Fabrication d'une mémoire en utilisant des origamis d'ADN

Crafting a memory by using DNA origamis

• Auteur / Autrice : Nicolas Triomphe
• Direction : Raluca Tiron
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nano électronique et Nano technologies
• Date : Inscription en doctorat le 28/02/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI)

Mots clés

Mots clés libres

Auto-assemblage d'ADN

Nanotechnologie ADN

Microélectronique

Lithographie

Origamis ADN

DNA nanotechnology

DNA self-assembly

Microelectronics

Lithography

DNA origamis

Résumé

Cadre et contexte: Les technologies de l'information de demain vont avoir besoin de structures de plus en plus complexes qui, dans une démarche logique de miniaturisation, combinent à la fois la haute résolution, la haute densité ainsi que le design complexe (formes arrondies, empilement 3D, etc.). Dans ce contexte et pour répondre aux futures exigences des technologies, des nouvelles techniques de nano-structuration devront être envisagées. De par son gabarit nanométrique (diamètre de 2 nm), sa propension à l'auto-assemblage, sa diversité structurale et les possibilités de fonctionnalisation, l'ADN constitue une brique de choix. Il offre notamment la possibilité de réaliser des architectures en 2D et en 3D, définies au nanomètre près. Travail demandé : cette thèse a pour objectif de démontrer la faisabilité de réseaux 2D de nanostructures en utilisant un masque en ADN. Des nouveaux origamis seront réalisés en visant une résolution ultime de quelques nanomètres, une densité de motifs compatible avec des applications microélectroniques, mais aussi un contrôle nanométrique de l'alignement, en se basant sur les propriétés d'auto-assemblage de l'ADN. La partie technologique sera focalisée sur l'implémentation de ces structures sur plaque de silicium, en utilisant des procédés compatibles avec l'environnement salle blanche du Leti, afin de réaliser un démonstrateur morphologique. Le démonstrateur final sera une mémoire ferro-électrique.

In nanotechnology in general and semiconductor industry in particular, there is an ever increasing need for smaller and more complex features at an ever lower cost. Some examples of applications are sub-10 nm features for creation of FinFETs, lateral (horizontal) and vertical gate-all around nanowires, single electron transistors and advanced non-volatile memories (STT-RAM, MRAM, OxRAM, etc.). To address the challenge of patterning at sub-10 nm features novel patterning approaches must be envisioned. DNA (deoxyribonucleic acid), by virtue of its inherent small diameter (2 nm), tendency to self-organize into various different morphologies and its possibilities for functionalization, offers the possibility to realize both two- and three dimensional structures at nanometer scale. The goal of this PhD work is to demonstrate the feasibility of nanostructuring the surface of a substrate using DNA origami as a mask, with an ultimate resolution of a few nanometer and with a density that is above the current state of the art in semiconductor industry. The focus of the thesis will lie on ever more complex features, while ensuring long-range order by conventional lithography guide patterns. The targeted demonstrator consists of manufacturing a 2D contact hole pattern for ferro-electric memories using DNA origami self-assembly.