Test et fiabilité des mémoires MRAM

Test and reliability of Magnetic RAM (MRAM) memories

• Auteur / Autrice : João Batista Seabra de Azevedo
• Direction : Serge Pravossoudovitch, Patrick Girard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes automatiques et microélectronique
• Date : Soutenance le 11/10/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Pravossoudovitch, Patrick Girard, Jean-Michel Portal, Olivier Sentieys, Ken Mackay, Arnaud Virazel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Michel Portal, Olivier Sentieys

Mots clés

Mots clés contrôlés

Magnétorésistance

Ordinateurs -- Fiabilité

Ordinateurs -- Mémoires à accès sélectif

Mots clés libres

Mram

Mémoires

Test

Fiabilité

Mram

Memories

Test

Reliability

Résumé

De nos jours, les mémoires occupent une grande superficie en silicium dans les System-on-Chip. Très largement utilisés, les mémoires Flash non volatiles présentent encore plusieurs inconvénients. Les MRAMs permettent de répondre à toutes les problématiques liées aux Flash. Cependant, elles sont sujettes à des défauts comme tout autre type de mémoire. Très peu de travaux portent sur le test de MRAM et la recherche effectuée dans ce domaine vise principalement la première génération de mémoires magnétiques. Dans ce travail, la physique derrière la modélisation MTJ est abordée. Cette compréhension est le point de départ pour développer un modèle fiable. Le MTJ est l'élément de base pour les technologies MRAM. L'injection de défauts résistif ouvert, résistif courts-circuits et capacitives ont été réalisées dans le but d'analyser les mécanismes de défaillance spécifiques de la TAS-MRAM. Un test du type march spécifique est proposé à l'aide des résultats d'analyses d'injection de défauts et de l'association de chaque mécanisme de défaillance à un modèle de défaut fonctionnel spécifique. L'évolution du TAS-MRAM est la MRAM à base MLU qui est également développée par Crocus Technology. Finalement, un modèle MLU-MTJ sera élaboré et discuté.

Memories occupy most of the silicon area in nowadays System-on-Chips. Though widely used, non-volatile Flash memories still have several drawbacks. MRAMs have the potential to mitigate almost all Flash related issues. However, they are prone to defects as any other kind of memory. Only few studies on MRAM testing can be found in the literature, and target mainly the first generation of Magnetic Memories.In this work the physics behind MTJ modeling is discussed in this work as this understanding is the starting point in order to develop a reliable model. MTJ is the basic building block of MRAMs. Moreover, Resistive-open, resistive-bridge and capacitive of defect injection are performedin order to analyze specific failure mechanisms of TAS-MRAMs. As result of defect injection analyses and the association of each failure mechanism to a specific functional fault model, a specific march test is proposed. The evolution of TAS-MRAMs is the MLU based MRAM also developed by Crocus Technology. Finally, a MLU-MTJ model will be developed and discussed.