Les puces ne sont pas miniaturisables à l’infini

Par Falimalala 
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Un smartphone.

Un smartphone. stevepb/Pixabay

Le circuit intégré ou puce électronique est un élément électronique utile au quotidien. Il est généralement présent dans un ordinateur, dans un téléphone portable et bien d’autres appareils électroniques.

Qu’est-ce qui caractérise la puce électronique ?

Avant toute chose, le circuit intégré est un système qui a été inventé par l’Américain Jack Kilby, un salarié de Texas Instruments. Après la manipulation à la main des divers transistors, il aboutit à l’élaboration de masse de puces en silicium doté de plusieurs transistors.

La puce électronique est souvent constituée par des transistors encapsulés. C’est surtout le cas du circuit intégré analogique. Ces éléments sont donc encapsulés les uns près des autres pour aboutir à des assemblages où seront réunis chacune des fonctions requises pour la mise en marche d’un appareil.
D’un autre côté, les circuits intégrés numériques constituent des portes logiques telles que les microprocesseurs qui sont les plus délicats et les mémoires, les plus compacts. Il est possible de retrouver une grande variété de circuits intégrés conçus pour différentes applications spécifiques comme le traitement d’image ou la compression vidéo.

Comment sont fabriquées les puces électroniques ?

La conception de puce électronique représente, en grande partie, un assemblage de multiples éléments interconnectés. On parle en fait d’une réalisation de plusieurs centimètres carrés de surface. La puce est tellement miniaturisée que les chemins destinés à faire circuler les électrons peuvent être bouchés. Par conséquent, la transmission de l’information peut être interrompue. Afin d’éviter cette complication, les scientifiques effectuent leurs expériences en salle blanche.

Dans l’élaboration des puces électroniques, les professionnels commencent d’abord par fabriquer des masques. C’est exactement à partir d’une série de masques que sont conçus les circuits intégrés. D’habitude, ces éléments constituent un verre à motifs opaques. Sans compter les multiples couches qui peuvent être présentes selon la complication du circuit intégré. Pour obtenir un masque pour une couche, les fabricants font usage d’un laser pour tailler. Ainsi, toutes les couches sont présentées sous l’image d’un schéma électronique.

Ensuite, on passe par la photolithographie consistant à reproduire le schéma des circuits à achever. Par ailleurs, la lithographie électronique qui est similaire à la photolithographie contribue à l’aboutissement à des résolutions nanométriques. La réalisation se poursuit par l’injection des gaz spécifiques. Plusieurs matériaux comme le nitrure de silicium croissent à partir des réactions chimiques présentes parmi les substrats et les gaz. Après l’électrochimie, la métallisation et l’implantation ionique, le travail s’achève enfin par l’assemblage. Chacune des puces élémentaires sera alors ajustée sur un support, plus précisément sur un boîtier, liés par des soudures. Le tout sera achevé par un composant encapsulé et des pattes de sortie.

Une miniaturisation limitée

Par les limites imposées, il n’est pas permis de miniaturiser continuellement les puces. Ainsi, les transistors qui composent un circuit intégré sont parfois limités.

Globalement, la puce électronique est conçue avec des techniques de fabrication très professionnelles et précises qui sont généralement basées sur l’intégration de transistors et différentes matières spécifiques.