Objectifs

L’électronique utilise les électrons comme vecteur d’information et a suivi une évolution remarquable des technologies depuis plus d’un siècle. Les technologies CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) répondent aux besoins accrus de fonctions électroniques, notamment dans les appareils mobiles.

Les besoins de davantage, voire de nouvelles fonctionnalités dans l’électronique doivent alors intégrer simultanément des problématiques de fortes densités de dispositifs, d’hétérogénéité, de consommation d’énergie et de dissipation de chaleur pour des dispositifs de plus en plus autonomes. Les contraintes deviennent donc de plus en plus critiques pour les futures générations de circuits.

Dans ce contexte, l’axe Électronique inclue des activités de développement de nouveaux dispositifs intégrés de façon monolithique sur circuits CMOS et l’électronique sur matériaux III-V pour des applications de puissance et haute fréquence.

Volet « Matériaux et technologies »

Ce volet se concentre sur les matériaux et technologies compatibles avec une intégration dans les interconnexions des circuits CMOS. La température de procédé est donc limitée à 400°C. 

La technologie « Nanodamascène » utilisant la filière Titane et son oxyde permet la fabrication de dispositifs de dimensions nanométriques dans les niveaux d'interconnexion des circuits CMOS. Les technologies de dépôt par couches atomiques assurent un contrôle nanométrique des épaisseurs des matériaux déposés.

Volet « Composants ultra-basse consommation »

Ce volet concerne la conception, la réalisation, et la modélisation des composants à nanostructures métalliques pour la logique et la mémorisation exploitant un nombre limité de charges électroniques. 

Volet « Architectures hybrides 3D »

Ce troisième volet concerne les architectures ultra-basses consommation de circuits hybrides SET-CMOS. Nous simulons des architectures simples, puis complexes associant des dispositifs à un électrons (Single Electorn Transistors - SET) à la couche CMOS sous-jascente. Ces architectures sont également réalisées sur la base de puces CMOS fabriquées par nos partenaires industriels. Divers dispositifs tels que des capteurs de gaz sont ainsi réalisés.

Volet « Nouvelles fonctions sur CMOS »

Ce quatrième volet concerne le développement de nouvelles approches de fonctions logiques exploitant les mêmes briques de base. Dans ce volet, nous réalisons des architectures logiques à base de QCA (Quantum Calculation Automata) en exploitant la technologie « nanodamascène ». De telles architectures de calcul quantique utilisant des SETs ont déjà été démontrées aux températures cryogéniques. Des QCA exploitant des nanostructures magnétiques ont également été démontrés à température ambiante. Notre objectif ici est de démontrer la réalisation de ce nouveau type de concepts dans un procédé compatible avec la co-intégration sur CMOS.