Aujourd’hui, les dispositifs de mémoire Flash ont atteint leurs limites physiques, ce qui rend leur amélioration très difficile. Au CEA-Leti, les ingénieurs chercheurs travaillent constamment pour faire face à ces défis et pour trouver des solutions adaptées aux besoins actuels.

Renzo Antonelli, thésard au CEA-Leti et rattaché au Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (LTM, CNRS), a réussi à marquer une avancée importante avec son article scientifique. Intitulé « Reading reliability in 1S1R OTS+PCM devices based on Double-Patterned Self-Aligned structure », le papier a été présenté au European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis (ESREF), conférence européenne sur la fiabilité des dispositifs électroniques. Il s'est penché sur la question de la fiabilité des mémoires à changement de phase (PCM), avec les sélecteurs Ovonic Threshold Switching (OTS), généralement appelées aussi « mémoires Crossbar ».​

Diplômé en ingénierie électronique de l'école polytechnique de Turin, Renzo rejoint le CEA-Leti suite à son stage de fin d'études pour y poursuivre sa thèse. Le sujet de son mémoire de stage, intitulé « Phase-Change Memory and OTS Selectors: A Challenge for the Future of Computing» , l'a poussé à s'engager dans la recherche pour améliorer les matériaux, les architectures et la fiabilité des dispositifs de mémoire avancés.

Mémoire Crossbar : un besoin d'innovation important 

Les mémoires 3D Crossbar constituent aujourd'hui une nouvelle solution pour l'avenir du stockage et du traitement des données, ce qui permettrait d'avoir des mémoires plus petites et plus performantes. La démarche présentée dans le papier étudie l'impact de la thermique : en utilisant le mécanisme physique de la technologie PCM, qui implique le passage entre les états cristallins et amorphes des matériaux grâce à la chaleur développée par effet Joule. Renzo a réalisé des tests sur les dispositifs de mémoire, en se concentrant sur la fiabilité de lecture. La littérature sur ce sujet reste encore limitée, mais Renzo a réussi à évaluer l'impact de l'étape de lecture sur l'information stockée dans le dispositif. Les résultats de sa recherche prouvent que l'opération de lecture des Crossbars a un impact sur les données sauvegardées, proposant aussi des pistes pour limiter le problème. La réception du prix n'est pas due qu'à cette découverte, mais aussi à l'approche didactique que Renzo a utilisée dans son papier, qui permet de reprendre sa démarche et de l'essayer sur d'autres technologies. 

« Pendant la conférence j’ai pu discuter avec des experts qui travaillent dans des domaines très différents, et cela m’a permis d’en apprendre plus sur des secteurs qui m’étaient inconnus. » ​

Ceci n’est que le début : Renzo envisage de continuer à travailler sur le sujet de la fiabilité des mémoires pendant sa thèse. Son nouvel objectif est de comprendre l’impact de la thermodynamique sur la mémoire, pour cerner les propriétés physiques qui y sont liées. ​