Analyse de surface avancée des materiaux ferroélectriques pour des applications mémoire // Advanced Surface Analysis of Ferroelectrics for memory applications

Le CEA-Leti possède un solide historique en matière de technologie de la mémoire. Ce projet de doctorat contribuera au développement de dispositifs ferroélectriques à base de HfO2. L'un des principaux défis consiste à stabiliser la phase orthorhombique tout en réduisant l'épaisseur du film et le budget thermique. Pour comprendre les mécanismes en jeu, une nouvelle méthode de préparation d'échantillons sera adaptée d'un projet de doctorat précédent et développée pour être utilisée sur des mémoires ferroélectriques. Cette méthode consiste à créer une coupe en biseau qui expose toute l'épaisseur du film, le rendant accessible par plusieurs techniques (XPS, TOF-SIMS, SPM) sur la même zone. Cela permettra de corréler les mesures compositionnelles et chimiques avec les propriétés électriques. Le chauffage et la polarisation à l'intérieur d'instruments de caractérisation de surface avancés (TOF-SIMS, XPS) fourniront des informations sur la manière dont les performances des dispositifs sont affectées par les changements compositionnels et chimiques.

Vous avez de bonnes compétences expérimentales et êtes intéressé par les instruments d'analyse de surface de pointe. Vous aimez travailler en équipe et aurez la possibilité d'interagir avec des experts dans un large éventail de techniques sur la plateforme de nanocaractérisation, y compris le traitement avancé des données numériques. Des compétences en programmation avec Python ou un langage similaire sont un atout.

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CEA-Leti has a robust track record in memory technology. This PhD project aims to contribute to the development of HfO2-based ferroelectric devices. One of the major challenges in this field is to stabilize the orthorhombic phase while reducing film thickness and thermal budget. To gain a deeper understanding of the underlying mechanisms, a novel sample preparation method will be adapted from a previous PhD project and further developed for application to ferroelectric memories. This method involves creating a beveled crater that exposes the entire thickness of the film, allowing for access by multiple characterization techniques (XPS, TOF-SIMS, SPM) on the same area. This approach will enable the correlation of compositional and chemical measurements with electrical properties. Furthermore, heating and biasing within advanced surface characterization instruments (TOF-SIMS, XPS) will provide insights into how device performance is influenced by compositional and chemical changes.

You possess strong experimental skills and a keen interest in state-of-the-art surface analysis instruments. You excel in team environments and will have the opportunity to collaborate with experts across a wide range of techniques on the nanocharacterization platform, including advanced numerical data treatment. Proficiency in Python or similar programming languages is highly desirable.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service : Service de Métrologie et de Caractérisation Physique
Laboratoire : Laboratoire Analyses de Surfaces et Interfaces
Date de début souhaitée : 01-11-2024
Ecole doctorale : Ecole Doctorale de Physique de Grenoble (EdPHYS)
Directeur de thèse : BOROWIK Lukasz
Organisme : CEA
Laboratoire : DRT/DPFT//LASI
URL : https://orcid.org/0000-0002-6547-6849
URL : https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/infrastructures-de-recherche/plateforme-nanocaracterisation.aspx

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service : Service de Métrologie et de Caractérisation Physique

Master2, Ingénieur