Hard du Hard • Technologies de Mémoires — partie 2/3

L'OxRam : le challenger européen

Pour contourner les écueils de la PRAM, on a développé l'OxRAM, pour l'oxyde qui lui sert de cellule mémoire. Tout comme la PCRAM, l'OxRAM va utiliser les états de matière locaux d'un oxyde métallique pour stocker l'information. Mais ici, plutôt que devoir chauffer, on va utiliser la réorganisation du matériau sous l'effet d'une tension importante pour faire passer cet état de 0 à 1 et de 1 à 0. Les alliages d'oxydes mécaniques isolants, souvent l'oxyde d'hafnium de titane ou de tantale, parfois additionné de silicium, sont intercalés entre deux électrodes en titane. On parle ici de couches très minces.

Une coupe MEB de cellule OxRAM colorisée par analyse spectroscopique (non, ce n'est pas sal)

La première fois qu'on applique une tension un peu élevée entre les deux électrodes, on va faire claquer l'oxyde métallique. Le passage entre les deux électrodes va devenir conducteur. Lorsque l'oxyde métallique claque, les ions oxygène sont attirés par l'électrode polarisée en déficit d'électrons. Il ne reste que les atomes de métal conducteur sur le chemin électrique. On appelle ça le forming. Quand on va polariser à l'inverse à la tension d'opération, on va expulser les ions oxygène de l'électrode, qui vont revenir oxyder le chemin électrique : la résistance sera élevée. Et quand on reviendra polariser dans le même sens que pour le forming, mais à tension bien plus basse, on pourra à nouveau vider d'oxygène le chemin électrique : la résistance sera faible. Ça donnera une courbe courant-tension de ce genre, avec ici le filament forming autour de 3V, et le filament rupture entre -2 et -4V.

Le fonctionnement d’une cellule OxRAM

Mais encore une fois, ça reste une technique assez bourrine, qui limite encore pour le moment le nombre d'écritures de la cellule, comme pour une ROM. L'OxRAM n'est pas encore assez fiable pour être commercialisée, mais a déjà des caractéristiques très intéressantes : densité élevée, facile à intégrer sur un procédé CMOS. Il y a 2 ans, le CEA-LETI était prêt à commencer le transfert technologique de cellule OxRAM-CMOS. On peut espérer des produits commerciaux assez vite.