Cure d'amincissement pour smartphones - Des puces de plus en plus petites uniquement grâce au vide

Cure d'amincissement pour smartphones - Des puces de plus en plus petites uniquement grâce au vide

Pour la fabrication des micropuces actuelles, certaines des structures utilisées sont de l'ordre du nanomètre. Les particules de poussière les plus infimes et même des molécules de gaz peuvent causer des interférences. Pour empêcher cela, le vide est nécessaire.
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De nos jours, (presque) rien ne fonctionne sans micropuces. Que ce soit dans les véhicules, les usines de production, les smartphones et même dans les machines à café, ces minuscules ordinateurs sont installés partout. Ils rendent possibles les nombreuses fonctions désormais disponibles sur simple pression d'une touche ou balayage de l'écran. Derrière cela se cache une phénoménale puissance de calcul dans des puces toujours plus petites. Actuellement, les fabricants de puces utilisent principalement la technologie 14 nm, ce qui signifie que les plus petites unités fonctionnelles ne dépassent pas les 14 nanomètres. En comparaison, le diamètre d'une tête d'épingle est d'environ un million de nanomètres.

Dispositifs de serrage et sas à vide

Dans ces dimensions, la moindre particule de poussière agit comme un énorme rocher. Par conséquent, la production s'effectue dans des salles blanches avec de l'air filtré, et dans lesquelles les personnes et les composants n'entrent qu'après avoir subi un nettoyage minutieux et être passés par un sas douche d'air. Les pompes à vide sont également utilisées dans ce dernier pour aspirer les particules de poussière des surfaces par dépression.

Il existe une légère surpression dans la salle blanche elle-même, ce qui signifie que rien ne peut pénétrer, même en cas de fuite. Le flux d'air constant qui y est nécessaire est alimenté par le haut. L'unité d'extraction correspondante est située dans le double plancher de la salle blanche. Les plaquettes de silicium, servant de matériau de base aux puces, sont fixées à l'aide d'un dispositif de serrage sous vide lors des différentes étapes de fabrication, afin de protéger le matériel.

Molécules et ions

Jusqu'ici, nous avons eu recours au vide primaire. Mais lorsqu'il s'agit de construire des structures aux dimensions microscopiques, le vide poussé est requis. Comme c'est le cas, par exemple, pour le dépôt de métal sur des plaquettes de silicium. D'une part, les métaux utilisés atteignent leur point d'ébullition à des températures relativement basses. D'autre part, même les plus infimes inclusions, comme des molécules d'air gazeux, peuvent altérer les propriétés de conductivité des fines couches de silicium. Cela s'applique également à l'implantation ionique. Ici, les ions sont accélérés dans un champ électrique, dirigés vers les plaquettes et implantés dans le réseau cristallin.

Sans le vide, la lithographie EUV serait impossible. Ce procédé relativement nouveau, utilise un rayonnement extrême ultraviolet, d'une longueur d'onde très courte, pour exposer des structures particulièrement petites sur la surface des plaquettes. Le rayonnement EUV serait complètement absorbé par l'air après seulement quelques millimètres. Il ne peut se propager librement que si le niveau de vide est très élevé. C'est grâce à cette technologie, et à d'autres méthodes similaires, que nos smartphones deviennent de plus en plus fins, tout en offrant des performances toujours plus grandes.

Dans l'univers des semi-conducteurs, le nœud technologique se réfère à la taille de fabrication minimale du chemin conducteur d'une micropuce, et cette taille n'a cessé de réduire au fil du temps.

Le premier nœud avait une taille de 10 micromètres, soit l'épaisseur d'un tuyau d'arrosage selon les normes actuelles. Aujourd'hui, une taille de 14 nanomètres est utilisée dans la production de masse. Toutefois, il existe des puces utilisant une technologie de 10, voire 7 nm. Selon l'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), une taille de 5 nanomètres sera utilisée autour des années 2020.

Avec chaque nouveau nœud technologique, la surface des puces est quasiment réduite de moitié. Le développement des performances des circuits microélectroniques suit la loi de Moore. Selon cette dernière, la complexité des circuits intégrés double tous les 12 à 24 mois, avec des coûts de composants minimes.


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