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Post Doctorat ( H/F) : Développement de procédés PEALD assistée par bombardement ionique pour la fabrication de mémoires ferroélectriques à base de HfO2.

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR5129-MARCLO-018
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : mardi 5 mai 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 septembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2648.79 à 3054.06€ bruts mensuels
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Les mémoires ferroélectriques FeRAM sont généralement des capacités Métal/ Isolant-Métal (MIM) intégrant comme isolant un matériau ferroélectrique. Lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique, ces matériaux ont la particularité de présenter une modification stable de leur polarisation générée par l'alignement des moments dipolaires liés à leur structure cristalline. Les mémoires FeRAM présentent des caractéristiques exceptionnelles en terme de non-volatibilité, d'endurance, de vitesse de lecture / écriture, de consommation énergétique, et d'immunité aux radiations. Néanmoins, en raison des difficultés liées à leur miniaturisation et à la mise en œuvre relativement complexe des matériaux ferroélectriques (pérovskite à base d'oxyde SBT (SrBi2Ta2O9), PZT (PbZr1−xTixO3)), les mémoires FeRAM tardent à s'imposer face aux technologies concurrentes, de type EEPROM ou Flash. Les mémoires FeRAM à base de matériaux ferroélectriques inorganiques (pérovskite) intégrés dans les technologies silicium restent actuellement confinées dans des produits de niche, tels que certains microcontrôleurs sécuritaires ultra base consommation.
Récemment, les chercheurs du LTM ont développé un procédé original de dépôt par Atomic Layer Deposition (ALD) assistée par plasma (Plasma Enhanced ALD), qui tire profit des ions énergétiques issus du plasma par l'intermédiaire d'une polarisation RF subsidiaire à celle générant le plasma lui-même. Les couches minces élaborées par ce procédé montrent que les propriétés microstructurales et physicochimiques des matériaux peuvent être modulées en ajustant avec précision la dose et l'énergie de ce flux d'ions incidents au cours de la croissance.
Le travail proposé s'inscrit dans le cadre d'un projet européen dont l'un des objectifs est l'étude des mémoires ferroélectriques et qui rassemble plusieurs industriels et centres de recherche dans le domaine de la microélectronique en Europe. L'objectif de ce travail consiste à étudier la possibilité de fabriquer des couches minces ferroélectriques à base de HfO2, en développant le procédé par PE-ALD sous assistance de bombardement ionique. Les conditions expérimentales de fabrication seront optimisées et définies au regard des propriétés électriques visées. Les couches minces optimisées seront intégrées dans des cellules mémoires de type MIM, dont les performances recherchées sont un faible courant de fuite pour augmenter le temps de rétention, une forte polarisation diélectrique rémanente pour faciliter la lecture de la mémoire et une endurance > 1012 cycles au moins. Des premières analyses obtenues sur des structures MIM élaborées par notre procédé ALD ont montré des résultats encourageants avec des performances supérieures à l'état de l'art des couches de HfO2 ferroélectrique.

Activités

- Développement et optimisation de procédés ALD et PEALD
- Suivi in situ par ellipsométrie et OES
- Caractérisations ex situ par XPS, ellipsométrie, XRR, GIXRD, 4 pointes, PUND, C(V) et I(V)
- Travail en salle blanche

Compétences

Le profil recherché est le suivant :
- Le candidat doit être titulaire d'un doctorat en chimie du solide, physique ou science des matériaux.
- Le candidat doit posséder une expérience en élaboration de couches nanométriques ou couches minces par procédés ALD ou plasma.
- Le candidat doit avoir une expertise en caractérisation des matériaux et des interfaces (ellipsométrie, XPS…).
- Une première expérience de travail en salle blanche sera appréciée.
- Bonnes capacités relationnelles (interactions nombreuses à prévoir avec les membres de l'équipe travaillant sur la fabrication des dispositifs et sur les caractérisations électriques).
- Capacités à communiquer efficacement de manière écrite et verbale, en français et en anglais (nombreux rapports et communications en anglais dans le cadre du projet européen).

Contexte de travail

Ce travail sera effectué dans les salles blanches du LTM.
Le LTM est une unité mixte de recherche CNRS/Université Grenoble Alpes, comportant 4 équipes de recherche et compte environ 90 personnes. Le laboratoire est situé le site du CEA-LETI à Grenoble.
Ce travail se fera au sein de l'équipe matériaux. Le candidat travaillera avec Marceline Bonvalot et Ahmad Bsiesy au sein du LTM.

Contraintes et risques

Le travail se fera essentiellement en salle blanche.

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