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1.Comment fabriquer une plaquette monocristalline

La première étape est la purification métallurgique, qui consiste à ajouter du carbone et à convertir l'oxyde de silicium en silicium d'une pureté de 98 % ou plus par redox.La plupart des métaux, comme le fer ou le cuivre, sont ainsi raffinés pour obtenir un métal suffisamment pur.Cependant, 98 % ne suffisent toujours pas pour la fabrication de puces et des améliorations supplémentaires sont nécessaires.Par conséquent, le procédé Siemens sera utilisé pour une purification plus poussée afin d'obtenir le polysilicium de haute pureté requis pour le procédé semi-conducteur.
L'étape suivante consiste à retirer les cristaux.Tout d’abord, le polysilicium de haute pureté obtenu précédemment est fondu pour former du silicium liquide.Ensuite, un monocristal de silicium germé est mis en contact avec la surface du liquide et lentement tiré vers le haut tout en tournant.La raison pour laquelle il est nécessaire d'avoir un germe monocristallin est que, tout comme une personne qui s'aligne, les atomes de silicium doivent être alignés afin que ceux qui les suivent sachent comment s'aligner correctement.Enfin, lorsque les atomes de silicium ont quitté la surface du liquide et se sont solidifiés, la colonne de silicium monocristallin soigneusement disposée est terminée.
Mais que représentent les 8" et 12" ?Il fait référence au diamètre du pilier que nous produisons, la pièce qui ressemble à une tige de crayon une fois la surface traitée et découpée en fines tranches.Quelle est la difficulté de réaliser de grandes gaufrettes ?Comme mentionné précédemment, le processus de fabrication de gaufrettes revient à fabriquer des guimauves, à les faire tourner et à les façonner au fur et à mesure.Quiconque a déjà fabriqué des guimauves sait qu'il est très difficile de fabriquer de grosses guimauves solides, et il en va de même pour le processus de tirage des plaquettes, où la vitesse de rotation et le contrôle de la température affectent la qualité de la plaquette.En conséquence, plus la taille est grande, plus les exigences de vitesse et de température sont élevées, ce qui rend encore plus difficile la production d'une plaquette de 12" de haute qualité par rapport à une plaquette de 8".

Pour produire une tranche, une fraise diamantée est ensuite utilisée pour couper la tranche horizontalement en tranches, qui sont ensuite polies pour former les tranches nécessaires à la fabrication des puces.La prochaine étape est l'empilement des maisons ou la fabrication de puces.Comment fabrique-t-on une puce ?
2. Après avoir découvert ce que sont les plaquettes de silicium, il est également clair que fabriquer des puces IC revient à construire une maison avec des blocs Lego, en les empilant couche après couche pour créer la forme souhaitée.Cependant, la construction d’une maison comporte de nombreuses étapes, et il en va de même pour la fabrication de circuits intégrés.Quelles sont les étapes de fabrication d’un CI ?La section suivante décrit le processus de fabrication des puces IC.

Avant de commencer, nous devons comprendre ce qu'est une puce IC : un IC, ou circuit intégré, comme on l'appelle, est une pile de circuits conçus qui sont assemblés de manière empilée.En faisant cela, nous pouvons réduire la surface nécessaire pour connecter les circuits.Le diagramme ci-dessous montre un diagramme 3D d'un circuit IC, qui peut être vu comme étant structuré comme les poutres et les colonnes d'une maison, empilées les unes sur les autres, c'est pourquoi la fabrication de circuits intégrés est assimilée à la construction d'une maison.

Dans la section 3D de la puce IC présentée ci-dessus, la partie bleu foncé en bas est la plaquette introduite dans la section précédente.Les parties rouges et terre sont celles où le circuit intégré est fabriqué.

Tout d’abord, la partie rouge peut être comparée au hall du rez-de-chaussée d’un immeuble de grande hauteur.Le hall du rez-de-chaussée constitue la porte d'entrée du bâtiment, où l'on accède, et est souvent plus fonctionnel en termes de contrôle de la circulation.Il est donc plus complexe à construire que les autres étages et nécessite plus d'étapes.Dans le circuit IC, cette salle est la couche de porte logique, qui constitue la partie la plus importante de l'ensemble du CI, combinant diverses portes logiques pour créer une puce IC entièrement fonctionnelle.

La partie jaune ressemble à un sol normal.Par rapport au rez-de-chaussée, il n’est pas trop complexe et ne change pas beaucoup d’étage en étage.Le but de cet étage est de relier entre elles les portes logiques de la section rouge.La raison pour laquelle il faut autant de couches est qu'il y a trop de circuits à relier entre eux et si une seule couche ne peut pas accueillir tous les circuits, plusieurs couches doivent être empilées pour atteindre cet objectif.Dans ce cas, les différentes couches sont connectées de haut en bas pour répondre aux exigences de câblage.