Préface
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Avant-propos
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I.
Qu'est-ce qu'un semi-conducteur
1.
La matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
Les semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
Le déplacement des électrons et des lacunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.
La conduction et la résistivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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II.
Les principaux semi-conducteurs
1.
Le germanium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
Le silicium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
Les composés intermétalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.
Le bioxyde de silicium (SiO2) . . . . . . . . . . . . . . . . .
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III.
La fabrication du lingot monocristallin dopé
1.
L'usine de fabrication des dispositifs à semi-conducteur . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
La purification physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
Le tirage du monocristal par la méthode de Czochralski (CZ) . . . . . . . . . .
. .
4.
Le tirage du monocristal par la méthode de la zone flottante (FZ) . . . . . . .
. .
5.
Le dopage des lingots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.
La comparaison entre les méthodes CZ et FZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
7.
Les autres procédés possibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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IV.
L'usinage du lingot de silicium
1.
La préparation du lingot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
La découpe des plaquettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
Le rodage des plaquettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.
Le contrôle des plaquettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.
Les défauts des plaquettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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V.
Les traitements thermiques, bases de la technologie planar
1.
La technologie planar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
La couche épitaxiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
L'oxydation thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.
La diffusion thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.
Les alliages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.
La diffusion solide par peinture ou par disques dopants . . . . . . . . . . . . . . .
.
7.
L'usinage et le dopage par les ions ou par les rayons X . . . . . . . . . . . . . . . .
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VI.
Le processus général de la technologie planar
1.
Les maquettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
Les masques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
La photogravure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.
La métallisation des sorties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.
La passivation de la pastille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.
Le contrôle des dispositifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7.
La découpe des pastilles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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8.
Le montage des pastilles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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9.
Les contrôles et le tri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VII.
Les dispositifs à une jonction : les diodes
1.
Le comportement d'une jonction p-n non reliée à un circuit extérieur . . . . .
. .
2.
Le branchement d'une jonction sur un circuit extérieur . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
3.
Les caractéristiques générales des diodes . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
4.
Les applications des diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VIII.
Les diodes de faible puissance
1.
Les diodes au silicium en petit boîtier . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.
Les diodes " petit redresseur " . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.
Les diodes " Hyper-fréquences " au silicium (PIN. -Impatt.
Diodes snap-off)
4.
Les diodes d'émission à effet Gunn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.
Les diodes tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.
Les diodes inverses, backward ou uni-tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7.
Les diodes Schockley ou 4 D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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IX.
Les diodes a capacité variable
1.
Les caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Les applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Les varactors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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X.
Les diodes régulatrices de tension.
Les diodes de référence de tension (Diodes Zener)
1.
Le principe des diodes régulatrices de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
La fabrication des diodes régulatrices de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
3.
Les caractéristiques électriques des diodes de régulation . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
Les diodes de référence de tension compensées en température . . . . . . . . . .
5.
Les applications des diodes régulatrices de tension,
des diodes de référence et des diodes écrêteuses .
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XI.
Les diodes Schottky
1.
Le principe de diodes Schottky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
2.
Les caractéristiques des diodes Schottky . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
3.
Les différents modèles de puissance, de détection et de commutation . . . . .
.
4.
Les diodes Schottky hyperfréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
XII.
Les redresseurs de puissance
1.
Le redressement sur charge résistive ou inductive . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
2.
Le redressement sur charge capacitive . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
3.
Les caractéristiques limites et les causes de surtension dans les redresseurs
4.
Les différentes catégories de redresseurs . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
5.
Les refroidissements pour redresseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
6.
La fabrication des redresseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
7.
Les différents modèles de redresseurs de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
8.
L'étude d'un projet de redresseur à capacité en tête . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
XIII.
L'opto-électronique
1.
Le principe de fonctionnement des composants photosensibles . . . . . . . . . .
.
2.
Les photorésistances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Les composants photosensibles à jonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
Les cellules solaires au silicium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
5.
Les cellules solaires diverses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
6.
Les diodes électroluminescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
7.
Les afficheurs à diodes électroluminescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
8.
Les circuits de commande des afficheurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
9.
Les photocoupleurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
10.
Les afficheurs à plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
11.
Les cristaux liquides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
12.
Les afficheurs électrolytiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
13.
Les liaisons par fibre optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
XIV.
L'effet transistor
1.
Le fonctionnement théorique du transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
2.
Les symboles et indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Les paramètres d'un transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
4.
Les trois montages fondamentaux d'un transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
5.
Les courbes caractéristiques d'un transistor
petits signaux monté en émetteur commun . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.
Le fonctionnement du transistor en amplification et en commutation . . . . . . .
XV.
Les transistors petits signaux
1.
La fabrication d'un transistor n-p-n . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
2.
La fiabilisation des transistors planars épitaxiaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
3.
La fabrication interdigitée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
4.
Les différentes catégories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
XVI.
Les transistors de puissance
1.
La technologie à simple diffusion ou à base homogène . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
La technologie " Power Base " de Motorola . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
3.
La technologie à base épitaxiée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
4.
La technologie triple diffusée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
5.
La technologie planar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
6.
La technologie multiépitaxiale planar . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
7.
Le darlington de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
8.
Les conseils d'utilisation des transistors de puissance . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
9.
Le transistor de puissance en régime permanent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
10.
Le transistor en régime impulsionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
11.
Le transistor en régime de commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
XVII.
Les transistors à effet de champ
1.
Les transistors à effet de champ à jonction (FET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Les transistors à effet de champ à grille isolée (MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Les transistors à effet de champ DMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
Les transistors à effet de champ à structure verticale VMOS . . . . . . . . . .
. . .
5.
Les transistors à effet de champ à structure verticale SIPMOS . . . . . . . . . .
.
XVIII.
Le redresseur contrôlé ou thyristor
1.
Le principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
2.
La fabrication du thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Les principaux modèles catalogués . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
4.
Le thyristor triac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.
Les dispositifs de déclenchement des triacs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
6.
Les applications des triacs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
XIX.
Les microcircuits
1.
La comparaison des différentes technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
Les circuits hybrides à couche épaisse . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
3.
Les circuits hybrides à couche mince . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
4.
Les filtres à onde acoustique de surface (FOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XX.
Les circuits intégrés bipolaires
1.
La microélectronique et la nanoélectronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
Les principes de base pour la conception des circuits intégrés . . . . . . . . . .
.
3.
L'étude et la mise en fabrication des circuits intégrés . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
La technologie d'un transistor n-p-n intégré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
5.
Le transistor p-n-p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.
L'intégration des diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
7.
L'intégration des résistances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
8.
L'intégration des capacités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
9.
Les circuits intégrés L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.
Les circuits intégrés TTL Schottky basse puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
11.
Les circuits intégrés en logique ECL . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
12.
Les circuits intégrés à isolement par SiO2 ou par silicium
polycristallin en technologie bipolaire . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.
Les circuits intégrés de puissance ou à haute tension . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
14.
Les circuits intégrés à la demande . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
15.
Les essais et la finition des circuits intégrés . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
XXI.
Les circuits intégrés à effet de champ
1.
La technologie des transistors MOS classiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
Les transistors MOS complémentaires CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
3.
Les transistors MOS sur saphir SOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
Les circuits intégrés en technologie FET . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
5.
Les circuits à effet de champ à l'arséniure gallium . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
6.
Les circuits intégrés à transfert de charge (BBD-CCD) . . . . . . . . . . . . . . . .
.
7.
Les mémoires à bulles magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
8.
Les mémoires RAM statiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
9.
Les mémoires RAM dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
10.
Les mémoires ROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
11.
Les mémoires PROM, EPROM, EAROM, EEPROM, EEROM . . . . . . . . . .
12.
Les microprocesseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
13.
Les microordinateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XXII.
Les résistances non linéaires à propriétés semi-conductrices
1.
Les résistances à coefficient de température négatif CTN . . . . . . . . . . . . . .
.
2.
Les résistances à coefficient de température positif CTP . . . . . . . . . . . . . . .
.
3.
Les résistances variables avec la tension varistors V D R . . . . . . . . . . . . . .
.
4.
Les résistances variables avec le champ magnétique :
magnétorésistances MDR . . . . . . . . . . . . . . .
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5.
Les générateurs à effet Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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