Phosphine : une matière première d’une grande pureté pour l’industrie des semi-conducteurs

Saviez-vous que la phosphine est un gaz indispensable à la fabrication d’ordinateurs et d’éclairages LED ? Premier fournisseur mondial de ce matériau, Solvay doit s’adapter à une hausse de la demande ainsi qu’à des exigences de plus en plus strictes. 

La phosphine de qualité électronique a trois applications principales : elle est utilisée pour fabriquer les éclairages LED (principalement les portions rouge et jaune du spectre), pour certains types de cellules solaires très performantes, ainsi que comme agent dopant pour la fabrication de semi-conducteurs. Le dopage consiste à introduire intentionnellement des impuretés dans un semi-conducteur intrinsèque afin de favoriser la conduction. “Des atomes de phosphore sont ainsi introduits dans des galettes de silicium pour créer des semi-conducteurs de type n dans les puces informatiques” résume Jeffrey Kolpa, Directeur Marketing mondial de l'entité Solvay Phosphorus Specialties.

Phosphine solutions

Une pureté quasi-parfaite

Ce produit répond à une exigence de grande pureté de la part de la clientèle. Solvay commercialise deux grades de phosphine : CYPURE®, avec un niveau de pureté de 99,9997 %, et CYPURE®Ultra, avec un niveau de pureté de 99,9999 %. Pour atteindre de tels niveaux, chaque détail compte, de la fabrication jusqu’au transport, en passant par la propreté absolue des cylindres utilisés pour transporter le produit.

Nos clients ont de plus en plus besoin d’une matière première très pure au fur et à mesure de la miniaturisation de leurs puces informatiques” explique Mike DePalo, Directeur Commercial mondial de la ligne de produits Phosphine Gases de Solvay. “Les impuretés contenues dans la phosphine, comme l’humidité ou le métal, peuvent avoir un impact négatif sur la puce. Nous devons maintenir les niveaux d’impuretés dans une fourchette étroite, car des anomalies peuvent être préjudiciables pour notre activité comme pour celle de nos clients”.

A ce jour, la phosphine reste la molécule privilégiée de l’industrie des semi-conducteurs. Il est impossible de fabriquer des puces sans un atome de phosphore, ce sont les lois de la physique.

Jeffrey Kolpa, Directeur Marketing mondial Phosphorus Specialties, Solvay

La phosphine est omniprésente, depuis les puces informatiques jusqu’aux éclairages LED 

Computer chip

Solvay a hérité son activité phosphine de Cytec, acquise par Solvay en 2015. L’entité vend de la phosphine ultra pure depuis les années 1980. Qu’est ce qui a changé depuis cette époque ? “Les volumes se sont considérablement accrus, compte-tenu de l’omniprésence des puces et du formidable essor de la technologie LED” déclare Jeffrey. “A ce jour, la phosphine reste la molécule privilégiée de l’industrie des semi-conducteurs. Il est impossible de fabriquer des puces sans un atome de phosphore, ce sont les lois de la physique”.

Les puces contenant de la phosphine produisent la lumière rouge et jaune, si bien que les diodes bleues à base d'azote sont utilisées pour l’éclairage général, tandis que le marché des écrans géants utilise quant à lui des LED à base de phosphine. “Chaque puce individuelle peut émettre trois ou quatre couleurs différentes : les diodes rouge et jaune utilisent la phosphine” explique Mike. “Le marché des éclairages LED est le plus gros consommateur de phosphine”.

Ceci étant dit, qu’il s’agisse de puces informatiques ou d’éclairages LED, on compte seulement deux atomes de phosphore par article, si bien que les volumes restent globalement faibles. Cette industrie subit également une pression constante pour réduire les coûts, qui se répercute sur les fournisseurs. Mais les clients continuent de faire confiance à Solvay, principal acteur du marché, “avant tout pour notre qualité constante et pour notre capacité d’approvisionnement inégalée dans le monde. Dans un environnement toujours plus concurrentiel, la dimension internationale de Solvay nous permet de  nous adapter à l'évolution des besoins de notre clientèle” ajoute Mike.
 
Même s’il s’agit d’un marché de niche, il ne cesse de se développer, puisque comme vous le savez, dans notre monde high tech, la phosphine est omniprésente !

Lights on near-perfect purity phosphine

CYPURE® Phosphine CVD