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Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Forum "Objets Communicants" Gap – Domaine de Charance.

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1 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Forum "Objets Communicants" Gap – Domaine de Charance 28 septembre 2004 Technologie FeRAM : une alternative prometteuse pour les applications sans contact Ch. Muller, Ph. Ferrandis – L2MP/USTV D. Goguenheim, C. Tetelin – L2MP/ISEN S. Ternoir – MicroBE D. Save – Gemplus

2 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Lecteur Alimentation ( distance) + échange d'information ( temps) Distance de transaction (< 10 cm) Mémoire non volatile ("puce") Carte en PVC Carte sans alimentation propre Enjeu technologique : intégration d'une mémoire… Rapide et fiable Rapide et fiable De faible consommation De faible consommation De forte capacité mémoire De forte capacité mémoire Problématique sous-tendue par le sans contact Carte FeRAM Ferroelectric RAM

3 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) 5 mm 120 m FeRAM 20 m 1 m 200 nm Condensateur "0""1" Ferroélectrique Electrode Electrode Architecture d'une mémoire FeRAM

4 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Sanjeev Aggarwal of TI holds up a wafer of 64 Mbits FeRAM memory devices: Cell size: 0.54 µm 2 Access time: 30 ns The best (février 2004) Technologie la plus avancée : 0,13 µm (TI) Technologie la plus avancée : 0,13 µm (TI) Plus forte densité : 64 Mbits (TI) Plus forte densité : 64 Mbits (TI) Plus petite cellule (1T/1C): 15 F 2 (Samsung) Plus petite cellule (1T/1C): 15 F 2 (Samsung) Plus petit condensateur : 0,25 µm 2 (Samsung) Plus petit condensateur : 0,25 µm 2 (Samsung) Plus faible tension : 1,1 V (Matsushita) Plus faible tension : 1,1 V (Matsushita) Plus faible temps d'accès : 15 ns (Matsushita) Plus faible temps d'accès : 15 ns (Matsushita) Etat de l'Art de la Technologie FeRAM

5 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Planar Stack 3D Destructive Read Out (DRO) 1TNDRO Roadmap technologique

6 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Analyse des mécanismes de défaillance sous différentes sollicitations Analyse des mécanismes de défaillance sous différentes sollicitations Fiabilité des réseaux de condensateurs intégrés en relation avec… Fiabilité des réseaux de condensateurs intégrés en relation avec… Les étapes technologiques Les étapes technologiques La géométrie des condensateurs (2D/3D) La géométrie des condensateurs (2D/3D) Qualification et benchmarking de produits commerciaux Qualification et benchmarking de produits commerciaux Activité "Fiabilité des mémoires FeRAM" du L2MP Condensateurs élémentaires Pt/SBT/Pt (IMEC) Pt/PZT/Pt (URU) Condensateursintégrés TEG (IMEC) TEG (ST/Fujitsu) MémoiresFeRAM Produits FeRAM (fournis par Gemplus)

7 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Projets CIM Raman, NanoSEM/FIB, plate-forme de caractérisation MNV Mécanismes de défaillance Intégration des procédés Fiabilitécomposants Réseau de collaboration IMEC STMicroelectronicsCatane L2MP (USTV & ISEN) Gemplus Collaborations (USU, DipChi…) Fujitsu STMicroelectronicsRousset R&DAcadémiques Industriels

8 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Caractéristiques Temps de lecture/écriture : 200 ns Temps de lecture/écriture : 200 ns Faible consommation – Faible courant de veille (µA) Faible consommation – Faible courant de veille (µA) Capacité mémoire : 1,5 kOctets Capacité mémoire : 1,5 kOctets Rétention : 10 ans Rétention : 10 ans October 30, 2002: STMicroelectronics and Fujitsu Collaborate to Develop Contactless Smart Card IC Using FeRAM Technology Association des deux technologies Plate-forme "smart card" ST19 de STMicroelectronics Plate-forme "smart card" ST19 de STMicroelectronics Technologie FeRAM de Fujitsu (leader sur la technologie FeRAM) Technologie FeRAM de Fujitsu (leader sur la technologie FeRAM) Le produit ST19ZR01 Qualification de la technologie – Benchmarking Structures de test Structures de test Composants Composants Collaboration L2MP/Gemplus/Fujitsu Collaboration L2MP/Gemplus/Fujitsu

9 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Un exemple de coopération MicroBE développe des cartes à puces sans contact Contrôle d'accès, transport, restauration… Contrôle d'accès, transport, restauration… Utilisation de la technologie MIFARE® de Philips à 80% Utilisation de la technologie MIFARE® de Philips à 80% Nouvelles contraintes applicatives : distance et rapidité Nouvelles contraintes applicatives : distance et rapidité Objectif : accompagner MicroBE dans le transfert technologique Technologie des cartes à puces Encartage des puces ST19ZR01 Encartage des puces ST19ZR01 Protocoles de communication Protocoles de communication Spécifications client Couplage entre antennes (systèmes RFID) Puissance reçue = f (distance carte/lecteur, géométrie de l'antenne, puissance émise…) Puissance reçue = f (distance carte/lecteur, géométrie de l'antenne, puissance émise…) Fiabilité de la technologie FeRAM Tests développés dans les conditions réelles d'utilisation imposées par MicroBE Tests développés dans les conditions réelles d'utilisation imposées par MicroBE

10 Laboratoire Matériaux et Microélectronique de Provence UMR CNRS 6137 – Marseille/Toulon (France) Appel à projets du CREMSI Compétences identifiées et mobilisées autour d'un transfert technologique novateur en région PACA Compétences identifiées et mobilisées autour d'un transfert technologique novateur en région PACA Projet coopératif associant des partenaires industriels et académiques régionaux autour d'une technologique alternative Projet coopératif associant des partenaires industriels et académiques régionaux autour d'une technologique alternative Consortium à étendre à STMicroelectronics Consortium à étendre à STMicroelectronics Mutualisation des forces au sein du département du Var Mutualisation des forces au sein du département du Var


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