Study of hybrid redox molecules/silicon devices for memory applications

• Auteur / Autrice : Tiziana Pro
• Direction : Gérard Ghibaudo, Barbara De Salvo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium

Électronique moléculaire

Nanoélectronique

Résumé

La diminution d'échelle des technologies de silicium rencontre des limitations physiques à partir du noeud 32 nm et au-delà. Différentes solutions ont été proposées pour le court terme (noeud 32 nm) et le long terme (noeud 22 nm et plus petit). A mesure que les dimensions atteignent l'échelle du nanomètre, le développement de concepts plus radicaux est considéré comme nécessaire. L'électronique moléculaire semble une voie prometteuse pour la mise en place de systèmes de taille nanométrique. Dans le travail de cette thèse, une équivalent moléculaire d'une mémoire à semi-conducteur à grille flottante a été développé, en utilisant des molécules rédox (ferrocène et Porphyrine) greffes sur Silicium. Les données expérimentales sur des dispositifs électriques ont été compares au résultats de la modélisation électrique et de simulations quantique, ainsi que aux analyses de surface afin d'obtenir un meilleure compréhension des phénomènes physiques de systèmes silicium/molécules redox.

The scaling of memory silicon technology, start to encounter physical and technicallimitations in view of the 32 nm node and beyond. Different solutions have been proposed in order to address bath short term (32 nm node) and long term applications ( 22 nm node and smaller). As dimensions scale w/thin the nanometer range, the development of highly disruptive concepts is commonly considered necessary. Among the various innovations proposed, molecular electronics is cons/dered as being a promising way for building up nano sized systems. Ln this PhD work, we tried to develop a molecular equivalent for conventionalsemiconductor floating-gate memory devices, using redox molecules (Ferrocene and Porphyrin) grafted on the Silicon surface. Results from electric tests on devices were compared with electric modelling, surface analyses and quantum modelling in order to get a better insight of physical phenomena of silicon/redox molecules systems.