EPIC

Un EPIC est un circuit intégré construit par dépôt épitaxial, un processus dans lequel des couches monocristallines de matériau semi-conducteur sont cultivées atomiquement sur un substrat. Contrairement aux circuits intégrés standard formés par gravure et diffusion, les EPIC sont construits en déposant des couches successives de composition et d'épaisseur contrôlées directement sur une tranche de base, généralement en silicium. Cette méthode de croissance ascendante permet un contrôle précis des profils de dopage et de l'épaisseur des couches jusqu'à des microns ou mieux, ce qui a rendu les EPIC précieux pour les applications haute fréquence et haute puissance où les méthodes de fabrication conventionnelles étaient insuffisantes.

La croissance épitaxiale se produit dans une chambre de réacteur, généralement à température élevée et sous un flux de gaz soigneusement géré. Pour les EPIC en silicium, le précurseur le plus courant est le silane ou le dichlorosilane gazeux ; pour les semi-conducteurs composés comme l'arséniure de gallium, des vapeurs organométalliques sont utilisées. Chaque couche peut avoir un type de conductivité différent (n ou p) et une concentration de dopant différente, permettant au concepteur d'intégrer des champs électriques et des jonctions dans la matrice cristalline solide plutôt que par des étapes d'implantation ou de diffusion. Cela a rendu les EPIC particulièrement adaptés aux dispositifs de puissance et aux circuits RF où des jonctions nettes et une faible résistance série étaient critiques.

La place des EPIC sur le marché

Les EPIC ont prospéré dans les années 1960 et 1970 pour des applications spécialisées : redresseurs de puissance, diodes Schottky et amplificateurs RF. Des entreprises comme Varian et RCA ont produit des dispositifs de puissance EPIC remarquables. Cependant, à mesure que l'implantation ionique et la photolithographie s'amélioraient, les processus de CI planaires conventionnels sont devenus compétitifs pour la plupart des applications. La fabrication d'EPIC était coûteuse et difficile à mettre à l'échelle, de sorte que le terme est largement tombé en désuétude commerciale dans les années 1980. Les techniques épitaxiales restent fondamentales pour la production de semi-conducteurs aujourd'hui (toutes les tranches modernes commencent par des couches épitaxiales), mais le terme EPIC lui-même est maintenant principalement historique.

La force des EPIC résidait dans leur capacité à créer des transitions de dopage abruptes et des couches épaisses à faible résistivité sans cycles thermiques qui dégraderaient les couches précédentes. Pour les semi-conducteurs de puissance, cela signifiait une chute de tension directe plus faible et une meilleure stabilité thermique. La faiblesse était la complexité du processus, la réduction du rendement et la difficulté d'intégrer des fonctions logiques et analogiques sur la même puce. Une fois que la lithographie a pu graver des caractéristiques inférieures à un micron, le processus planaire plus simple a pu obtenir des résultats similaires ou meilleurs avec un volume de production plus élevé et un coût inférieur.