Déterminisme d'écriture dans les points mémoire SOT-MRAM à anisotropie perpendiculaire

La technologie SOT-MRAM (Spin-Orbit Torques Magnetic Random Access Memory) est une technologie prometteuse pour une application de mémoire cache. En effet, elle présente des performances comparables avec les technologies CMOS présentes sur ce marché en termes de densité, de rapidité et d’endurance ainsi que la compatibilité avec les procédés de fabrication utilisés en microélectronique. Elle a également l’avantage d’être non volatile, c’est-à-dire qu’elle ne nécessite pas d’alimentation électrique pour conserver les informations en mémoire. Néanmoins, cette technologie souffre de limitations concernant le déterminisme d’écriture des points mémoire. Ce travail de thèse a pour objectifs de cibler ces limitations et de chercher des solutions permettant de les dépasser afin de porter la technologie SOT-MRAM vers une industrialisation.Le déterminisme d’écriture de points mémoire SOT-MRAM nécessite un mécanisme de brisure de symétrie qui doit être intégré au niveau de chaque point mémoire. Parmi les mécanismes de brisure de symétrie les plus prometteurs, deux solutions seront étudiées et leurs performances seront évaluées au regard des objectifs de performances ciblés.Le déterminisme d’écriture est également limité par un mécanisme appelé « back-switching » qui augmente la probabilité d’erreur d’écriture lorsque de forts courants sont utilisés pour une opération d’écriture. Ce phénomène sera d’abord caractérisé expérimentalement, et une solution sera proposée pour limiter son impact négatif sur le déterminisme d’écriture. A travers des simulations, nous chercherons ensuite des explications sur l’origine de ce phénomène et des manières de contrôler celui-ci. Cela nécessitera au préalable la mesure précise des propriétés physiques des points mémoire, incluant les couples spin-orbite ainsi que leurs dépendances angulaires qui forment le mécanisme au cœur du processus d’écriture.