le fonctionnement d'une LED
Les semi-conducteurs
Ils sont fabriqués par séries sur une même plaque composée de différentes couches en forme de galette («
Wafer
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Processus de fabrication d'une LED
Étapes | Process |
|---|---|
1. | Choix des matériaux primaires |
2. | Croissance du substrat |
3. | Epitaxie |
4. | Métallisation du côté dopé N |
5. | Métallisation du côté dopé P |
6. | Découpe laser |
7. | Packaging |
Il peut être distingué trois types d’architectures principales de semi-conducteurs : le semi-conducteur à structure latérale « conventionnelle » (la plus répandue ; LED de faible et moyenne puissance ; majorité des COB), le semi-conducteur à structure verticale, et le semi-conducteur à structure latérale « flip chip » (LED de forte puissance ; principalement utilisé pour l’éclairage extérieur).
Histoires et géographies du semi-conducteur
Découvert au XIXe siècle, le semi-conducteur est une substance (élément ou composé chimique solide) qui n’est ni un conducteur, ni un isolant. Il peut être soit l’un, soit l’autre, selon diverses conditions. Sa résistance électrique est à la fois proche de celle d’un matériau conducteur et de celle d’un matériau isolant. Cette propriété est un moyen très intéressant pour contrôler un courant électrique. Pour faciliter le transfert des électrons à l’intérieur du semi-conducteur, il est nécessaire d’avoir recours à une modification de sa structure moléculaire en y remplaçant certains atomes par d’autres : cette technique s’appelle le dopage. La fabrication des semi-conducteurs est un processus complexe, hautement technologique et partiellement tenu secret, qui a lieu dans une « salle blanche » (salle où il y a très peu de particules dans l’air). Son cycle de R&D et de production est considérablement long et coûteux.
Le semi-conducteur est un composant indispensable et très répandu dans l’industrie des matériels informatiques, électroniques et numériques. Il est présent partout : ordinateur, tablette, smartphone, mais aussi : matériel médical, aéronautique, automobile, organisation des moyens de production (industrie 4.0), etc. Il sert aussi de base à la fabrication des LEDs.
Essentiellement fabriqués aux USA jusqu’au milieu des années 1970, la production est aujourd’hui principalement localisée en Asie (particulièrement à Taïwan et en Corée du sud). Depuis 2020, il faut faire face à une pénurie temporaire de semi-conducteurs qui devrait perdurer jusqu’au moins 2023. Les principales raisons en sont : l’accroissement de la demande, à laquelle s’ajoutent la guerre commerciale entre les USA et la Chine, ainsi que la mise à l’arrêt temporaire de plusieurs usines de fabrication (pandémie mondiale de Covid 19, mauvaises conditions météo).
