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« Conception et développement de circuits logiques de faible consommation et fiables basés sur des jonctions tunnel magnétiques à écriture par transfert de spin ».

Auteur : E. Deng
Directeur de thèse : L. Anghel
Co-directeur de thèse : G. Prenat
Président du jury : J.-M. Portal
Rapporteur(s) de thèse : I. O'Connor, L. Torres,
Examinateur(s) de thèse : J.-O. Klein,
These de Doctorat Université Grenoble Alpes
Spécialité : Nanoélectronique et Nanotechnologies
Soutenance : 10/02/2017
ISBN : 978-2-11-129224-6

Résumé

Les dispositifs de spintronique, tels que la jonction tunnel magnétique (JTM) écrite par transfert de spin, sont largement étudiés comme une solution pour aider à repousser les limites à venir dans la miniaturisation des circuits électroniques, en particulier la consommation statique causée par la diminution de la taille des dispositifs CMOS. L'architecture logic-in-memory (LIM) hybride permet de réduire le temps et la consommation dynamique de transfert entre la mémoire et la logique. Cette thèse consiste à concevoir des circuits logiques et mémoires, en combinant les technologies JTM et CMOS. En utilisant un modèle compact JTM et le design-kit CMOS de STMicroelectronics, nous étudions des circuits hybrides MTJ/CMOS 1-bit et multi-bit. Une mémoire MRAM basée sur la structure MTJ/CMOS hybride est proposée. Puis, basés sur le concept de LIM, des circuits logiques/arithmétiques non-volatiles (NOT, AND, OR, XOR, ainsi qu’un additionneur complet) sont conçus, analysés et optimisés. Enfin, une mémoire adressable par contenu non-volatile (MACNV) et deux architectures de décodeurs magnétiques pour la sélection de ligne sont proposées.

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