7. Procédé de fabrication des circuits CMOS
La conception d'un circuit CMOS consiste à placer, sur un substrat plan de silicium faiblement dopé, des transistors nMOS et pMOS interconnectés par des fils métalliques. Les transistors MOS peuvent être utilisés pour réaliser des fonctions analogiques ou numériques selon qu'ils fonctionnent en mode linéaire ou saturé (cf. transistors et thyristors). Toutefois, ces deux modes de fonctionnement ne modifient pas le principe des procédés de fabrication. Les transistors et les liaisons métalliques sont fabriqués dans les salles blanches par couches successives grâce à des méthodes de photolithographie. Le nombre de couches superposées augmente avec l'amélioration des techniques de gravure.
La durée de fabrication et les rendements dépendent de la complexité de la technologie : il faut plusieurs semaines pour produire un circuit intégré, chaque étape prenant plusieurs heures. Afin d'obtenir le plus grand débit de production possible (nombre de circuits sortant de la chaîne par unité de temps), deux techniques sont mises en œuvre. La première consiste à réaliser un grand nombre de fois le même circuit sur une galette de silicium. La seconde est de profiter du fait que la fabrication d'un circuit est une séquence de quelques dizaines d'opérations (ou étapes) indépendantes : la chaîne de fabrication est organisée comme une chaîne de montage de voitures, c'est-à-dire qu'à tout instant elle contient un circuit en cours de fabrication à chaque étape. Ainsi, le débit de la ligne dépend de la durée de l'opération la plus longue et non du nombre d'opérations. En bout de ligne de production, un test de fabrication permet d'éliminer les circuits défectueux. Les autres sont à nouveau triés en fonction de leur vitesse de fonctionnement (mesurée en nombre d'instructions exécutées par seconde), des différences subtiles de dopage pouvant aller jusqu'à doubler la vitesse du circuit. Le rapport entre le nombre de circuits fonctionnels et le nombre de circuit […]
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