Etude d'un point mémoire MRAM : caractérisations et définitions d'architectures mémoires

Study of MRAM memory point : caracterisations and definitions of MRAM architectures

• Auteur / Autrice : Cédric Maufront
• Direction : Claude Chappert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Circuit démonstrateur

Couplage bipolaire

Electro-migration haute fréquence

Antiferromagnétiques synthétiques

Ecriture précessionnelle

Résumé

L'avènement des applications digitales grand public a généré une demande croissante pour des mémoires peu chères, de grande capacité et rapides. Dans ce contexte, les mémoires magnéto-résistives à accès aléatoire (MRAM) montrent un fort potentiel. Elles combinent à la fois la non-volatilité, l'insensibilité aux radiations, une cyclabilité quasi-infinie et des vitesses compatibles avec les processeurs actuels. En réunissant les qualités des mémoires traditionnelles (Flash, DRAM, SRAM), elles concourent au titre de ''mémoire universelle''. Elles pourraient notamment remplacer sur une même puce tous les types de mémoires dont on a besoin sans la nécessité d'utiliser plusieurs technologies différentes. Cependant leur miniaturisation soulève de sérieuses difficultés. L'objet de ma thèse a été d'identifier les problèmes correspondants, de vérifier qu'il était possible d'intégrer des matériaux magnétiques dans une filière CMOS standard, et de proposer des solutions innovantes.

The recent development of consumer digital applications has created a growing demand for cheap, high capacity and fast non volatile memories. In that context, the magneto-resistive random access memory (MRAM) holds the potential to replace any existing technology (Flash, DRAM, SRAM), in line to become a “universal'' memory. Indeed MRAM are non-volatile and insensitive to radiations, with quasi unlimited cyclability and clock frequencies close to those of actual CPUs. Embedded in a system on chip (SoC), they could replace all memories within one single technology. However, the MRAM scalability is known to be an issue. The goal of my PhD was to identify the key challenges arising from scalability, to check the feasibility of magnetic materials integration into an industrial CMOS demonstrator, and to propose innovative solutions.