Des puces électroniques « sandwich » pour de meilleures performances dans les hautes fréquences

Le projet allemand « HiTek » tente de combiner des circuits CMOS à base de silicium, avec des circuits à base de phosphure d’indium, afin d’améliorer les performances en hautes fréquences des puces microélectroniques.

 

 

La technologie d’intégration CMOS (« Complementary Metal Oxide Semi-conducteurs ») constitue l’épine dorsale de décennies de recherche et d’innovation dans la technologie des semi-conducteurs. A l’heure actuelle, plus de 95% de tous les circuits numériques ou analogiques-numériques sont produits en CMOS et atteignent, tels les processeurs d’ordinateur, des performances de plus en plus élevés. Seulement, à des fréquences de l’ordre de 100 GHz et au-delà, les circuits CMOS commencent à atteindre leurs limites. Pour travailler plus vite à ces fréquences, ils doivent être de plus en plus réduits, ce qui représente un coût important pour les acteurs de l’industrie.

 

 

L’Institut Ferdinand Braun (Institut Leibniz pour les technologies de hautes fréquences, FBH) à Berlin en collaboration avec l’Institut Leibniz pour l’innovation en microélectronique (PHI), a innitié le projet HiTek afin de développer des approches alternatives. En effet, leur approche consiste à ne pas faire table rase des années de recherches approfondies menées par les chercheurs du monde entier sur le CMOS, mais au contraire de combiner deux technologies: sur une puce CMOS traditionnelle à base de silicium, les chercheurs ont placé sur un second niveau un circuit à base de phosphure d’indium. « Grâce à des propriétés physiques améliorées par rapport au silicium, ce matériau peut faire exactement ce que nous voulons: de hautes fréquences à haute puissance », explique Viktor Kroz de la FBH. Les circuits à base de phosphure d’indium seuls sont en revanche loins d’atteindre le haut niveau d’intégration du CMOS. « Si nous avions essayé d’atteindre un même niveau pour le phosphure d’indium, nous aurions 20 ans de retard et devrions tout recommencer », a déclaré V. Kroz. La méthode « sandwich » pourrait donc s’avérer être la solution : les deux circuits sont reliés entre eux afin de profiter des propriétés du phosphure d’indium, sans pour autant sacrifier la technologie CMOS. « La synchronisation des deux couches est le grand défi de notre projet », a déclaré Wolfgang Heinrich de la FBH. « Nous produisons les deux couches séparément afin de tenter de les connecter par la suite de manière optimale. Une connexion simple sur la tranche de silicium n’entre pas dans nos options de recherche. »

 

La réussite de l’interconnexion entre ces deux circuits permettrait ainsi une percée dans les systèmes terahertz à très hautes fréquences. V. Kroz souligne d’ailleurs que l’idée n’est peut-être pas nouvelle, mais qu’elle n’a jamais été appliquée de façon performante ou cohérente. Ainsi les deux instituts Leibniz à Berlin et dans le Brandebourg – le FBH, leader dans le développement des semi-conducteurs III-V, et le PHI, spécialiste du CMOS – pourraient apporter une expertise unique en Europe autour de cette technologie de puces « sandwich ». Les futures applications de ces puces ultra-rapide à haute performance seraient les systèmes d’imagerie en technologies médicales, les applications mobiles ou les technologies de la sécurité.

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Petra Immerz, service presse et relations publiques -Institut Ferdinand-Braun, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) – tél. : 0049 30 6392-2626 – email : petra.immerz@fbh-berlin.de
– Site de l’institut des technologies hautes fréquences (FBH) : http://www.fbh-berlin.de

 

 

Source :

« Mit Sandwich-Chips zu hoher Leistung und Frequenz », communiqué de presse Idw, 15/03/2011, http://idw-online.de/de/news413377.

 

 

Rédacteur :

Charles Collet, charles.collet@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr