Tandis que la Salle Blanche fourmille autour des équipements nouvellement installés et de la montée en puissance de la production du PICS5 sur wafers de 8 pouces, nous parlons de plus en plus de PICS6. Nous vous proposons dans cet article de brosser le portrait de ce nouveau nœud technologique dans les grandes lignes.
Encore un record !
Le PICS6 n’est pas encore en production. Il poursuit son parcours de développement, et passera prochainement les étapes d’industrialisation. Les premières mesures sont concluantes, et les essais théoriques nous permettent d’ores et déjà d’envisager une capacitance record d’environ 2,5 µF par mm². Pour rappel, voici les capacitances obtenues par les précédents nœuds technologiques :
Rappel sur la formule de base
Pour rappel, la capacitance “C” peut être calculée de la manière suivante :
Pour augmenter la valeur de C, il y a donc trois leviers :
- Augmenter la surface “S” des électrodes du condensateur
- Diminuer la distance “d” entre les électrodes
- Augmenter la valeur de la permittivité “ε”, donc changer de diélectrique.
Un epsilon pas si négligeable
Si maintenant, on dit que la structure du PICS6 est strictement la même que celle du PICS5, issue des mêmes procédés, cela veut dire que “S” et “d” restent les mêmes. Pour augmenter la capacitance, le seul levier restant est donc ε !
C’est donc effectivement avec un nouveau diélectrique que le PICS6 permettra de produire des condensateurs de plus grande capacitance. Nous ne dévoilerons pas ici la composition exacte de ce diélectrique, mais il s’agit de molécules bien connues du monde de la micro-électronique, donc rien de très exotique.
Retour sur le PICS5
Dans le Petit Muratien N°5, nous décrivions le principe de la technologie PICS5. En résumé et pour rappel, il s’agit d’une structure nano poreuse fabriquée sur une couche d’aluminium d’une vingtaine de microns d’épaisseur, réalisée sur les wafers de Silicium. Cette couche est soumise à un procédé électrochimique pour réaliser les pores. La surface ainsi déployée est plus grande que celle des technologies PICS précédentes, le tout dans un volume plus petit. Plusieurs couches sont ensuite empilées dans les nano-pores par procédé ALD (Atomic Layer Deposition) pour former une structure MIM (Metal-Insulator-Metal). La différence entre le PICS5 et le PICS6 est donc la partie bleue du schéma ci-dessous, soit le “I” de “MIM” :
Vues de dessus d’une structure nano-poreuse :
Et maintenant ?
Plusieurs étapes sont encore nécessaires avant que nous puissions produire des composants en PICS6. Et la première, et non des moindres, concerne l’acquisition d’un nouvel équipement d’ALD. Ce dernier est nécessaire, car il ne gérera pas tout à fait les mêmes éléments chimiques à déposer dans la structure nano-poreuse du PICS6, et il faut en plus maintenir notre capacité de production en PICS5. Il reste donc encore pas mal de chemin à parcourir, entre les qualifications de ce nouvel équipement, la qualification et l’industrialisation d’une nouvelle technologie et des premiers produits qui la mettront en œuvre. Mais la promesse est belle, et nos clients devraient aimer les produits qui en découleront !