Circuits intégrés


CIRCUITS INTÉGRÉS

  • Écrit par 
  • Frédéric PÉTROT, 
  • Franck WAJSBÜRT
  •  • 9 015 mots
  •  • 20 médias

Les circuits intégrés monolithiques (encore appelés puces, traduction de l'anglais chips) constituent l'approche la plus sophistiquée de la microélectronique. Leur origine technologique remonte à 1958, et leur importance économique et industrielle est devenue considérable. La miniaturisation de plus en plus poussée a permis d'au […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/circuits-integres/#i_0

INVENTION DE LA CARTE À PUCE

  • Écrit par 
  • Pierre MOUNIER-KUHN
  •  • 203 mots

La carte à puce offre l'exemple d'une réussite continue, depuis l'invention et le dépôt des premiers brevets par le Français Roland Moreno (1945-2012) en 1974 (parallèlement, des brevets étaient pris par M. Hugon dans un département de Bull). Il s'agit, initialement, d'un petit circuit mémoire intégré dans une carte au format standard des cartes de crédit. Ce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carte-a-puce/#i_0

MICROÉLECTRONIQUE

  • Écrit par 
  • Claude WEISBUCH
  •  • 13 717 mots
  •  • 23 médias

Dans le chapitre « La fabrication des circuits intégrés »  : […] Ces quatre facteurs, qui ont permis l'essor de la microélectronique, se sont développés grâce à l'utilisation de méthodes de production hautement parallélisées (s'apparentant beaucoup à l'imprimerie) et dont la reproductibilité fait l'objet d'efforts incessants. L'idée est de fabriquer en une seule opération technologique tous les éléments de même nature sur l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/3-la-fabrication-des-circuits-integres/

MOORE LOI DE

  • Écrit par 
  • Christophe LÉCUYER
  •  • 1 012 mots
  •  • 1 média

La loi de Moore est un ensemble de conjectures et d’énoncés sur la complexité des circuits intégrés, qui a été formulé par Gordon Earle Moore, chimiste et entrepreneur américain. Moore est aussi connu pour avoir cofondé deux sociétés de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/loi-de-moore/#i_0

PREMIERS BREVETS DE CIRCUITS INTÉGRÉS

  • Écrit par 
  • Pierre MOUNIER-KUHN
  •  • 292 mots

À partir du milieu des années 1950, les semiconducteurs (diodes et transistors) sont venus progressivement remplacer les tubes électroniques. De plus faible dimension, ils sont très supérieurs en termes de rendement énergétique, de longévité, de fiabilité (problème crucial dans un ordinateur) et aussi de potentiel économique, puisque l'automatisation […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premiers-brevets-de-circuits-integres/#i_0

SEMI-CONDUCTEURS

  • Écrit par 
  • Julien BOK
  •  • 4 752 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Technologie »  : […] Le succès industriel des dispositifs à semi-conducteurs est dû en grande partie aux technologies avancées qui ont été mises au point pour leur élaboration. On décrira ici la technologie du silicium, semi-conducteur de loin le plus utilisé (cf. microélectonique).Le premier stade du processus est l'obtention de monocristaux de grande perfection cristalline et de pureté très é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/semiconducteurs/4-technologie/


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Microélectronique : méthode de fabrication des composants

Microélectronique : méthode de fabrication des composants

dessin

Principe de fabrication des différents éléments d'un circuit intégré. Que ce soit un transistor (a), une résistance (b) ou un condensateur (c), ces composants sont constitués de silicium dopé (impuretés « donneuses » d'électrons ou silicium dopé n ; impuretés « acceptrices... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : transistors du futur

Microélectronique : transistors du futur

dessin

Les nouveaux transistors envisagés pour l'ère de la nanoélectronique : le transistor à double grille et le transistor à grille enveloppante (surrounding gate). Le mouvement des électrons étant très confiné verticalement par rapport à celui des transistors classiques,... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : transistor CMOS

Circuits intégrés : transistor CMOS

dessin

Représentations symbolique et géométrique d'un transistor MOS. En a, représentation schématique utilisée pour représenter la fonction du circuit ; en b, vue physique du dessus, utilisée lors de la conception physique du circuit pour représenter l'agencement des transistors... 

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Circuits intégrés : silicium de type N et P

Circuits intégrés : silicium de type N et P

dessin

En a, silicium de type N : l'électron supplémentaire, provenant ici de la substitution d'un atome de silicium (Si) par un atome d'arsenic (As), se déplace librement dans la structure du cristal ; en b, silicium de type P, le trou, c'est-à-dire le manque d'électron lié,... 

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Circuits intégrés : la diode et son comportement électrique

Circuits intégrés : la diode et son comportement électrique

graphique

En a, représentation symbolique de la diode (V : tension aux bornes, I : courant circulant dans la diode) ; en b, caractéristiques du courant circulant entre l'anode et la cathode en fonction de la tension appliquée à la diode : lorsque la tension est positive, le courant... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : création d'un canal conducteur entre deux zones N

Circuits intégrés : création d'un canal conducteur entre deux zones N

dessin

L'application d'une tension supérieure à la tension seuil sur la grille de transistor va créer une zone appelée canal, dans le substrat P entre les deux zones N, par lequel un flux d'électrons peut circuler dans les deux sens. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : diamètre de la galette de silicium

Circuits intégrés : diamètre de la galette de silicium

graphique

Le débit d'une ligne de fabrication est directement lié à la taille de la galette de silicium sur laquelle les circuits sont implantés. Celle-ci a augmenté d'un facteur 10 en un peu plus de quarante ans. Les valeurs indiquées sont absolues et correspondent aux tailles maximales... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits.intégrés : longueur minimale du canal du transistor

Circuits.intégrés : longueur minimale du canal du transistor

graphique

Grâce aux avancées technologiques, la taille du canal du transistor diminue en moyenne d'un facteur 2 tous les quatre ans. C'est cette diminution qui permet d'intégrer de plus en plus de transistors sur une puce. Ces valeurs indiquées sont absolues et correspondent aux... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : longueur maximale cumulée de métal

Circuits intégrés : longueur maximale cumulée de métal

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Le métal est utilisé pour connecter les différents composants sur le circuit intégré. L'évolution de la longueur des fils de métal (ordre de grandeur) reliant les transistors dans les circuits les plus complexes aux dates indiquées montre que les circuits sont de plus en... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : nombre de portes logiques entre deux registres

Circuits intégrés : nombre de portes logiques entre deux registres

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Le nombre de portes logiques entre 2 registres n'est pas une grandeur technologique, mais une grandeur architecturale, c'est-à-dire choisie par la personne qui conçoit le circuit et non par celle qui le fabrique. La fréquence de fonctionnement des machines informatiques... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.

Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.

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Évolution du prix par mètre carré d'une salle blanche depuis 1970. Ces salles blanches, pièces étanches aménagées pour éliminer le plus de poussières de l'air, sont nécessaires pour la production des composants électroniques. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique

Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique

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Les mémoires dynamiques sont des éléments essentiels des ordinateurs. Chaque nouvelle génération de mémoire exige le développement d'un nouveau procédé de fabrication dont le coût (estimation) augmente fortement avec la densité d'intégration. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : transistor N

Circuits intégrés : transistor N

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En a, vue en coupe d'un transistor N. On remarque les zones d'oxyde qui isolent la grille du substrat, le métal du silicium et qui séparent les transistors entre eux. En b, le même transistor vu de dessus. C'est ainsi que le dessine le concepteur, en superposant des rectangles... 

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Circuits intégrés : séquence photolithographique à résine positive

Circuits intégrés : séquence photolithographique à résine positive

dessin

Diffusion de la résine sur toute la galette(a) ; sensibilisation aux UV à travers un masque posé sur la résine photosensible : les parties protégées de la lumière sont durcies, les autres (résine ayant subit le rayonnement UV) sont fragilisées (b) ; élimination des parties... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : étapes de dopage du substrat P, réalisation d'un caisson N

Circuits intégrés : étapes de dopage du substrat P, réalisation d'un caisson N

dessin

1 : substrat P ; 2 : dépôt d'une couche d'oxyde sur le substrat P ; 3 : dépôt d'une couche de résine sur l'oxyde fin ; 4 : insolation des zones à doper à travers un masque posé sur la résine ; 5 : retrait de la résine sensibilisée et de l'oxyde sous la résine insolée ;... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : création des zones actives

Circuits intégrés : création des zones actives

dessin

1 : substrat P avec des caissons N ; 2 : dépôt d'une couche d'oxyde mince ; 3 : dépôt de nitrure pour protéger l'oxyde ; 4 : dépôt d'une couche de résine ; 5 : masquage, insolation, gravure et nettoyage ; 6 : gravure très profonde du substrat non protégé par le nitrure... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : création du polysilicium

Circuits intégrés : création du polysilicium

dessin

1 : dépôt d'une couche oxyde mince ; 2 : dépôt du polysilicium ; 3 : dépôt d'une couche de résine ; 4 : masquage, insolation, gravure et nettoyage pour ne laisser que le polysilicium nécessaire. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : implantation des zones actives

Circuits intégrés : implantation des zones actives

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1 : dépôt d'une couche de résine ; 2 : masquage, insolation, gravure et nettoyage afin de réduire le dopage aux seules zones non protégées ; 3 : dopage N ; 4 : nettoyage ; 5, 6, 7 et 8 sont similaires à 1, 2, 3 et 4 pour la création des zones actives des transistors P. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : dépôt de l'oxyde épais

Circuits intégrés : dépôt de l'oxyde épais

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Cette étape d'oxydation épaisse permet d'isoler les transistors des couches de métal servant aux interconnexions. L'oxyde est poli de manière à obtenir une surface plane. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : percement des cuts (trous)

Circuits intégrés : percement des cuts (trous)

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1 : dépôt d'une couche de résine ; 2 : masquage et insolation de la résine ; 3 : gravure de l'oxyde ; 4 : nettoyage. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : dépôt du métal

Circuits intégrés : dépôt du métal

dessin

1 : vaporisation de métal ; 2 : dépôt d'une couche de résine ; 3 : masquage, insolation, gravure du métal et nettoyage ; 4 : dépôt d'une épaisse couche d'oxyde, suivi d'un polissage. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuit intégré : interconnexions métalliques

Circuit intégré : interconnexions métalliques

dessin

Schéma des interconnexions métalliques d'un circuit intégré vers 2005. Établies sur onze niveaux de fils conducteurs à partir de 2005, celles-ci doivent permettre d'obtenir une fonctionnalité maximale. Ces liaisons sont hiérarchisées : au fur et à mesure qu'elles sont distantes... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : connectique

Microélectronique : connectique

photographie

Détail des interconnexions métalliques d'un circuit intégré. Cette complexité de la connectique tridimensionnelle à petite échelle donne au circuit toute sa fonctionnalité. 

Crédits : IBM

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Microprocesseur : le Pentium. 4

Microprocesseur : le Pentium. 4

photographie

Le microprocesseur Pentium. 4, développé par la société américaine Intel (Integrated Electronics). Les premières versions, commercialisées en novembre 2000, étaient composées de 42 millions de transistors sur une surface d'une centaine de millimètres carrés. Ils opéraient... 

Crédits : Intel .

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Loi de Moore

Loi de Moore

photographie

Graphique publié en 1965 par le physicien et chimiste américain Gordon Earle Moore, prévoyant la complexification des circuits intégrés. En ordonnée figure le nombre de composants par circuit intégré (échelle logarithmique). Cette prédiction de l'augmentation du nombre... 

Crédits : Electronics, 1965

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Microélectronique : mémoires et microprocesseurs

Microélectronique : mémoires et microprocesseurs

tableau

Évolution des mémoires et des microprocesseurs, selon le roadmap, la feuille de route de l'industrie des semiconducteurs (2001). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : défis de la miniaturisation

Microélectronique : défis de la miniaturisation

tableau

Évolution attendue, à l'horizon 2014, des circuits intégrés imposée par une miniaturisation accrue. Celle-ci montre de nombreuses difficultés à partir de 2005 (constituant, selon les termes des industriels, le « mur de briques » ou red brick wall) pour atteindre les performances... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : surface de la puce en technologie « ultime »

Microélectronique : surface de la puce en technologie « ultime »

tableau

Ce tableau montre la surface de la puce de silicium, en technologie « ultime » (vers 2015), nécessaire pour satisfaire les besoins en mémoire et la puissance de calcul de certaines applications. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Évolution des circuits

Évolution des circuits

graphique

Évolutions des circuits : largeur lithographique des traits, nombre de bits par mémoire DRAM, nombre de transistors par microprocesseur, fréquence d'horloge. On constate que les performances sont bien meilleures que celles qui sont simplement prédites par la diminution... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Mobilité

Mobilité

tableau

Mobilité en cm2/V.s de quelques semiconducteurs. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Seuil d'absorption

Seuil d'absorption

tableau

Seuil d'absorption des semiconducteurs usuels. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Transistor n-p-n

Transistor n-p-n

dessin

Schéma de principe du transistor n-p-n 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : méthode de fabrication des composants

Microélectronique : méthode de fabrication des composants
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Microélectronique : transistors du futur

Microélectronique : transistors du futur
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : transistor CMOS

Circuits intégrés : transistor CMOS
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : silicium de type N et P

Circuits intégrés : silicium de type N et P
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : la diode et son comportement électrique

Circuits intégrés : la diode et son comportement électrique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Circuits intégrés : création d'un canal conducteur entre deux zones N

Circuits intégrés : création d'un canal conducteur entre deux zones N
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : diamètre de la galette de silicium

Circuits intégrés : diamètre de la galette de silicium
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits.intégrés : longueur minimale du canal du transistor

Circuits.intégrés : longueur minimale du canal du transistor
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : longueur maximale cumulée de métal

Circuits intégrés : longueur maximale cumulée de métal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : nombre de portes logiques entre deux registres

Circuits intégrés : nombre de portes logiques entre deux registres
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.

Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique

Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : transistor N

Circuits intégrés : transistor N
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : séquence photolithographique à résine positive

Circuits intégrés : séquence photolithographique à résine positive
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : étapes de dopage du substrat P, réalisation d'un caisson N

Circuits intégrés : étapes de dopage du substrat P, réalisation d'un caisson N
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : création des zones actives

Circuits intégrés : création des zones actives
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : création du polysilicium

Circuits intégrés : création du polysilicium
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : implantation des zones actives

Circuits intégrés : implantation des zones actives
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : dépôt de l'oxyde épais

Circuits intégrés : dépôt de l'oxyde épais
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : percement des cuts (trous)

Circuits intégrés : percement des cuts (trous)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuits intégrés : dépôt du métal

Circuits intégrés : dépôt du métal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Circuit intégré : interconnexions métalliques

Circuit intégré : interconnexions métalliques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : connectique

Microélectronique : connectique
Crédits : IBM

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Microprocesseur : le Pentium. 4

Microprocesseur : le Pentium. 4
Crédits : Intel .

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Loi de Moore

Loi de Moore
Crédits : Electronics, 1965

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Microélectronique : mémoires et microprocesseurs

Microélectronique : mémoires et microprocesseurs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : défis de la miniaturisation

Microélectronique : défis de la miniaturisation
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microélectronique : surface de la puce en technologie « ultime »

Microélectronique : surface de la puce en technologie « ultime »
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Évolution des circuits

Évolution des circuits
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Mobilité

Mobilité
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Seuil d'absorption

Seuil d'absorption
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Transistor n-p-n

Transistor n-p-n
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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