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.
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. Masse effectiveredresse=1.5|vignette|Structure de bande générée pour Si, Ge, GaAs et InAs massifs par la méthode . La masse effective est une notion utilisée en physique du solide pour l'étude du transport des électrons. Plutôt que de décrire des électrons de masse fixée évoluant dans un potentiel donné, on les décrit comme des électrons libres dont la masse effective varie. Cette masse effective peut-être positive ou négative, supérieure ou inférieure à la masse réelle de l'électron.
Dépôt de fil fonduLe dépôt de fil fondu (DFF) ou Fused deposition modeling (FDM) ou encore Fused Filament Fabrication (FFF) est une technologie d'impression 3D. On appelle aussi ce procédé impression 3D par extrusion de matériau Material Extrusion 3D printing (MEX). Cette technologie consiste à déposer de la matière à l'état liquide couche par couche. La technologie utilise le plus souvent un filament de matière polymère qui est fondu puis extrudé pour construire une pièce couche par couche.
Electron mobilityIn solid-state physics, the electron mobility characterises how quickly an electron can move through a metal or semiconductor when pulled by an electric field. There is an analogous quantity for holes, called hole mobility. The term carrier mobility refers in general to both electron and hole mobility. Electron and hole mobility are special cases of electrical mobility of charged particles in a fluid under an applied electric field. When an electric field E is applied across a piece of material, the electrons respond by moving with an average velocity called the drift velocity, .
Semi-conducteurUn semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.
Théorie des bandesredresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants liée à la théorie des bandes En physique de l'état solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des bandes d'énergie interdites (ou bandes interdites).
Multi-junction solar cellMulti-junction (MJ) solar cells are solar cells with multiple p–n junctions made of different semiconductor materials. Each material's p-n junction will produce electric current in response to different wavelengths of light. The use of multiple semiconducting materials allows the absorbance of a broader range of wavelengths, improving the cell's sunlight to electrical energy conversion efficiency. Traditional single-junction cells have a maximum theoretical efficiency of 33.16%.
AntimoineL'antimoine est l'élément chimique de numéro atomique 51, de symbole Sb (Stibium). C'est un membre du groupe des pnictogènes. De propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux, l'antimoine est, avec l'arsenic, un métalloïde du cinquième groupe principal du tableau périodique. Il s'agit d'un élément faiblement électropositif. L'électronégativité selon Pauling est de l'ordre de 1,9, alors que celle de l'arsenic avoisine 2.
Film photovoltaïqueUn film photovoltaïque ou cellule solaire en couche mince ou encore couche mince photovoltaïque est une technologie de cellules photovoltaïques de deuxième génération, consistant à l'incorporation d'une ou plusieurs couches minces (ou TF pour ) de matériau photovoltaïque sur un substrat, tel que du verre, du plastique ou du métal. Les couches minces photovoltaïques commercialisées actuellement utilisent plusieurs matières, notamment le tellurure de cadmium (de formule CdTe), le diséléniure de cuivre-indium-gallium (CIGS) et le silicium amorphe (a-Si, TF-Si).
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.
65 nmthumb|Processeur XCPU Falcon gravé en 65 nm désigne le procédé de fabrication des semi-conducteurs qui succède au procédé de fabrication par CMOS. Les premiers processeurs possédant cette technologie sont apparus sur le marché en 2006. Les processeurs Xenon de la génération "Falcon" sont gravés en technologie 65 nm, ainsi que les POWER6 et les Itanium 4 cores sortis en 2008. C'est également avec cette finesse qu'étaient gravés les CPU et GPU de certains modèles de PlayStation 3.
ChaudronnerieLa chaudronnerie est une branche industrielle qui couvre l'ensemble des activités de mise en œuvre des métaux en feuilles, des tubes et des profilés entrant dans la réalisation d'équipements destinés aux secteurs des industries de l'alimentaire, de la chimie, de l'énergie (pétrole, gaz, nucléaire), de l'aéronautique et de l'espace, de la charpente (bâtiments, ouvrages d'art, ponts, structures métalliques terrestres et marines), de la manutention et du traitement des gaz et des liquides (canalisations terres
Antimoniure d'indiumL'antimoniure d'indium (InSb) est un composé semi-conducteur III-V constitué d'antimoine et d'indium. C'est un composé à gap étroit utilisé comme détecteur infrarouge, notamment en imagerie thermique, systèmes FLIR, dans les systèmes de guidage autodirecteur infrarouge et en astronomie infrarouge. Les détecteurs à base d'antimoniure d'indium sont sensibles aux longueurs d'onde comprises entre . Le composé intermétallique a été signalé pour la première fois par Liu et Peretti en 1951, qui ont donné sa plage d'homogénéité, son type de structure et son paramètre cristallin.
Fab labvignette|Logo des fab labs. Un fab lab (contraction de l'anglais fabrication laboratory, « laboratoire de fabrication ») est un tiers-lieu de type makerspace cadré par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) et la FabFoundation en proposant un inventaire minimal permettant la création des principaux projets fab labs, un ensemble de logiciels et solutions libres et open-sources, les Fab Modules, et une charte de gouvernance, la Fab Charter.
Arséniure de gallium-indiumL'arséniure d'indium-gallium (InGaAs) (ou arséniure de gallium-indium, GaInAs) est un alliage ternaire (composé chimique) d'arséniure d'indium (InAs) et d'arséniure de gallium (GaAs). L'indium et le gallium sont des éléments du (groupe III) du tableau périodique tandis que l'arsenic est un élément du (groupe V). Les alliages de ces éléments chimiques sont appelés composés "III-V". InGaAs a des propriétés intermédiaires entre celles de GaAs et de InAs. InGaAs est un semi-conducteur à température ambiante avec des applications en électronique et en photonique.
Impression 3Dalt=Une grenouille en plastique bleue est en cours de construction par une imprimante 3D|vignette|Objet imprimé en 3D par une Ultimaker 2 Go vignette|Imprimante 3D dans un fab lab béninois.L'impression 3D ou fabrication additive regroupe les procédés de fabrication permettant de créer des pièces en volume par ajout de matière en couches successives. Elle s'oppose à la fabrication soustractive. Cette famille de procédés a commencé à se développer au début des années 1980 avec pour objectif principal de faciliter le prototypage rapide, puisque le coût de production est pratiquement indépendant de la quantité produite.
Loi de RockSelon la loi de Rock, du nom de son découvreur , le coût d'une fonderie de semi-conducteurs double tous les quatre ans, car le procédé de fabrication, la photolithographie, utilisé depuis une quarantaine d’années se rapproche toujours plus de ses limites physiques. En 2003, le prix d’une unité de fabrication était de l’ordre de 2 à de dollars. En 2004, pour la seule mise à niveau des installations, Intel a annoncé un investissement de plus de dollars dans son usine Fab12 en Arizona pour la fabrication de puces à partir de wafers de de diamètre, qui ont remplacé les wafers vers la fin 2005.
Couche minceUne couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés : dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ; pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique.
CristallogenèseLa cristallogenèse est un processus de formation d'un cristal, soit en milieu naturel, soit de façon synthétique. Elle aboutit à la cristallisation, qui est le passage d'un état désordonné liquide (composé fondu, dissous dans un solvant), gazeux ou solide (verre) à un état ordonné solide. La cristallisation, transition de l'état liquide à l'état solide, concerne aussi le liquide dégénéré qui constitue les naines blanches. Ce phénomène, prédit théoriquement dès les années 1960, a été confirmé par les observations du satellite Gaïa en 2019.
