Fabrication des dispositifs à semi-conducteursthumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.
Transistorvignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.
Multigate deviceA multigate device, multi-gate MOSFET or multi-gate field-effect transistor (MuGFET) refers to a metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET) that has more than one gate on a single transistor. The multiple gates may be controlled by a single gate electrode, wherein the multiple gate surfaces act electrically as a single gate, or by independent gate electrodes. A multigate device employing independent gate electrodes is sometimes called a multiple-independent-gate field-effect transistor (MIGFET).
Transistor à effet de champUn transistor à effet de champ (en anglais, Field-effect transistor ou FET) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors. Sa particularité est d'utiliser un champ électrique pour contrôler la forme et donc la conductivité d'un « canal » dans un matériau semiconducteur. Il concurrence le transistor bipolaire dans de nombreux domaines d'applications, tels que l'électronique numérique. Le premier brevet sur le transistor à effet de champ a été déposé en 1925 par Julius E. Lilienfeld.
Transistor à effet de champ à grille métal-oxydethumb|right|235px|Photographie représentant deux MOSFET et une allumette Un transistor à effet de champ à grille isolée plus couramment nommé MOSFET (acronyme anglais de metal-oxide-semiconductor field-effect transistor — qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur), est un type de transistor à effet de champ. Comme tous les transistors, le MOSFET module le courant qui le traverse à l'aide d'un signal appliqué sur son électrode nommée grille.
Circuit intégréLe circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique, basé sur un semi-conducteur, reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume réduit (sur une petite plaque), rendant le circuit facile à mettre en œuvre. Il existe une très grande variété de ces composants divisés en deux grandes catégories : analogique et numérique.
Fonction ETLa fonction ET (AND en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si les deux opérandes ont la valeur VRAI. Il fonctionne comme un produit arithmétique : Une lampe s'allume si l'on appuie sur « a » ET « b » et seulement dans ce cas là. La fonction « ET » est caractérisée par des interrupteurs NO (normalement ouvert) montés en série.
Physical design (electronics)In integrated circuit design, physical design is a step in the standard design cycle which follows after the circuit design. At this step, circuit representations of the components (devices and interconnects) of the design are converted into geometric representations of shapes which, when manufactured in the corresponding layers of materials, will ensure the required functioning of the components. This geometric representation is called integrated circuit layout.
Metal gateA metal gate, in the context of a lateral metal–oxide–semiconductor (MOS) stack, is the gate electrode separated by an oxide from the transistor's channel – the gate material is made from a metal. In most MOS transistors since about the mid 1970s, the "M" for metal has been replaced by a non-metal gate material. The first MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor) was made by Mohamed Atalla and Dawon Kahng at Bell Labs in 1959, and demonstrated in 1960. They used silicon as channel material and a non-self-aligned aluminum gate.
Fonction NON-ETLa fonction ET-NON (NAND en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si au moins l'un des deux opérandes a la valeur FAUX. Les notations usuelles sont ou ou Ce qui peut se lire : « NON( A ET B ) est équivalent à : NON( A ) OU NON( B ) » Une lampe s'allume sauf si l'on appuie sur « a » et « b » et seulement dans ce cas-là.
Semiconductor fabrication plantIn the microelectronics industry, a semiconductor fabrication plant (commonly called a fab; sometimes foundry) is a factory for semiconductor device fabrication. Fabs require many expensive devices to function. Estimates put the cost of building a new fab over one billion U.S. dollars with values as high as 3–4billionnotbeinguncommon.TSMCinvested9.3 billion in its Fab15 300 mm wafer manufacturing facility in Taiwan. The same company estimations suggest that their future fab might cost $20 billion. XOR gateXOR gate (sometimes EOR, or EXOR and pronounced as Exclusive OR) is a digital logic gate that gives a true (1 or HIGH) output when the number of true inputs is odd. An XOR gate implements an exclusive or () from mathematical logic; that is, a true output results if one, and only one, of the inputs to the gate is true. If both inputs are false (0/LOW) or both are true, a false output results. XOR represents the inequality function, i.e., the output is true if the inputs are not alike otherwise the output is false.
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
Complementary metal oxide semi-conductorvignette|Vue en coupe d'un transistor MOS On appelle CMOS, ou Complementary Metal Oxide Semiconductor, une technologie de fabrication de composants électroniques et, par extension, les composants fabriqués selon cette technologie. Ce sont pour la plupart des circuits logiques (NAND, NOR) comme ceux de la famille Transistor-Transistor logic (TTL) mais, à la différence de ces derniers, ils peuvent être aussi utilisés comme résistance variable.
Die shrinkEn microélectronique, un die shrink est la réduction de la taille d'une puce électronique qui peut s'effectuer selon plusieurs manières : par changement de technique de gravure : un produit peut être converti par les équipes de développement, par exemple passer de de taille de transistor à : cela aura pour effet de fortement diminuer les dimensions de la puce. par une réduction optique de l'impression de la puce sur silicium.
Fonction OULa fonction OU ou OU inclusif (OR en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si au moins un des deux opérandes a la valeur VRAI. La lampe s'allume si l'on appuie sur seulement « a » , ou sur seulement « b » , ou sur « a » et sur « b ». La fonction « OU » est caractérisée par des interrupteurs NO (normalement ouvert) montés en parallèle.
Three-dimensional integrated circuitA three-dimensional integrated circuit (3D IC) is a MOS (metal-oxide semiconductor) integrated circuit (IC) manufactured by stacking as many as 16 or more ICs and interconnecting them vertically using, for instance, through-silicon vias (TSVs) or Cu-Cu connections, so that they behave as a single device to achieve performance improvements at reduced power and smaller footprint than conventional two dimensional processes. The 3D IC is one of several 3D integration schemes that exploit the z-direction to achieve electrical performance benefits in microelectronics and nanoelectronics.
Nanoimprint lithographyNanoimprint lithography (NIL) is a method of fabricating nanometer scale patterns. It is a simple nanolithography process with low cost, high throughput and high resolution. It creates patterns by mechanical deformation of imprint resist and subsequent processes. The imprint resist is typically a monomer or polymer formulation that is cured by heat or UV light during the imprinting. Adhesion between the resist and the template is controlled to allow proper release.
NOR gateThe NOR gate is a digital logic gate that implements logical NOR - it behaves according to the truth table to the right. A HIGH output (1) results if both the inputs to the gate are LOW (0); if one or both input is HIGH (1), a LOW output (0) results. NOR is the result of the negation of the OR operator. It can also in some senses be seen as the inverse of an AND gate. NOR is a functionally complete operation—NOR gates can be combined to generate any other logical function. It shares this property with the NAND gate.
Conception de circuits intégrésLa conception (ou le design) de circuits intégrés (ou puces électroniques) consiste à réaliser les nombreuses étapes de développement (flot de conception ou design flow) nécessaires pour concevoir correctement et sans erreurs une puce électronique. Le point d'entrée est une spécification fonctionnelle qui décrit le fonctionnement voulu de la puce, ainsi que des contraintes non fonctionnelles (surface, coût, consommation...).
