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Mécanismes de cristallisation dans les matériaux à changement de phase pour les applications mémoires avancées embarquées: influence des éléments d'alliages et des couches diélectriques H/F - M/F

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

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Informations générales

Référence : UMR7334-DELSTU-028
Lieu de travail : MARSEILLE 13
Date de publication : mercredi 2 septembre 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 11 mois
Date d'embauche prévue : 1 novembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2728.25 et 3881.28 bruts mensuels selon expéreinces
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

La personne recrutée étudiera la cristallisation des couches d'alliage GST avec diverses compositions et capping fournies par STMicroelectronics. Pour chaque empilement défini, la nucléation et la croissance des phases cristallines, la transition de phase ainsi que les phénomènes de ségrégation et de diffusion, y compris le rôle des interfaces, seront suivis. Les propriétés physiques (structurales, optiques et électriques) seront caractérisées in situ (c'est-à-dire pendant le recuit thermique) en utilisant un panel de plusieurs techniques originales, déjà utilisées au laboratoire IM2NP : spectroscopie de masse sous UHV, ellipsométrie spectroscopique, ainsi que des mesures couplées de diffraction des rayons X, de réflectivité des rayons X et de résistivité 4 pointes7,8. Les résultats seront également comparés à d'autres mesures ex et in situ (TEM, Atom Probe Tomography, nanoSIMS) effectuées par d'autres partenaires dans le cadre du même projet.
Ces travaux seront réalisés en partenariat étroit avec STMicroelectronics.

Activités

- mesures in situ XRD, XRR et Rs
- mesures in situ ellipsométrie
- mesures de désorption sous ultra vide
- analyses et synthèse des résultats

Compétences

Le candidat idéal est titulaire d'un doctorat en sciences des matériaux (ou équivalent), possède une solide formation en physique, de bonnes compétences en communication et maîtrise l'anglais écrit et parlé. Des connaissances en diffusion des rayons X, diffraction des rayons X, réflectivité des rayons X, ellipsométrie, PCM, et des compétences en programmation seront très appréciées.

Contexte de travail

Les mémoires à changement de phase (PCRAM) sont parmi les mémoires émergentes non volatiles (NVM) les plus matures: elles permettent le stockage de données à une vitesse de programmation élevée avec une endurance accrue par rapport à la technologie Flash actuelle1,2, comme l'a récemment démontré INTEL avec l'OPTANETM 2,3. Les PCRAM sont basées sur la transition ultrarapide (<10 ns)4 et réversible entre les états amorphe et cristallin des matériaux à changement de phase (PCM) initialement utilisés pour le stockage optique de données5. Les données sont stockées grâce au contraste de résistivité électrique élevé entre ces deux phases structurales des PCM, la phase cristalline ayant un état de faible résistance, et la phase amorphe un état de haute résistance6. Les états amorphe et cristallin des PCM présentent également des propriétés optiques très différentes et sont suffisamment stables pour être utilisés comme états 0 et 1 dans les mémoires non volatiles. Le matériau PCM le plus prometteur pour les NVM est le chalcogénure GexSbyTez (GST) utilisé par STMicroelectronics pour les applications automobiles embarquées, nécessitant une grande stabilité aux variations de température. Cependant, des problèmes critiques survenant à l'échelle nanométrique nécessitent des études de matériaux plus approfondies concernant le rôle des interfaces (nitrure, diélectrique, etc...), la composition de l'alliage (séparation de phases, précipitation, ségrégation, etc...), l'effet des éléments d'alliage dopants et l'impact de ces problèmes sur la cinétique de cristallisation (nucléation et croissance). Ce travail vise à étudier de près les chalcogénures optimisés (typiquement des GST avec diverses compositions de dopage) intégrés dans les cellules de mémoire de STMicrolectronics, et les effets de diverses couches de recouvrement (nitrure, diélectrique) pendant le processus de cristallisation et les traitements post-recuit.

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