Emergence - Emergence de produits, technologies, ou services à fort potentiel de valorisation

Réalisation d'un premier démonstrateur miniaturisé pour un nouveau type de mémoires non-volatiles RRAM à base d'un isolant de Mott AM4X8 – Mott-RAM

Réalisation d’un premier démonstrateur pour un nouveau type de mémoire non-volatile RRAM à base d’isolant de Mott AM4X8

Mott-RAM propose une technologie alternative et originale à celle des mémoires flash, avec la réalisation du 1er démonstrateur miniaturisé d’une nouvelle classe de mémoire RRAM à base d’isolant de Mott AM4X8. Les avancées technologiques doivent permettre de miniaturiser les contacts électriques et obtenir un meilleur contrôle des performances, afin de satisfaire les critères de l’ITRS, soit contrôler la transition résistive non-volatile sur 100 000 cycles minimum. <br />

lever les verrous technologiques pour satisfaire les critères définis par l’ITRS

3 tâches principales ont été définies <br />Tâche 1 : optimisation de la qualité des couches minces et procédé; <br />Tâche 2 : Miniaturisation des contacts; <br />Tâche 3 : Contrôle de la transition résistive <br />

Mise au point du dépôt en plasma réactif et suppression de l’étape d’enrichissement en soufre;

développement d'une configuration «crossbar« jusqu’à une taille de plot de 100 nm à la PTA Grenoble avec électrodes Au;

- Effet d’échelle démontré pour des tailles latérales d’électrodes
de 50 µm à 500 nm : gain sur le rapport Ron/Roff
de quelques % à 10000% respectivement (>> objectif ITRS = 1000%)

- Temps de rétention extrapolé à 10 ans à température ambiante (objectif ITRS)
- Ecriture obtenue avec des pulses de 50 ns et effacement 100 ns

Définition d’un nouveau design de substrats avec des lignes en Mo, encapsulées dans du SiO2 par APCVD, pour des tailles de vias: 2µm / 1.25µm / 800 nm / 500 nm.

2 articles:
E. Souchier, MP Besland et al. Thin Solid Films, 533, 55 (2013)
J. Tranchant et al. Thin Solid Films 533, 61 (2013)

1 brevet

9 communications orales, dont 8 internationales

Depuis quelques années, les grands groupes industriels du domaine des mémoires non volatiles sont en quête d’innovation pour remplacer la technologie actuelle des mémoires Flash qui commence à atteindre ses limites physiques en termes de réduction de taille. Dans ce cadre, plusieurs technologies émergentes ont vu le jour dont les mémoires à transitions résistives (RRAM ou Memristors).
Récemment nous avons découvert un nouveau type de transition résistive réversible et non volatile dans les isolants de Mott AM4X8. Nos travaux montrent qu’il est possible de déposer ces matériaux en couche mince et d’y retrouver la propriété de transition résistive. Ces résultats qui ont déjà fait l’objet du dépôt de 2 brevets, jettent donc les premières bases d’une nouvelle classe de mémoires non-volatiles, les Mott-RRAM. Dans ce contexte, le projet « Mott-RAM » présenté par l’Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN-UMR 6502) en association avec la cellule de valorisation FIST, propose d’évaluer le potentiel d’innovation de ce nouveau type de mémoire non-volatile RRAM. Il a pour ambition de proposer une technologie alternative originale à la technologie Flash. Pour cela, le projet « Mott-RAM » a deux objectifs :
•Réaliser le premier démonstrateur miniaturisé d’une nouvelle classe de mémoire RRAM à base d’isolant de Mott AM4X8.
•Maîtriser sur ce dispositif le nouveau type de transition résistive des isolants de Mott AM4X8.
Le projet « Mott-RAM » porté par M.-P. Besland de l’IMN devrait ainsi permettre de démontrer l’intérêt du nouveau type de transition résistive des AM4X8 pour une future industrialisation dans des mémoires de type RRAM.

Coordinateur du projet

Madame Marie-Paule BESLAND (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE BRETAGNE ET PAYS- DE-LA-LOIRE) – marie-paule.besland@cnrs-imn.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS-IMN CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE BRETAGNE ET PAYS- DE-LA-LOIRE

Aide de l'ANR 231 400 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2012 - 24 Mois

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