Etude et développement de points mémoires résistifs polymères pour les architectures Cross-Bar

Development and Study of Organic Polymer Resistive Memories For Crossbar Architectures

• Auteur / Autrice : Micaël Charbonneau
• Direction : Gérard Ghibaudo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 19/01/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire des micro et nanotechnologies (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Jea-Gun Park
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gian Franco Cerofolini, Julien Buckley, Raluca Tiron, Barbara De Salvo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : George Malliaras, Dominique Vuillaume

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes microélectromécaniques

Mémoires non-volatiles à accès sélectif

Mots clés libres

Microélectronique

Mémoires Non-Volatiles

Mémoire Résistive

Electronique organique

Architecture Crossbar

PMMA

Fullerène

Nano-composites

Caractérisation physico-chimique des composites organiques

Fabrication de dispositifs

Intégration CMOS

MIS

MIM

Caractérisation électrique

Analyse de performances Mémoire

Microelectronic

Non-volatile Memories

Resistive Memory

Organic electronic

Crossbar architecture

PMMA

Fullerene

Nano-composite

Physical and chemical characterization of organic composite

Device fabrication

CMOS Integration

MIS

MIM

Electrical Characterization

Memory Performance Analysis

Résumé

Ces dix dernières années, les technologies de stockage non-volatile Flash ont joué un rôle majeur dans le développement des appareils électroniques mobiles et multimedia (MP3, Smartphone, clés USB, ordinateurs ultraportables…). Afin d’améliorer davantage les performances, augmenter les capacités et diminuer les coûts de fabrication, de nouvelles solutions technologiques sont aujourd’hui étudiées pour pouvoir compléter ou remplacer la technologie Flash. Citées par l’ITRS, les mémoires résistives polymères présentent des caractéristiques très prometteuses : procédés de fabrication à faible coût et possibilité d’intégration haute densité au dessus des niveaux d’interconnexions CMOS ou sur substrat souple. Ce travail de thèse a été consacré au développement et à l'étude des mémoires résistifs organiques à base de polymère de poly-méthyl-méthacrylate (PMMA) et de molécules de fullerènes (C60). Trois axes de recherche ont été menés en parallèle: le développement et la caractérisation physico-chimique de matériaux composites, l’intégration du matériau organique dans des structures de test spécifiques et la caractérisation détaillée du fonctionnement électrique des dispositifs et des performances mémoires.

Over the past decade, non-volatile Flash storage technologies have played a major role in the development of mobile electronics and multimedia (MP3, Smartphone, USB, ultraportable computers ...). To further enhance performances, increase the capacity and reduce manufacturing costs, new technological solutions are now studied to provide complementary solutions or replace Flash technology. Cited by ITRS, the polymer resistive memories present very promising characteristics: low cost processing and ability for integration at high densities above CMOS interconnections or on flexible substrate. This PhD specifically focused on the development and study of composite material made of Poly-Methyl-Methacrylate (PMMA) polymer resist doped with C60 fullerene molecules. Studies were carried out on three different axes in parallel: Composite materials development & characterization, integration of the organic material in specific test structure and advanced devices and finally detailed electrical characterization of memory cells and performances analysis.