Modélisation et caractérisation de la variablité et de la fiabilité des cellules mémoires OxRAM

Malgré l'hégémonie actuelle de la technologie Flash pour le stockage de données, de nouvelles architectures de composants mémoires sont récemment entrées en production. Ainsi, ST Microelectronics commercialise actuellement un microcontrôleur à base de mémoires à changement de phase (PCM), tandis qu'Intel et Samsung produisent actuellement des composants à base de mémoires magnétiques (SST-MRAM). Dans ce contexte de diversification des architectures, les cellules mémoires OxRAM, basées sur le claquage réversible d'une couche de HfO2, font l'objet de nombreuses recherches qui ont d'ores et déjà démontré l'excellentes performances de ces mémoires en termes de rétention, d'endurance, de fenêtre de programmation, de réduction des dimensions, de facilité de fabrication, de compatibilité avec le back-end et de temps de programmation. Ces temps d'écritures et d'effacements pouvant être inférieurs à la nanoseconde, les mémoires non volatiles OxRAM pourraient de plus concurrencer certaines applications en tant que mémoires vives. Cependant, un frein majeur bloque leurs développements industriels : il s'agit de leur variabilité. En effet, les caractéristiques de ces composants sont non seulement très variables entre composants, mais également entre chaque cycle de programmation. Par ailleurs, les mécanismes gouvernants leur fiabilité ne sont pas compris, et de récents résultats obtenus par le CEA-LETI et l'IMEP-LAHC tendent à démontrer une proximité entre la nature statistique de leurs caractéristiques et de leurs durées de vie.