Weebit utiliserait des technos du CEA pour ses ReRAM
Weebit Nano Ltd. a évolué quand à sa position sur l’utilisation d’oxyde de silicium « pur » comme base de sa technologie de RAM résistive non volatile.
L’oxyde de silicium est un matériau bien caractérisé. Son utilisation par Weebit a produit de bons résultats sur une gamme de paramètres. C’était également un point de différenciation par rapport aux autres développeurs de ReRAM non volatile qui se sont concentrés sur l’utilisation d’oxydes de métaux de transition ou de matériaux à changement de phase, tels que le verre chalcogénure.
Un porte-parole de l’entreprise a déclaré : « La technologie de Weebit a été fondée sur SiOx, mais au fil du temps, l’entreprise s’est développée pour utiliser d’autres matériaux et compositions adaptés aux fabs. Bien que nous ne partagions pas publiquement la recette spécifique – nous avons cessé de mentionner les matériaux spécifiques dans nos communications – l’accent de l’entreprise reste sur la facilité de fabrication avec des matériaux respectueux de l’environnement. C’était et continue d’être la pierre angulaire de l’entreprise.
La société a été lancée en 2014 sur la base des travaux du professeur James Tour de l’Université Rice. Le professeur Tour avait montré que des couches minces d’oxyde de silicium nanoporeux – un mélange de dioxyde de silicium et de monoxyde de silicium – pouvaient être utilisées pour commuter des états de résistance avec un rapport marche-arrêt élevé.
C’était un résultat quelque peu surprenant mais potentiellement utile car le dioxyde de silicium était utilisé comme couche isolante primaire dans les circuits intégrés depuis de nombreuses années. C’était donc le matériau fab-friendly par excellence.
« Petits ajustements »
Le porte-parole de Weebit a décrit les modifications apportées par Weebit comme « une modification mineure ». Le porte-parole a ajouté: « Weebit est toujours engagé à 100% dans les matériaux à base d’oxydes. Dans le cadre du développement de la technologie, la société s’est rendu compte que la modification de la composition afin qu’elle ne soit pas du SiOx pur apporte de meilleurs résultats. Nous préférons ne pas rendre publique la composition exacte car c’est considéré comme faisant partie de la sauce secrète. »
Le Leti et Weebit étendent leur partenariat dans les ReRAM
Il se pourrait que Weebit Nano ait adopté ou adapté la technologie de l’institut de recherche français CEA-Leti (Grenoble, France).Il est à noter que Weebit travaille avec le CEA-Leti en tant que partenaire de recherche depuis de nombreuses années.
Le Leti a sa propre version de ReRAM qu’il appelle OxRAM. Celui-ci était à l’origine basé sur des couches actives d’oxyde d’hafnium dopé au titane. On pense que, comme de nombreuses autres technologies de RAM résistive (ReRAM), OxRAM est basée sur la migration des ions métalliques et des lacunes d’oxygène pour créer et rompre un chemin de conduction filamentaire dans une cellule mémoire.
Brevet du Leti et Weebit pour la programmation multi-niveaux des ReRAM
Hafnium?
En octobre 2021, le groupe de recherche Minatec à Grenoble a annoncé que avoir réalisé des OxRAM 16 kbit sur des wafers FDSOI 28 nm. Minatec précise que l’introduction « d’une infime quantité de silicium dans le métal actif (l’oxyde d’hafnium) est une innovation qui permet d’utiliser une tension plus faible, ce qui est mieux pour les transistors 28nm les plus proches de la mémoire. Le dioxyde de silicium est toujours utilisé comme isolant dans le back-end of line (BEOL) dans les circuits intégrés avancés. Mais pour les transistors de pointe à la surface du silicium, l’oxyde d’hafnium est utilisé pour sa constante diélectrique plus élevée.
Intel a introduit les oxydes d’hafnium dans la fabrication de circuits intégrés en 2007 en remplacement de l’oxyde de silicium comme isolant de grille dans les transistors à effet de champ dans son process de fabrication 45 nm. Les fabricants de puces ont emboîté le pas à des nœuds similaires et en dessous. La couche diélectrique à k élevé dans les circuits intégrés peut désormais être constituée de couches jumelles de dioxyde d’hafnium et de dioxyde de silicium ; peut être décrit comme du silicate d’hafnium et peut inclure du titane et décrit comme du titanate d’hafnium.
Avec des couches de l’épaisseur de quelques atomes, ce qui constitue un composé et ce qui est un dopant peut devenir difficile à distinguer.
OxRAM
Il serait logique que Weebit « ajuste » la ReRAM afin qu’elle puisse être fabriquée soit dans le BEOL, soit à partir des systèmes d’oxyde d’hafnium utilisés à proximité de la surface de silicium d’un circuit intégré avancé. Cependant, cela pourrait-il être au détriment de certains de ses avantages et de sa différenciation en matière de propriété intellectuelle ?
Le CEA-Leti a déposé des brevets sur ses recherches OxRAM et serait en pourparlers avec plusieurs fabricants potentiels. Il y a aussi le problème d’ingénierie de la façon dont les ReRAM FDSOI 28 nm et 22 nm plus avancées de Weebit, vraisemblablement fabriquées selon la recette secrète du matériau, fonctionnent sur le large éventail de paramètres.
Au moins une autre société développe une mémoire non volatile à base d’oxyde de silicium. Intrinsic Semiconductor Technologies Ltd. (Londres, Angleterre) a réalisé des exemples de sa ReRAM à base d’oxyde de silicium sur un processus de fabrication CMOS de 50 nm. Le travail a été réalisé en partenariat avec l’institut de recherche IMEC (Louvain, Belgique). Intrinsic est une spin-off 2017 de l’University College London.
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