosphore.

[nigues]

Merci pour votre message .Effectivement sur le site indiqué on peut obtenir un calcul de résistivité.
Mais s'agissant d'un exercice , il me semble nécessaire de présenter un raisonnement, une méthode de calcul.
Cordialement

[Gwinver]

Bonsoir.

Normalement, le raisonnement et la méthode de calcul ont été vus en cours.
Par exemple, voici un site qui détaille ces calculs (on peut même en extraire les tableurs pour tracer les courbes) : https://ecee.colorado.edu/~bart/book/mobility.htm

Il faut cependant faire attention à l'utilisation d'uen autre source que celle qui est connue car l'approche ou la présentation peuvent être différents.

[nigues]

Merci pour cette information.
Cordialement