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
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
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 [...]
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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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AUTOMATISATION
Dans le chapitre « Information et variables d'état » : […] Avant de classifier les composants des systèmes automatiques, il y a lieu d'examiner de quelle façon les grandeurs et les événements intervenant dans l'automatisation sont traduits en grandeurs de substitution que le système puisse traiter. L'information concernant soit la commande du système, soit les variables d'état, peut revêtir deux formes, numérique ou analogique. – Dans la forme numérique , […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/automatisation/#i_30471
CIRCUITS INTÉGRÉS
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IMAGERIE TÉRAHERTZ
Dans le chapitre « L’émission térahertz, un développement récent » : […] On définit la gamme térahertz (ou THz) des ondes électromagnétiques par les fréquences situées entre 100 gigahertz (10 11 Hz) et 10 térahertz (10 THz = 10 13 Hz, rappelons que la lumière visible a une fréquence de l’ordre de 500 THz), c’est-à-dire les longueurs d’onde comprises entre 30 micromètres et 3 millimètres. Ce domaine électromagnétique est intermédiaire entre l’infrarouge – très employ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-terahertz/#i_30471
KILBY JACK ST. CLAIR (1923-2005)
Physicien américain, Prix Nobel de physique en 2000 pour ses contributions aux technologies de l'information et de la communication. Né le 8 novembre 1923 à Jefferson City dans le Missouri (États-Unis), Jack St. Clair Kilby a fait ses études à l'université d'Illinois et à celle du Wisconsin où il a obtenu sa maîtrise en génie électrique en 1950. Après avoir travaillé pour l'entreprise d'électroni […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jack-st-clair-kilby/#i_30471
MÉMOIRES NUMÉRIQUES
Dans le chapitre « Histoire des mémoires » : […] L' histoire des mémoires numériques a toujours été animée par la poursuite de trois objectifs contradictoires : une capacité toujours plus grande dans un volume toujours plus petit, un temps d'accès toujours plus court, et un coût de production et d'utilisation toujours plus faible. Pour atteindre ces objectifs, l'inventivité des ingénieurs a favorisé le développement de technologies variées fondé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/memoires-numeriques/#i_30471
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Dans le chapitre « La miniaturisation du microprocesseur » : […] Un microprocesseur, cœur de l'ordinateur, est constitué d'un ensemble de circuits électroniques comprenant des transistors, des résistances et des condensateurs. Tous ces éléments sont fabriqués sur un support en matériau semiconducteur, la puce de silicium (ayant typiquement un centimètre de côté), et constituent un circuit « intégré ». Grâce à une miniaturisation incessante (une nouvelle générat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanotechnologies/#i_30471
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PHOTOGRAPHIE - Appareils photographiques numériques
Dans le chapitre « Le capteur » : […] Il existe deux types de capteurs dans les appareils photographiques numériques : les CCD et les CMOS ( complementary metal-oxide semiconductor ). Dans les deux cas, il s'agit de composants électroniques surfaciques qui transforment l'image réelle formée par l'objectif en une information électrique analogique. Le CCD, plus cher à produire, fonctionne « à la chaîne » : le transfert de l'informatio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photographie-appareils-photographiques-numeriques/#i_30471
PREMIERS BREVETS DE CIRCUITS INTÉGRÉS
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 de leur production est beaucoup plus facile. U […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premiers-brevets-de-circuits-integres/#i_30471
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Pour citer l’article
Claude WEISBUCH, « MICROÉLECTRONIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/