MICROÉLECTRONIQUE
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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 la puce, en fait sur toute une plaquette de silicium (disque de diamètre normalisé de 8 ou 12 pouces, soit 20 ou 30 cm, qui sera découpé ultérieurement en plus de 100 puces), voire pour certaines opérations, sur un ensemble de plaquettes (jusqu'à 25). Le report des motifs géométriques représentant les différents éléments des circuits intégrés se fait par une méthode lithographique où l'image désirée, préalablement dessinée sur un masque par des parties opaques et transparentes, est projetée par illumination sur un matériau photosensible déposé sur la plaquette de silicium (fig. 4). L'attaque chimique du matériau photosensible exposé permet ensuite le transfert du motif sur le matériau situé sous la résine photosensible. C'est ainsi que sont réalisés les réseaux de fils conducteurs d'interconnexion entre les différents éléments d'un circuit intégré, en découpant un film métallique préalablement déposé. Bien sûr, cette description est très simplifiée : il faut prévoir l'isolation électrique entre les fils métalliques et les composants semiconducteurs, qui est effectuée en déposant des matériaux isolants (souvent de l'oxyde de silicium ou silice, SiO2) entre le semiconducteur et le film métallique à découper. Mais, cela ne suffit pas car il se produirait des croisements entre les fils. Des couches successives d'isolants et de conducteurs métalliques sont alors déposées de manière à ce que les différentes interconnexions métalliques nécessaires à la fonctionnalité ne se court-circuitent pas (fig. 5).
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
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 du...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'incorporation contrôlée, dans la plaquette de silicium, de quantités minimes d'impuretés chimiques est essentielle pour le bon fonctionnement du transistor. Elle a pour but de crée [...]
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Écrit par :
- Claude WEISBUCH : directeur de recherche émérite au C.N.R.S., École polytechnique, Palaiseau, professeur au Materials Department de l'université de Californie à Santa Barbara
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Pour citer l’article
Claude WEISBUCH, « MICROÉLECTRONIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/