Hopping et Tunnelling assisté par pièges dans les mémoires non volatile à base d’oxyde métallique

Soutenance de thèse de Nazim AIT ABDELKADER, pour une thèse de doctorat de l'Université Grenoble Alpes, spécialité  " NANO ELECTRONIQUE et NANO TECHNOLOGIES "

Résumé :
Les ReRAM, en particulier l'OxRAM, sont reconnues comme des technologies essentielles pour les applications émergentes en raison de leur haute densité, de leur accès rapide, de leur endurance et de leur intégration dans le back-end-of-line. Toutefois, les modèles régissant le mécanisme de conduction dans les OxRAM ont suscité de nombreux débats au cours des quinze dernières années. Cette thèse présente un nouveau formalisme qui implique la résolution des niveaux de Fermi des pièges pour assurer un courant constant entre eux. Ce formalisme a permis d'explorer deux modèles de courant sans recourir à des approches d'identification du chemin le plus conducteur. Un modèle généralisé de Tsu-Esaki, basé sur une conduction entre un continuum d'états, a été exposé mais n'a cependant pas été en mesure de reproduire de manière précise le comportement électrique dans les deux états de résistance de l'OxRAM. En revanche, un deuxième modèle basé sur l'équation de Miller et Abrahams, impliquant une conduction entre états liés, a démontré sa capacité à fournir un excellent ajustement aux données expérimentales, tout en utilisant un nombre de pièges beaucoup plus raisonnable par rapport aux approches existantes. Des énergies d'activation thermique ont également été calculées pour étudier la possibilité d'identifier ces mécanismes de manière expérimentale. Enfin, une partie expérimentale a été intégrée à cette thèse, consistant en une tentative de caractérisation électrique en fonction de la température afin d'identifier le ou les mecanismes de conduction dans une OxRAM.