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

FeRAM Ferroelectric RAM Problématique sous-tendue par le sans contact Carte sans alimentation propre Distance de transaction (< 10 cm) Carte Lecteur Alimentation ( distance) + échange d'information ( temps) Mémoire non volatile ("puce") Carte en PVC Enjeu technologique : intégration d'une mémoire… Rapide et fiable De faible consommation De forte capacité mémoire FeRAM Ferroelectric RAM

Architecture d'une mémoire FeRAM 200 nm Condensateur "0" "1" Ferroélectrique Electrode

Etat de l'Art de la Technologie FeRAM The best (février 2004) Technologie la plus avancée : 0,13 µm (TI) Plus forte densité : 64 Mbits (TI) Plus petite cellule (1T/1C): 15 F2 (Samsung) Plus petit condensateur : 0,25 µm2 (Samsung) Plus faible tension : 1,1 V (Matsushita) Plus faible temps d'accès : 15 ns (Matsushita) Sanjeev Aggarwal of TI holds up a wafer of 64 Mbits FeRAM memory devices: Cell size: 0.54 µm2 Access time: 30 ns

Roadmap technologique Planar Roadmap technologique Destructive Read Out (DRO) Stack 1T NDRO 3D

Activité "Fiabilité des mémoires FeRAM" du L2MP Condensateurs intégrés Condensateurs élémentaires Produits FeRAM (fournis par Gemplus) TEG (IMEC) TEG (ST/Fujitsu) Pt/SBT/Pt (IMEC) Pt/PZT/Pt (URU) Analyse des mécanismes de défaillance sous différentes sollicitations Fiabilité des réseaux de condensateurs intégrés en relation avec… Les étapes technologiques La géométrie des condensateurs (2D/3D) Qualification et benchmarking de produits commerciaux

Réseau de collaboration Industriels STMicroelectronics Rousset R&D Académiques STMicroelectronics Catane Collaborations (USU, DipChi…) Fujitsu IMEC L2MP (USTV & ISEN) Gemplus Mécanismes de défaillance Intégration des procédés Fiabilité composants Projets CIM Raman, NanoSEM/FIB, plate-forme de caractérisation MNV

Le produit ST19ZR01 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 Technologie FeRAM de Fujitsu (leader sur la technologie FeRAM) Caractéristiques Temps de lecture/écriture : 200 ns Faible consommation – Faible courant de veille (µA) Capacité mémoire : 1,5 kOctets Rétention : 10 ans Qualification de la technologie – Benchmarking Structures de test Composants Collaboration L2MP/Gemplus/Fujitsu

Un exemple de coopération MicroBE développe des cartes à puces sans contact Contrôle d'accès, transport, restauration… Utilisation de la technologie MIFARE® de Philips à 80% Nouvelles contraintes applicatives : distance et rapidité Spécifications client Objectif : accompagner MicroBE dans le transfert technologique Technologie des cartes à puces Encartage des puces ST19ZR01 Protocoles de communication Couplage entre antennes (systèmes RFID) 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

Appel à projets du CREMSI 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 Consortium à étendre à STMicroelectronics Mutualisation des forces au sein du département du Var