Fabrication et développement de mémoires ferroélectriques à base de Hf0.5 Zr0.5O2 avec une approche damascène
- Date :
- Cet événement est passé.
- Type :
- Soutenance de thèse
- Lieu :
- Local P2-1002 de l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT)
Description :
Doctorant: Dorian Coffineau
Directeur de recherche: Dominique Drouin
Codirecteur de recherche: Andreas Ruediger
Président du jury: Serge Ecoffey
Résumé: Les techniques de fabrication ne permettent plus d'augmenter la densité des composants électriques sans impacter la puissance consommée. Cela pose des défis majeurs pour l'industrie des semi-conducteurs, notamment avec l'essor de l'intelligence artificielle. L'architecture traditionnelle de von Neumann se heurte au goulot d'étranglement de la mémoire, limitant la vitesse de calcul par le transfert incessant de données entre la mémoire et le processeur. Pour surmonter cette limitation, des architectures complémentaires sont nécessaires, notamment le calcul neuromorphique, inspiré du cerveau biologique, où les parties mémoire et calcul ne sont pas physiquement séparées. Cette approche repose sur l’utilisation de mémoires non-volatiles émergentes agencées sous forme de réseau crossbar. Les composants ferroélectriques offrent des perspectives prometteuses pour cette application. Parmi ces matériaux, le Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) émerge comme un candidat de choix en raison de sa compatibilité avec les technologies CMOS. Ce travail de thèse vise à établir une base pour la réalisation d'un réseau crossbar passif à base de HZO par le biais du procédé damascène. Pour cela, une recette de dépôt par couche atomique de HZO ferroélectrique a été développée. Puis des condensateurs avec une structure métal-ferroélectrique-métal ont été fabriqués en utilisant le procédé damascène et caractérisés électriquement. Enfin, l’impact de la réduction de l’épaisseur de la couche de HZO (de 9 à 5nm) sur les performances ferroélectriques a été étudié.
Doctorant: Dorian Coffineau
Directeur de recherche: Dominique Drouin
Codirecteur de recherche: Andreas Ruediger
Président du jury: Serge Ecoffey
Résumé: Les techniques de fabrication ne permettent plus d'augmenter la densité des composants électriques sans impacter la puissance consommée. Cela pose des défis majeurs pour l'industrie des semi-conducteurs, notamment avec l'essor de l'intelligence artificielle. L'architecture traditionnelle de von Neumann se heurte au goulot d'étranglement de la mémoire, limitant la vitesse de calcul par le transfert incessant de données entre la mémoire et le processeur. Pour surmonter cette limitation, des architectures complémentaires sont nécessaires, notamment le calcul neuromorphique, inspiré du cerveau biologique, où les parties mémoire et calcul ne sont pas physiquement séparées. Cette approche repose sur l’utilisation de mémoires non-volatiles émergentes agencées sous forme de réseau crossbar. Les composants ferroélectriques offrent des perspectives prometteuses pour cette application. Parmi ces matériaux, le Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) émerge comme un candidat de choix en raison de sa compatibilité avec les technologies CMOS. Ce travail de thèse vise à établir une base pour la réalisation d'un réseau crossbar passif à base de HZO par le biais du procédé damascène. Pour cela, une recette de dépôt par couche atomique de HZO ferroélectrique a été développée. Puis des condensateurs avec une structure métal-ferroélectrique-métal ont été fabriqués en utilisant le procédé damascène et caractérisés électriquement. Enfin, l’impact de la réduction de l’épaisseur de la couche de HZO (de 9 à 5nm) sur les performances ferroélectriques a été étudié.