Lors de l'étape d'oxydation, une couche d'oxyde (SiO₂) se forme à la surface de la plaquette. La plaquette est le matériau le plus important dans le traitement des semi-conducteurs. Cette couche d'oxyde protège la surface de la plaquette des impuretés, et l'étape suivante consiste à concevoir le circuit semi-conducteur.

À quoi ressemble le circuit d’une puce semi-conductrice ? Apprenons ensemble !

Les micropuces semi-conductrices contiennent des milliers, voire des millions, de composants électroniques (diodes, transistors, condensateurs, résistances). Comment sont fabriqués ces circuits intégrés semi-conducteurs ? Commençons par comprendre l'histoire du développement des semi-conducteurs.

Transistors : là où la révolution électronique a commencé

En 1947, des chercheurs des Laboratoires Bell, le centre de recherche central de la plus grande entreprise de télécommunications des États-Unis, American Telephone and Telegraph (AT&T), ont inventé le transistor. Cette invention s’appelait initialement « amplificateur », puis rebaptisée transistor.

Les transistors sont rapidement devenus les composants essentiels des produits électroniques. Cependant, avec les progrès technologiques, ces produits ont commencé à offrir de plus en plus de fonctionnalités. Cela a entraîné une croissance exponentielle du nombre de composants à interconnecter, allant des transistors et résistances aux diodes et condensateurs. Ces points de contact sont également devenus la cause de la plupart des pannes de produits.

En 1958, l'ingénieur Jack Kilby de Texas Instruments (TI) a développé une solution. Les composants électroniques complexes seraient miniaturisés puis imprimés sous forme de circuits sur une petite surface. Ces circuits seraient empilés les uns sur les autres, donnant naissance aux circuits intégrés (CI).

Circuits intégrés (CI) : une révolution en électronique

Les transistors, les résistances, les diodes et les condensateurs, qui constituent les circuits intégrés (CI) à semi-conducteurs, sont interconnectés pour calculer et stocker des signaux électriques.

Examinons de plus près la fonction de chaque classe de composants. Les transistors agissent comme des interrupteurs pour ouvrir et fermer l'alimentation, tandis que les condensateurs accumulent et stockent les charges. Les résistances régulent le courant et les diodes maintiennent l'uniformité du signal.

Les circuits intégrés à semi-conducteurs sont fabriqués en intégrant tous les composants du circuit dans des modèles multicouches complexes et complexes. Ces circuits complexes sont impossibles à dessiner manuellement, c'est pourquoi une méthode similaire au développement d'images photographiques est utilisée.

Le développement des circuits intégrés a stimulé les progrès de l'industrie des semi-conducteurs. Passer de la connexion manuelle de composants individuels aux circuits intégrés signifiait des formats de produits plus petits et une consommation d'énergie inférieure, tout en permettant un traitement des données plus rapide. L’utilisation de la technologie de photolithographie signifiait que les circuits intégrés à semi-conducteurs étaient fiables et avantageux pour une production à grande échelle.

Dans les années 1960, feu le Dr Dawon Kahng, ingénieur américano-coréen des Bell Labs, et Martin Atalla ont développé le « MOS-FET » (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur). C'est à partir de là que les circuits intégrés ont véritablement pris leur essor.

Le MOS-FET a résolu les limites des transistors à jonction bipolaire traditionnels, difficiles à fabriquer et consommant beaucoup d'énergie.

En 60 ans, les semi-conducteurs ont évolué des transistors aux circuits intégrés et MOS-FET. De nouvelles innovations à l’avenir sont passionnantes et attendues. 

Dans le prochain article, nous présenterons comment ces circuits de conception complexe sont dessinés sur des tranches à l'aide de processus de gravure.