Dépôt De Matériaux À Changement De Phase Par PE-MOCVD À Injection Liquide Pulsée Pour Des Applications Mémoires PCRAM Manuela Aoukar
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Dépôt de matériaux à changement de phase par PE-MOCVD à injection liquide pulsée pour des applications mémoires PCRAM Manuela Aoukar To cite this version: Manuela Aoukar. Dépôt de matériaux à changement de phase par PE-MOCVD à injection liquide pulsée pour des applications mémoires PCRAM. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Uni- versité Grenoble Alpes, 2015. Français. NNT : 2015GREAT075. tel-01237268 HAL Id: tel-01237268 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01237268 Submitted on 3 Dec 2015 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ GRENOBLE ALPES Spécialité : Nano-Electronique et Nano-Technologies Arrêté ministériel : 7 août 2006 Présentée par Manuela AOUKAR Thèse dirigée par Christophe VALLÉE et codirigée par Pierre NOÉ préparée au sein du Laboratoire des Technologies de la Microélectronique dans l'École Doctorale Electronique, Electrotechnique, Automatisme et Traitement du Signal Dépôt de matériaux à changement de phase par PE- MOCVD à injection liquide pulsée pour des applications mémoires PCRAM Thèse soutenue publiquement le 22 septembre 2015, devant le jury composé de : Mme Françoise HIPPERT Professeur des Universités, Université Grenoble Alpes, Président Mme Agnès GRANIER Directeur de Recherche, IMN – Nantes, Rapporteur M. Patrice RAYNAUD Directeur de Recherche, Laplace – Toulouse, Rapporteur M. Philippe BOIVIN Ingénieur de Recherche, STMicroelectronics Rousset, Examinateur M. Pierre NOÉ Ingénieur de Recherche, CEA – LETI, Co-encadrant de thèse M. Christophe VALLÉE Professeur des Universités, Université Grenoble Alpes, Directeur de thèse A ma famille, A mon JenJen !! Remerciements Le travail de synthèse que nécessite la rédaction d’une thèse est difficile, mais { présent que je me retrouve face à mes remerciements, je me sens toute aussi impuissante. Mes premiers remerciements vont à mon « Chef », mon directeur de thèse M. Christophe Vallée. Je te remercie Christophe pour ton soutien dans les moments clés, tes conseils, tes nombreuses idées qui m’ont permis d’enrichir mon travail de thèse, ton dynamisme et ta disponibilité malgré un emploi de temps surchargé par tes nombreuses activités. Merci aussi de m’avoir permis de voyager { San Francisco où tu étais un véritable guide touristique !! Je sais que tu es déçu de ne pas être encore invité à mon mariage au Liban mais promis tu seras parmi les premiers invités dès que j’aurai cette fameuse date !! Le remerciement suivant revient à mon co-encadrant de thèse, M. Pierre Noé qui a toujours mis à ma disposition tous les moyens nécessaires au bon déroulement de ma thèse. Un grand merci pour ton soutien, la qualité de tes conseils, toutes les discussions scientifiques ainsi que les relectures qui m’ont permis d’améliorer la qualité de mes travaux. Je souhaite remercier ensuite mes deux rapporteurs Mme Agnès Granier et Mr Patrice Raynaud pour le temps qu’ils ont accordé { la lecture de cette thèse et { l’élaboration de leur rapport. Je remercie également, Mme Françoise Hippert et Mr Philippe Boivin d’avoir accepté de faire partie de mon jury de thèse et d’avoir examiné mon travail. Je tiens aussi à remercier M. Olivier Joubert et Mme Jumana Boussey, directeur et directrice adjointe du LTM, pour m’avoir accueilli dans leur laboratoire. Je remercie également tous les permanents du LTM en particulier ceux de l’équipe matériaux : Thierry B., Bassem, Patrice, Martin, Laurence, Ahmad, Franck, Bernard, Mika, Jérémy, Thierry L. et Jean Raoul. Un grand merci à Pierre David Szkutnik pour son aide, ses conseils ainsi que pour les longues discussions autour de notre chère AltaCVD mais aussi au téléphone !! C’était vraiment un grand plaisir de travailler avec toi PDS. Merci encore une fois !! Un grand merci aussi à Dominique Jourde, notre expert de maintenance !! Merci pour ta gentillesse et d’être toujours disponible pour remédier la machine ;) !! Je souhaite remercier aussi toutes les personnes au LCM et au SDEP pour leur gentillesse ainsi que pour leurs conseils et leur aide. Merci à Véronique Sousa (c’était un réel plaisir de discuter avec toi les matins lorsqu’on se croisait dans le tram), Luca Perniola, Carine Jahan, Alain Persico, Rémy Gassilloud, Anne Roule, Chiara Sabbione, Guillaume Veux, Mathieu Bernard. Un grand merci à Gabriele pour les heures passées devant son pc pour créer les lots électriques PCM CVD sous Eyelit, pour le suivi de ces lots étape par étape et pour toutes les discussions sur les résultats électriques obtenus. Enfin, je souhaite remercier mes compagnons de route : les thésards. Un grand merci à Cédric, Salomé, Romain F., Pauline, Priyanka, et les futurs docteurs du LTM : John, Virginie, Romain C., Mathilde, Mouawad et Reynald. Merci pour toutes les pauses café, les sorties bar durant lesquelles nous avons partagé les bonnes et mauvaises nouvelles. Tous ces moments ont rendu ces trois années plus agréables. Merci aussi { Maxime d’avoir supporté tous mes appels téléphoniques au 83615. Merci à Philippe, mon successeur, bon courage pour la suite et ne stresse pas trop tu vas faire une très bonne thèse, j’en suis sûre . Merci à Laurent, Melek, Mohamad, Fares, Ahmad et Tarik pour les longues discussions dans mon bureau, je vous souhaite tous une bonne continuation. Pour finir, j’ai quelques remerciements plus personnels { formuler, { ma famille tout d’abord. Un très grand merci { mes parents que j’admire, qui sans leur soutien et leur confiance, je n’aurais pas pu accompli tout ce travail. Merci encore d’être venu { ma soutenance et de me partager ces moments inoubliables. Merci aussi à mes très chères sœurs Célestina et Graziela et mon handsome bro Doumith qui malgré les distances qui nous séparent étaient pour moi un grand support. Je vous aime fort. Merci à tous mes amis libanais, franco-libanais et français au Liban et en France. Merci à toi Jess pour toutes les pauses entre midi et deux (friends that buy you food are friends for ever lol), les relectures, le dossier M sur ton bureau et pour tout le soutien ces 3 dernières années mais surtout pendant les longs mois de rédaction. Courage plus qu’un mois futur docteur. Merci à Jihane, la personne avec qui je partage tous mes petits secrets, merci de me partager des moments très difficiles. Zouzou ces 3 années de thèse et { Grenoble m’ont permis de te connaitre, un VRAI ami malgré tes petits défauts que je ne vais pas quand même publier mais tu sais de quoi je parle ;) !! Merci à Mira, Betta, Mr et Mme Abou diwan, je suis vraiment chanceuse d’avoir des amis comme vous. Merci à Joe et Charboul, bon courage et bonne chance pour vous deux dans votre « Amercian Dream ». Un grand merci à Mylène, notre organisatrice de première, merci pour ton soutien mais aussi pour toutes les soirées et les sorties qui me font oublier les milliers de km qui me séparent du Liban. Merci à Pauline, Chady et tous les amis que j’ai connu { Grenoble et qui sont pour moi une deuxième famille !! Sans oublier mes meilleurs amies Mona et Sally qui me suivent depuis longtemps maintenant et qui méritent plus d’une ligne de remerciement. Merci pour tout, nos longues discussions me manquent vraiment !! Une autre amie m’est très chère, ma belle sœur « to be » Josiane qui m’écoute, me comprend et essaye toujours de me relever le moral quand ça ne va pas. Un grand merci et bonne chance dans ta nouvelle aventure. Mes derniers remerciements vont à mon amour, mon ami, mon JenJen !! Un Giga merci pour ton amour, ton soutien quotidien, tes encouragements et pour ta patience. Merci d’être toujours { mes côtés, sans toi l’achèvement de ce travail aurait été beaucoup plus dur. Je t’aime très fort Habibi !!! Manuela AOUKAR Mon PC ne RAME plus avec les PCRAM !!! Table des matières Introduction Générale ........................................................................................................................................ 1 Chapitre 1 : Les mémoires à changement de phase : principe, applications et limitations, procédés de dépôt ...... 4 I- Contexte ................................................................................................................................................................. 4 I.1- La technologie des mémoires Flash : principe de fonctionnement et limitations ......................................... 4 I.2- Les mémoires non volatiles émergentes ....................................................................................................... 5 I.2.1- Les mémoires ferroélectriques ............................................................................................................... 6 I.2.2- Les mémoires magnétiques MRAM........................................................................................................ 8 I.2.3- Les mémoires résistives RRAM ............................................................................................................... 9 II- Technologie des mémoires à changement de phase .......................................................................................... 12 II.1- Fonctionnement d’une