Soutenance de thèse : Maxime Plourde

Soutenance d'une thèse de doctorat de l’Université de Lyon en cotutelle internationale entre l’Université de Sherbrooke (Sherbrooke, Canada) et l’INSA Lyon (Villeurbanne, France)

Doctorant : Maxime Plourde

Laboratoire INSA : INL

Ecole doctorale : ED160 : Electronique, Electrotechnique, Automatique

Avec les limites de miniaturisation et les contraintes de fabrications, le développement de mémoires non-volatile conventionnel comme les mémoires de type FLASH est de plus en plus complexe et coûteux. Ces mémoires sont basées sur des transistors dont la réduction des dimensions représente des défis technologiques et économiques considérables. De plus, leurs intégrations en 3D nécessitent la fabrication de via traversant le silicium, ce qui est un processus coûteux et complexe. Pour continuer d’augmenter les performances tout en réduisant le coût des puces électroniques, les fabricants utilisent de nouvelles approches technologiques et explorent de nouveaux paradigmes dans l’industrie de la microélectronique. L’intégration 3D monolithique est une de ces nouvelles approches. Des mémoires de nouvelle génération (RRAMs et PCRAMs) sont par exemple développées pour être intégrées en 3D sous forme de matrice croisée dans les niveaux d’interconnexions métalliques des puces CMOS. Cependant, cette architecture de mémoires engendre des problèmes de courant de fuite nécessitant l’ajout de dispositif d’accès, appelé sélecteur, en série avec chaque point mémoire pour diminuer les courants de fuite. Dans ce contexte, le but de ce travail de thèse est de simuler, de concevoir et de fabriquer des sélecteurs non linéaires. Les simulations de mécanisme de conduction du courant tunnel ont permis de développer une méthode d’optimisation des performances théoriques ce qui a permis la conception de sélecteur monocouche et bicouche pouvant être utilisée avec des mémoires PCRAM. La fabrication de sélecteur à base de TiO2/TaOx, compatible avec les techniques de fabrication industrielle, a été réalisé et les caractérisations électriques en température ont permis de comprendre les principaux mécanismes de conduction dominant dans ce type de dispositifs. Des densités de courant > 1x104 A/CM2 à 2V ont été mesurées ce qui est compatible avec l’opération des mémoires RRAM de faible puissance.