Fabriquer des puces de mémoire nécessite l’utilisation du silicium et l’épaisseur des sillons détermine la performance d’une puce.

Les premières puces de mémoire sont apparues avec les cartes perforées et les rubans magnétiques. Au fil des années, on a utilisé des condensateurs et des circuits à bascule pour aboutir au circuit intégré et au transistor qui équipent les modèles de circuits actuels. Une barrette de mémoire Ram contient des centaines de petits circuits intégrés, ce qui permet de stocker les informations sous forme de signaux binaires. Le même procédé est employé dans la fabrication des clés Usb et des disques durs. En revanche, la principale fonction des puces de mémoire est de stocker temporairement l’information. Le revêtement d’une puce de mémoire est appelé boîtier. Ce dernier est de couleur noire et possède une forme rectangulaire. Sur ce boîtier sont gravés le nom de la version, le nom du constructeur et le numéro du modèle. En général, le transistor qui contient l’information et le matériau qui supporte ce transistor sont les deux principaux composants d’une puce de mémoire. On utilise le silicium, l’aluminium ou le cuivre pour la fabrication d’une puce. Quant aux circuits intégrés, le principal matériau utilisé est le silicium à cause de son faible coût et sa performance optimale. Dans certains cas, les constructeurs utilisent l’arséniure de gallium ou du magnésium. Par ailleurs, le matériau doit être pur à 99,99 % pour répondre aux normes de fabrication.

La première étape pour fabriquer des puces de mémoire est la cristallisation du silicium. Le silicium à l’état naturel doit prendre une forme cylindrique. Ensuite, on découpe ce cylindre en petites galettes de 100 à 800 micromètres. Enfin, on superpose ces galettes pour créer un wafer. Ce dernier servira de support aux transistors ou aux circuits intégrés. La seconde étape est la photolithogravure pour dessiner le schéma des composants sur le matériau. La troisième étape consiste à chauffer le wafer pour y appliquer du diogène à l’état pur. La réaction génèrera une couche d’isolation pour protéger les puces de mémoire puis on applique un vernis photosensible sur le wafer. L’étape suivante consiste à graver les dessins des circuits imprimés sur le wafer en utilisant la couche de vernis comme masque. En outre, le procédé de gravure nécessite l’utilisation des rayons X ou des rayons ultraviolets. Ensuite, on supprime le vernis restant grâce à un dissolvant spécial et on applique un produit corrosif pour entailler dans la couche d’isolation. Puis on applique des dopants qui sont des ions métalliques pour rendre le circuit conducteur d’énergie électrique. En fonction du type de puce de mémoire à produire, on répète ces étapes de fabrication jusqu’à l’obtention d’un nombre déterminé de couches. Finalement, on procède à la gravure des circuits imprimés en utilisant le plus petit sillon possible. De nos jours, on arrive à creuser des sillons d’une épaisseur entre 15 et 25 micromètres.

L’épaisseur des sillons est le principal critère pour déterminer la performance d’une puce. En effet, des sillons miniatures permettent d’insérer le maximum de composants, ce qui augmente la performance de la puce. La finition de ce procédé de fabrication des puces de mémoire consiste à appliquer une pellicule métallique dans les broches. Celles-ci serviront de connecteurs avec la carte mère. Par ailleurs, chaque circuit intégré subit impérativement des tests et les pièces défectueuses sont tout de suite remplacées. On découpe le wafer en barrettes avec des dimensions qui correspondent aux normes standard. Le constructeur procède ensuite au test de résistance et de performance. Des machines spéciales font fonctionner les puces de mémoire à des vitesses très rapides. Si les essais sont concluants, les puces de mémoire sont prêtes pour la commercialisation. En outre, même si le silicium est performant, il ne peut pas supporter les fréquences actuelles des puces et des processeurs. De ce fait, d’autres matériaux tels que les composites à base de diamant sont testés. Ils sont très performants et ne souffrent d’aucune surchauffe.

La fabrication des puces de mémoire dans le futur avec des matériaux autres que le silicium

La fabrication des puces de mémoire nécessite des étapes d’une grande précision. Le matériau utilisé est le silicium, mais on teste déjà d’autres éléments pour les prochaines générations de puces de mémoire et de processeurs.