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Oxydes à commutation de résistance et applications mémoires

PHC : Utique
Codes du projet : 13G1118 -- Campus N° 28577PA
Domaine : Sciences de l'ingénieur (SI)
Intitulé : Oxydes à commutation de résistance et applications mémoires
Porteur(s) : GONON Patrice, JOMNI Fathi
Date de début : 01/01/2013
Date de fin : 31/12/2016

Le projet porte sur l'étude des propriétés électriques de structures MIM à base d'oxydes high-k, plusspécifiquement l'étude de la transition de résistance et la fiabilité des dispositifs soumis à des stressen tension.

Objectifs

 

Objectif 1 sur les enjeux: nouvelles technologies de mémoires non-volatiles pour la microélectronique: exploration des Resistive RAM (RRAM), nouveau concept de mémoires non-volatiles.

Objectif 2: Etat de l'art sur les mémoires RRAM et problématique. Une mémoire RRAM (Resistive RAM) est un dispositif MIM (Métal-Isolant-Métal) qui présente une hystérésis dans sacaractéristique courant-tension (I-V). C'est une structure possédant deux niveaux de résistance (isolant/conducteur), avecpossibilité de commuter de l’un à l’autre par simple application d’une tension: ces dispositifs peuvent être utilisés pour réaliser desmémoires non volatiles ré-inscriptibles. Des revues sur les dispositifs RRAM sont consultables en Ref.2,3.A ce jour, les isolants employés dans les dispositifs RRAM (structures MIM) ont été nombreux: NiO, TiO2, HfO2… (Ref.2,3). Lagrande variété de matériaux rencontrés fait penser qu'il existe un mécanisme de transition de résistance commun à tous cesoxydes. Ce mécanisme fait encore l'objet de débats dans la littérature. Le modèle le plus populaire fait état d'un mécanisme redoxaux électrodes: des lacunes d'oxygène sont générées à l'anode; ces dernières (chargées positivement) migrent à cathode,formant ainsi un pont conducteur entre les électrodes (transition vers un état conducteur). En inversant la polarité, on repousse leslacunes vers leur électrode d'origine, et le dispositif rebascule dans un état isolant.Ce modèle reste hypothétique. D'autres défauts, comme des interstitiels métalliques, ont été invoqués comme étant à l'origine dela transition de résistance. D'autres modèles proposent des mécanismes de courants limités par charge d’espace, ou unetransition de Mott. On ne connaît pas non plus le rôle exact joué par les électrodes: certains métaux d'électrode conduisent à uneabsence de transition. De même, la manière dont la structure des films (amorphes / cristallins) influe sur l’effet mémoire n’est pasclaire.

Objectif 3 : Objectifs scientifiques: compréhension et ingénierie des matériaux. Aujourd'hui le développement des RRAM est freiné par une absence d'identification claire des mécanismes de transition derésistance. Notre travail mettra donc l'accent sur la caractérisation électrique des oxydes afin de mieux identifier les phénomènesélectroniques qui interviennent dans le changement d'état résistif.

Résultats

NR

Informations supplémentaires

NR

CNRS - UMR 5129

Partenaire français
Grenoble
http://www.ltm-cnrs.fr/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Technologies de la Microélectronique LTM


Responsable(s)
Patrice GONON - LTM - Grenoble - Tél : 0438786441 - Email : patrice.gonon@cea.fr

Faculté des Sciences de Bizerte

Partenaire tunisien
Zarzouna -Bizerte
http://www.fsb.rnu.tn/Fr/accueil_46_3

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire Matériaux Organisation et PropriétésLMOP


Responsable(s)
Fathi JOMNI - LMOP - Zarzouna-Bizerte - Tél : 98344681 - Email : fethi_jomni@yahoo.fr

CNRS - UMR 5129

Partenaire français
Grenoble
http://www.ltm-cnrs.fr/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Technologies de la Microélectronique LTM


Responsable(s)
Patrice GONON - LTM - Grenoble - Tél : 0438786441 - Email : patrice.gonon@cea.fr

Faculté des Sciences de Bizerte

Partenaire tunisien
Zarzouna -Bizerte
http://www.fsb.rnu.tn/Fr/accueil_46_3

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire Matériaux Organisation et PropriétésLMOP


Responsable(s)
Fathi JOMNI - LMOP - Zarzouna-Bizerte - Tél : 98344681 - Email : fethi_jomni@yahoo.fr

CNRS - UMR 5129

Partenaire français
Grenoble
http://www.ltm-cnrs.fr/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Technologies de la Microélectronique LTM


Responsable(s)
Patrice GONON - LTM - Grenoble - Tél : 0438786441 - Email : patrice.gonon@cea.fr

Faculté des Sciences de Bizerte

Partenaire tunisien
Zarzouna -Bizerte
http://www.fsb.rnu.tn/Fr/accueil_46_3

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire Matériaux Organisation et PropriétésLMOP


Responsable(s)
Fathi JOMNI - LMOP - Zarzouna-Bizerte - Tél : 98344681 - Email : fethi_jomni@yahoo.fr

Transition de résistance dans HfO2

Cotutelle - These - En cours
Par : Mohamed SAADI
Début de thèse :
Présenté le : 01/09/2016
A : Grenoble
Co-directeurs :
  • GONON Patrice
  • LTM, Grenoble
  • JOMNI Fathi
  • LMOP, Zarzouna-Bizerte

Fiabilité des oxydes high-k

Cotutelle - These - En cours
Par : Melek KASSMI
Début de thèse :
Présenté le : 01/03/2016
A : Tunis
Co-directeurs :
  • GONON Patrice
  • LTM, Grenoble
  • JOMNI Fathi
  • LMOP, Zarzouna-Bizerte

Publications

    Conférences et séminaires

    Symposium BB: Materials for End-of-Roadmap Devices in Logic, Power and Memory

    Colloque
    Materials Research Society Spring Meeting
    A : San Francisco, USA
    Du : 21/04/2014
    Au : 25/04/2014
    Participants :
    SAADI Mohamed

    Caractérisation électrique de Hf02 pour la réalisation des mémoires non volatiles de type CBRAM

    Journées d'Etudes
    Journées Nationales du Réseau Doctoral en Micronanoélectronique
    A : Lille, France
    Du : 26/05/2014
    Au : 28/05/2014
    Participants :
    SAADI Mohamed

    Appel à projet 2017

    L'appel à projet 2017 pour le PHC Utique est ouvert sur le site de Campus France du 16 février au 18 avril 2016

    PHC 01