À l'intérieur d'un circuit intégré : Les blocs de base d'une puce
Un CI est une ville microscopique construite sur une tranche de silicium. Voici les « bâtiments » et « rues » essentiels.
Substrat et Épitaxie
- Tranche : Silicium monocristallin (le plus courant), GaAs, SiC, etc.
- Couche épi : Région faiblement dopée où se forment les dispositifs actifs.
Dopage : Création régions N et P
- Implantation ionique + recuit → source/drain, puits, régions canal.
Dispositifs actifs
- MOSFETs (CMOS) : Interrupteurs & amplificateurs — milliards par puce.
- BJTs : Analogique précision, bandgaps, BiCMOS haute vitesse.
- Diodes : Pinces ESD, contacts substrat, redresseurs.
Structures passives
- Résistances : Polysilicium, diffusées, couches minces (NiCr, TaN).
- Condensateurs : MIM (métal-isolant-métal), MOSCAP, capacités de frange.
- Selfs : Spirales métalliques sur couches supérieures (RFICs).
Empilement d'interconnexion (Les « Rues »)
- Multiples couches métalliques (Cu, dual-damascène) séparées par diélectriques bas-κ.
- Vias et contacts connectent les couches.
- Métal supérieur épais pour distribution alimentation/horloge & plots/bumps.
Isolation et Boîtier
- STI (Isolation par Tranchée Peu Profonde) entre dispositifs.
- ILD (Diélectrique Inter-Couches) entre couches métal.
- Boîtier : wire-bond, flip-chip, BGA, chiplet/empilement 3D.
Toute fonction — logique, mémoire, RF, puissance — émerge de l'arrangement et de la connexion de ces éléments.