Assas Recherche | Architectures de dispositifs de mémoire innovantes pour application en tant que mémoires non volatiles embarquées visant le nœud technologique 28 nm et au-delà

Architectures de dispositifs de mémoire innovantes pour application en tant que mémoires non volatiles embarquées visant le nœud technologique 28 nm et au-delà (Document en Anglais)

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https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2018GREAT134.pdf

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse confidentielle jusqu'au 01/05/2020.
Thèse soumise à l'embargo de l'auteur : embargo illimité (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Kluge Julia

Kluge, Julia

Nom

Kluge

Prénom

Julia

Nationalité

Allemand

Date de soutenance : 04-10-2018

Directeur(s) de thèse : Ghibaudo Gérard

Ghibaudo, Gérard

Nom

Ghibaudo

Prénom

Gérard

- Navarro Gabriele

Navarro, Gabriele

Nom

Navarro

Prénom

Gabriele

- Blonkowski Serge

Blonkowski, Serge

Nom

Blonkowski

Prénom

Serge

Etablissement de soutenance : Université Grenoble Alpes (ComUE)

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Nom

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Laboratoire : Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Nom

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Ecole doctorale : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Nom

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Informations générales

Discipline : Nanoe?lectronique et nanotechnologie
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Memoires non-Volatiles, Applications embarquées, Architectures de mémoire innovantes
Mots-clés :

Mémoires non-volatiles à accès sélectif
Matériaux à changement de phase
MOS complémentaires

Résumé : Aujourd'hui, la recherche d'une mémoire informatique et de stockage plus rapide, moins chère et plus dense est à la recherche de solutions innovantes, car les capacités de mise à l'échelle de Flash et des DRAM s'arrêtent. Les mémoires à changement de phase (PCM) constituent la solution la plus aboutie pour la prochaine génération de mémoire non volatile intégrée (NVM), grâce à son évolutivité, sa vitesse de lecture et d'écriture élevée et sa grande cyclabilité. Le mécanisme de changement de phase repose sur le commutateur réversible entre une phase cristalline fortement conductrice et une phase amorphe fortement résistive. Cette alternance peut être introduite par des impulsions de courant ou laser et peut être lue grâce au contraste élevé de conductivité et de réflectivité.Néanmoins, les PCM nécessitent un courant de programmation relativement élevé pour faire fondre le matériau afin de le transformer en phase amorphe. Ce travail vise à réduire le courant de programmation en faisant évoluer la technologie vers des tailles plus petites et par l'ingénierie des matériaux intégrés dans le but de passer à un nœud de 28 nm.Cette thèse est divisée en trois sections de recherche: (i) une étude de fiabilité à haute température de l'architecture des « Wall » à la fine pointe de la technologie avec du matériel GST riche en Ge incorporé pour l'application automobile; (ii) une évaluation des différentes approches de l'architecture innovante « Sidewall » pour réduire la taille de l'appareil et (iii) l'analyse d'une nouvelle composition de matériaux Sb2Te3 et GeS2 (GSST) pour améliorer le confinement électrique et thermique. Dans les trois sections, nous insistons sur la fonctionnalité du dispositif en étudiant les paramètres tels que le courant de programmation, la tension de seuil et la vitesse de programmation, en combinant la fiabilité thermique, l'endurance cyclique, la rétention des données à haute température et la résistance dérive.L'étude à haute température de l'architecture du « Wall » considère en outre la possibilité de programmer et de maintenir plusieurs niveaux de résistance intermédiaires en un seul dispositif en se concentrant sur l'analyse de l'énergie d'activation et de la dérive de résistance des différents états. Pour l'intégration innovante de Sidewall, nous rapportons une réduction de densité de courant par rapport à l'intégration comparable dans une architecture « Wall » de 48% pour la structure en "S" la plus avancée et une réduction supplémentaire de 80% en cas de changement de phase le matériau est encapsulé avec une couche GeN. L'introduction du nouveau matériel GSST réduit le courant de programmation de 95%. Nous supposons que cette réduction provient de la forte augmentation de la résistance thermique qui est 3 fois plus élevée par rapport à la GST standard.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2018GREAT134
Type de ressource : Thèse