Brevet FR3022393A1 — publié le 20151218

DISPOSITIF DE MEMOIRE VIVE RESISTIVE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des mémoires réinscriptibles non volatiles, et plus spécifiquement celui des mémoires vives résistives. Une mémoire vive résistive comprend des première et seconde électrodes séparées par une couche en matériau électriquement isolant, et passe d'un état isolant à un état conducteur par formation d'un filament conducteur entre les première et seconde électrodes. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les mémoires vives à résistance variable (appelées mémoires RRAM pour « Resistive Random Access Memories » en anglais) sont aujourd'hui le sujet d'une grande attention, en raison notamment de leur faible consommation électrique et leur vitesse de fonctionnement élevée. Une cellule mémoire de type résistive présente au moins deux états : un état fortement résistif « HRS » (« High Resistance State »), appelé également état « OFF », et un état faiblement résistif « LRS » (« Low Resistance State ») ou état « ON ». Elle peut donc être utilisée pour stocker une information binaire. On peut distinguer trois types de mémoires résistives : les mémoires à base de mécanisme thermochimique, les mémoires à base de changement de valence, et les mémoires à base de métallisation électrochimique. Le domaine de la présente invention concerne plus particulièrement cette dernière catégorie basée sur des matériaux à conduction ionique (mémoires CBRAM ou « Conductive Bridging RAM »). Le fonctionnement réside dans la formation et la rupture réversibles d'un filament conducteur dans un électrolyte solide, par dissolution d'une électrode soluble. Ces mémoires sont prometteuses de par leur faibles tensions de programmation (de l'ordre du Volt), leur temps de programmation court ( Comme indiqué précédemment, l'état mémoire d'un dispositif mémoire CBRAM résulte de la différence de résistivité électrique entre deux états : « ON » et « OFF ». A l'état « OFF » (Fig.1A), les ions métalliques (ici les ions Cu2+ pour une électrode soluble comprenant du Cu) issus de la portion de métal ionisable sont dispersés dans tout l'électrolyte solide 2. Ainsi, aucun contact électrique n'est établi entre la cathode 3 et l'anode 4, c'est-à-dire entre l'électrode supérieure et l'électrode inférieure. L'électrolyte solide comporte une zone électriquement isolante de grande résistivité entre l'anode et la cathode. Lorsqu'un potentiel V positif est appliqué sur l'électrode soluble supérieure 4 (l'anode), une réaction d'oxydo-réduction a lieu à cette électrode, créant des ions mobiles 5 (Fig.1A). Dans le cas d'une électrode 4 de cuivre, la réaction suivante a lieu : Cu -> Cu2+ + 2 e-. Les ions 5 se déplacent alors dans l'électrolyte 2 sous l'effet du champ électrique appliqué aux électrodes. La vitesse de déplacement dépend de la mobilité de l'ion dans l'électrolyte en question, ce qui guide le choix du couple électrode soluble/électrolyte (exemples : Ag/GeS ; Cu/A1203...). Les vitesses de déplacement des ions sont de l'ordre du nm/ns. Arrivés à l'électrode inerte 3 (la cathode), les ions 5 sont réduits de par la présence d'électrons fournis par l'électrode 3, entraînant la croissance d'un filament métallique 6 selon la réaction suivante : Cu2+ + 2 e- -> Cu Le filament 6 croît préférentiellement dans la direction de l'électrode soluble 4.30 La mémoire 1 passe alors dans l'état « ON » (Fig.1B) lorsque le filament 6 permet le contact entre les électrodes 3 et 4, rendant l'empilement conducteur. Cette phase est appelée « SET » de la mémoire. Pour passer à l'état « OFF» (phase de « RESET » de la mémoire), une tension V négative est appliquée sur l'électrode supérieure 4, entrainant la dissolution du filament conducteur. Pour justifier cette dissolution, des mécanismes thermiques (échauffement) et d'oxydoréduction sont généralement invoqués. Plus précisément, l'étape consistant à écrire pour la première fois la mémoire 1, c'est- à-dire à former pour la première fois le filament 6 dans l'électrolyte 2 de la mémoire 1, est appelée « forming ». On entend donc par « SET» l'étape de formation du filament 6 réalisée après au moins un premier effacement de la cellule mémoire, c'est-à-dire après que le filament de la cellule mémoire a au moins été formé une première fois (étape de forming) puis dissous (étape de RESET). Souvent, l'électrolyte 2 contient dans l'état « OFF» un filament résiduel 6 en contact avec la cathode 3. Celui-ci provient de la phase de SET précédente et n'a pas été dissous complétement lors du RESET de la mémoire. Le filament est dit résiduel lorsqu'il n'établit pas une conduction électrique suffisante entre les électrodes pour obtenir l'état « ON ». Une voie de développement pour les mémoires CBRAM concerne l'élargissement de la fenêtre mémoire ; cette dernière est définie par le ratio entre les résistances des états isolants « OFF» et passant « ON », c'est-à-dire le ratio Roff/Ron. Plus ce ratio est élevé, plus il est facile de distinguer les deux états logiques « OFF » et « ON » de la mémoire CBRAM. Une large fenêtre permet même d'envisager du codage multi-bit, c'est-à-dire d'obtenir plus de deux états avec une cellule mémoire unique en utilisant plusieurs niveaux (i.e. au moins 3) de résistance.30 RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à apporter une solution aux problèmes évoqués précédemment en proposant une cellule mémoire CBRAM à base d'oxyde métallique aux performances électriques améliorées, et en particulier avec une fenêtre mémoire élevée. Un premier aspect de l'invention concerne donc un dispositif de mémoire vive résistive comportant : - une première électrode en matériau inerte ; - une deuxième électrode en matériau soluble ; - un électrolyte solide, les première et deuxième électrodes étant respectivement en contact avec l'une des faces de l'électrolyte de part et d'autre dudit électrolyte, la deuxième électrode étant apte à fournir des ions mobiles circulant dans l'électrolyte solide vers la première électrode pour former un filament conducteur entre les première et deuxième électrodes lorsqu'une tension est appliquée entre les première et deuxième électrodes ; l'électrolyte solide comportant une région réalisée en un oxyde d'un premier élément métallique, dit « premier oxyde métallique » et ladite région étant dopée par un deuxième élément, distinct du premier métal et apte à former un deuxième oxyde, ledit deuxième élément étant choisi de sorte que l'énergie de bande interdite du deuxième oxyde est strictement supérieure à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique, le pourcentage atomique du deuxième élément au sein de la région de l'électrolyte solide étant compris entre 5% et 20%. On entend par « énergie de bande interdite », ou « gap », d'un matériau, la largeur de la bande interdite dudit matériau, c'est-à-dire la différence d'énergie entre le minimum de la bande de conduction et le maximum de la bande de valence. L'invention permet avantageusement de contribuer à l'augmentation de la fenêtre mémoire en utilisant un dopage de l'électrolyte en oxyde métallique MOx (par exemple un oxyde gadolinium GdOx, avec une composition pouvant être Gd203) par un deuxième élément (préférentiellement métallique) D (par exemple de l'aluminium Al) choisi de sorte que l'énergie de bande interdite de l'oxyde DOx soit strictement supérieure à l'énergie de bande interdite de l'oxyde M0x. Pour atteindre ce résultat, le pourcentage atomique du deuxième élément D au sein de la région de l'électrolyte solide dopée est compris entre 5% et 20%. Grâce à l'invention, cet élargissement de la fenêtre mémoire ne se fait par ailleurs pas au détriment d'autres performances électriques de la mémoire telles que la tension de forming ou la rétention. Ainsi, une des difficultés des mémoires CBRAM à base d'oxyde métallique concerne la difficulté de former le filament dans l'électrolyte lors de la première utilisation de la mémoire, c'est-à-dire lors de l'étape de forming. Cette étape consiste à appliquer une tension aux bornes de la mémoire, dite « tension de forming », nécessaire à la formation du filament dans l'électrolyte lors de la première utilisation de la cellule mémoire CBRAM. Le dopage par le deuxième métal D tel que l'aluminium peut avoir deux effets opposés ; ce dopage permet d'une part de contribuer à la création d'une pluralité de lacunes d'oxygène dans l'électrolyte, et particulièrement dans la région de l'électrolyte en premier oxyde métallique dopé par le deuxième métal D. Cette pluralité de lacunes d'oxygène permet de faciliter le déplacement des ions mobiles, et donc la formation du filament conducteur. On contribue ainsi à diminuer la tension de forming, c'est-à-dire la tension à appliquer entre l'électrode soluble et l'électrode inerte pour permettre la formation du filament conducteur lors de l'étape de forming. A l'inverse, en dopant trop l'électrolyte, on prend le risque de se rapprocher d'un alliage (par exemple un alliage Gd2_yAly03) ; dans ce cas, en remplaçant l'électrolyte par un alliage ternaire, on s'éloigne des propriétés du Gd203 pour se rapprocher de celles de l'A1203 et la tension de forming sera augmentée dans la mesure où l'A1203 présente une tension de forming intrinsèquement (i.e. toutes les caractéristiques technologiques telles que la méthode de dépôt du Gd203 et de l'A1203 étant les mêmes par ailleurs) plus élevée que celle du Gd203. Afin de conserver une tension de forming réduite (ou au moins de conserver une tension de forming proche de celle du matériau de l'électrolyte non dopé, par exemple Gd203), il convient de choisir le pourcentage atomique ad hoc pour le deuxième métal D au sein de la région de l'électrolyte solide dopée ; un pourcentage compris entre 5% et 20% permet de répondre efficacement à ces deux effets opposés. Une autre difficulté des mémoires CBRAM à base d'oxyde métallique concerne la rétention de l'information, c'est-à-dire la rétention de l'état « OFF » et de l'état « ON ». On cherche à améliorer la stabilité des états isolant et conducteur, 10 notamment pour des températures de fonctionnement élevées. On considère qu'il y a une faute en rétention lorsque la cellule mémoire perd l'information, cette perte étant définie à partir d'un critère prédéterminé ; par exemple, à l'état initial (t=0), c'est-à-dire immédiatement après avoir appliqué 15 l'opération d'écriture, la résistance RoN de la mémoire à l'état « ON » est minimale. Puis, au fil du temps, la résistance à l'état « ON » augmente. Le critère prédéterminé consiste par exemple à définir un seuil de résistance au-delà duquel on considère que la rétention de l'information n'est plus assurée. A partir de ce seuil, on considère que la mémoire est dans un état d'échec. On pourra par 20 exemple considérer que l'information dans la cellule mémoire est perdue lorsque sa résistance a augmenté d'un facteur 2 par rapport à sa résistance initiale RON juste après programmation (t=0). Comme évoqué plus haut, le dopage par le deuxième métal D contribue à la création d'une pluralité de lacunes d'oxygène dans l'électrolyte ; l'introduction de lacunes d'oxygène dans l'électrolyte a pour 25 conséquence de dégrader la rétention ; en effet les lacunes d'oxygène offrent des sites de diffusion privilégiés pour les atomes (par exemple de Cu) constituant le filament. La dissolution du filament est donc accélérée. Il faut donc introduire suffisamment peu de dopants pour ne pas dégrader la rétention ; un pourcentage compris entre 5% et 20% permet de limiter cette dégradation, voire de maintenir 30 une rétention sensiblement identique à celle obtenue avec le matériau de l'électrolyte non dopé. Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le deuxième élément est choisi de sorte que la permittivité électrique du matériau de la région dopée soit inférieure ou égale que la permittivité électrique du premier oxyde métallique ; ainsi, la permittivité du Gd203 :Al (Gd203 dopé avec de l'AI) est inférieure à la permittivité du Gd203 non dopé ; - le deuxième élément est choisi de sorte que la permittivité électrique du deuxième oxyde soit strictement inférieure à la permittivité électrique du premier oxyde métallique ; ce mode de réalisation couvre le cas où le deuxième élément crée localement un matériau (par exemple un matériau du type AlOx dans le cas du dopage par de l'AI) dans le premier oxyde (par exemple le Gd203), c'est-à-dire le cas où le matériau n'est pas totalement inter-mixé après le dopage ; - le deuxième élément est un métal distinct du premier métal et apte à former un deuxième oxyde métallique ; - ledit deuxième élément est choisi de sorte que le premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément présente une énergie de bande interdite sensiblement égale à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique non dopé par le deuxième élément ; on entend par deux énergies sensiblement égales deux énergies égales à +/- 200 meV ; - le pourcentage atomique du deuxième élément au sein de la région de l'électrolyte solide est sensiblement égal à 10%; - le premier oxyde métallique est de l'oxyde de gadolinium et le deuxième élément est de l'aluminium ; - selon une première variante, l'électrolyte solide comporte : o une première sous-couche en contact avec la première électrode en matériau inerte, et o une deuxième sous-couche en contact avec la deuxième électrode en matériau soluble, la région de l'électrolyte solide en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément étant une sous-couche centrale comprise entre les première et deuxième sous-couches ; - selon une deuxième variante, l'électrolyte solide comporte : o une première sous-couche en contact avec la première électrode en matériau inerte, et o une deuxième sous-couche en contact avec la deuxième électrode en matériau soluble, o une sous-couche centrale comprise entre les première et deuxième sous-couches ; la région de l'électrolyte solide en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément étant la première sous-couche et/ou la deuxième sous-couche ; - selon une troisième variante, l'électrolyte solide est entièrement formé par la région en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément ; - ledit deuxième élément est choisi de sorte que la longueur de la liaison entre le deuxième élément et l'oxygène est inférieure à la longueur de la liaison entre le premier métal et l'oxygène. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. - La figure 1 illustre schématiquement le passage d'un état « OFF» à un état « ON» pour un dispositif mémoire de type CBRAM; - la figure 2 illustre l'évolution de la résistance « OFF » d'une cellule mémoire CBRAM pour différents pourcentages atomiques de deuxième métal dopant au sein de la région de l'électrolyte solide ; - la figure 3 montre schématiquement la structure d'une cellule mémoire CBRAM à base d'oxyde selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 montre schématiquement la structure d'une cellule mémoire CBRAM à base d'oxyde selon une variante du mode de réalisation de l'invention de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Dans la présente description, on entend par « cellule mémoire CBRAM à base d'oxyde » une cellule mémoire CBRAM comportant un électrolyte réalisé à base d'un oxyde métallique. Comme mentionné plus haut, l'invention permet avantageusement de contribuer à l'augmentation de la fenêtre mémoire en utilisant un dopage de l'électrolyte en oxyde métallique MOx (par exemple un oxyde gadolinium GdOx tel que Gd203) par un deuxième élément (préférentiellement métallique, par exemple de l'aluminium Al) choisi de sorte que l'énergie de bande interdite de l'oxyde DOx soit strictement supérieure à l'énergie de bande interdite de l'oxyde M0x. Pour atteindre ce résultat, le pourcentage atomique du deuxième élément D au sein de la région de l'électrolyte solide dopée est compris entre 5% et 20%. Un exemple d'une cellule mémoire CBRAM 10 conforme à l'invention est illustré en figure 3. La cellule mémoire 10 comporte : - une première électrode 11, également appelée cathode ou électrode inerte par la suite ; - un électrolyte solide 12. L'électrolyte solide 12 comporte une région en oxyde d'un premier métal, dit « premier oxyde métallique », ladite région étant dopée par un deuxième métal, distinct du premier métal et apte à former un deuxième oxyde métallique. Le deuxième métal est choisi de sorte que l'énergie de bande interdite du deuxième oxyde métallique est strictement supérieure à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique et le pourcentage atomique du deuxième métal au sein de la région de l'électrolyte solide 12 est compris entre 5% et 20%; - une deuxième électrode 17, également appelée anode ou électrode soluble par la suite, et comportant une couche de source d'ions 13 et une ligne métallique 14. Lorsqu'une tension est appliquée entre l'électrode inerte 11 et la ligne métallique 14 de l'électrode soluble 17, la couche de source d'ions 13 fournit des ions mobiles 15 qui circulent dans l'électrolyte solide 12 vers l'électrode inerte 11 pour former un filament conducteur entre l'électrode inerte 11 et l'électrode soluble 17.. Selon le premier mode de réalisation illustré à la figure 3, l'électrode inerte 11 est un plot, par exemple réalisé à partir d'un métal inerte d'interconnexion, tel que du tungstène W, du nitrure de titane TiN ou du nitrure de tantale TaN. Selon le premier mode de réalisation illustré à la figure 3, la couche de source d'ions 13 de l'électrode soluble 17 est réalisée à partir d'un alliage de cuivre Cu et d'un élément de la famille des chalcogènes tel que du Te. La couche de source d'ions 13 de l'électrode soluble 17 peut donc être réalisée à partir de CuTe. Plus généralement, la couche de source d'ions 13 peut être réalisée à partir de cuivre Cu et de ses alliages, d'argent Ag et de ses alliages, de zinc Zn et de ses alliages, d'un alliage de cuivre et/ou de zinc et/ou d'argent, tel que : AgCu, AgZn, CuZn, AgCuZn, et de ses alliages. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux illustré à la figure 3, l'électrolyte solide 12 est réalisé en oxyde de gadolinium Gd203 et le deuxième métal dopant est de l'aluminium Al avec un pourcentage atomique choisi pour que le premier oxyde métallique dopé par le deuxième métal (i.e. le Gd203:A1) présente une énergie de bande interdite sensiblement égale à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique non dopé (i.e. le Gd203) à 200 meV près. Un pourcentage atomique d'Al sensiblement égal à 10% répond avantageusement à cette dernière contrainte et permet d'obtenir l'effet recherché sur la fenêtre mémoire sans dégrader la tension de forming et la rétention. L'effet de l'introduction de métal dopant dans l'électrolyte sur la fenêtre mémoire est notamment illustré en figure 2 qui représente l'évolution de la valeur de la résistance RoFF à l'état « OFF » en fonction de la tension d'effacement (i.e. la tension de RESET). Trois courbes (i.e. trois évolutions de résistance) sont représentées pour trois niveaux de dopage : - pourcentage atomique de 20% d'Al dans l'électrolyte en Gd203; - pourcentage atomique de 10% d'Al dans l'électrolyte en Gd203; - pourcentage atomique de 0% d'Al (i.e. échantillon de référence non dopé) dans l'électrolyte en Gd203; La figure 2 représente également schématiquement la valeur de la résistance à l'état « ON » ; on notera que cette résistance RoN ne varie quasiment pas une fois le seuil de la tension de SET dépassé ; le pourcentage atomique d'Al dans l'électrolyte a également peu d'effet sur la valeur de RoN qui reste sensiblement constante à 104 Ohms. A l'inverse, on observe que la valeur RoFF est beaucoup plus dépendante de la technologie utilisée. Plus on augmente la tension de RESET plus la valeur de RoFF augmente et en conséquence, plus la fenêtre mémoire est élevée. L'invention repose sur le constat que le comportement de la résistance RoFF en fonction de la tension de RESET n'est pas le même selon le pourcentage atomique de dopant dans l'électrolyte. On observe tout d'abord que la résistance RoFF est plus élevée lorsque l'électrolyte est effectivement dopé par un deuxième métal (i.e. par rapport à l'échantillon de référence non dopé) ; ce phénomène peut s'expliquer par le fait que l'on ait choisi un élément métallique de dopage dont l'oxyde métallique associé (ici l'A1203) présente une fenêtre plus élevée que celle du matériau de l'électrolyte (i.e. le Gd203). Au-delà de cette première constatation liée au dopage, le demandeur a également observé que le pourcentage atomique de dopage a également un effet sur la valeur de la fenêtre mémoire. Ainsi, un niveau de dopage de 10% permet d'obtenir une fenêtre mémoire plus large qu'un niveau de dopage de 20%. Une fois observé cet effet particulièrement avantageux sur la fenêtre mémoire, il convient également de s'assurer que le dopage ne va pas dégrader d'autres caractéristiques électrique de la mémoire, notamment la tension de forming et la rétention. Pour ce faire, la mémoire selon l'invention présente un pourcentage atomique de dopant métallique optimisé comprise entre 5 et 20%, étant entendu qu'un pourcentage sensiblement égal à 10% représente un mode de réalisation particulièrement avantageux (amélioration sensible de la fenêtre mémoire sans dégradation de la tension de forming et de la rétention). S'agissant de la rétention, selon un mode de réalisation avantageux, le dopant métallique peut être choisi pour que la liaison entre le dopant D (à titre illustratif l'Al) et l'oxygène (liaison D-0) soit plus petite que celle de Gd-0 : un tel choix permet de conserver voir d'améliorer la rétention. En l'espèce, la liaison A1-0 présente une longueur de 1.8A alors que la liaison Gd-0 présente une longueur de 2.2A. L'exemple préférentiel du Gd203 dopé par 10% d'Al n'est pas limitatif ; plusieurs variantes sont possibles pour le couple formé par le matériau d'électrolyte et le dopant, parmi lesquelles : - un oxyde de gadolinium Gd203 dopé par exemple par du Si (ici le deuxième élément dopant n'est pas métallique mais semiconducteur), du Be, du B, du Mg, du Ca ou du Sr; - un oxyde d'aluminium A1203 dopé par du Si ; - un oxyde d'hafnium Hf02 dopé par de l'Al ou du Si - un oxyde de zirconium Zr02 dopé par de l'Hf, du Gd, de l'Al ou du Si; - un oxyde de titane TiO2 dopé par du Zr, de l'Hf, du Gd, de l'Al ou du Si. La région dopée de l'électrolyte solide 12 peut par exemple être réalisée en effectuant une copulvérisation d'une cible de premier oxyde métallique et d'une cible de deuxième métal. Il est notamment possible de mesurer le pourcentage atomique du deuxième métal dopant au sein de la région dopée de l'électrolyte solide 12 par une technique de spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford RBS (de l'anglais « Rutherford Backscattering Spectroscopy »). La figure 4 illustre une deuxième variante d'une cellule mémoire 10 selon l'invention dans laquelle la région dopée de l'électrolyte solide 12 est une sous- couche centrale 12-c de l'électrolyte solide 12, le pourcentage atomique de l'aluminium Al dans la sous-couche centrale 12-c étant sensiblement égal à 10%. La sous-couche centrale 12-c de l'électrolyte solide 12 est comprise entre des première et deuxième sous-couches 12-1 et 12-2 de l'électrolyte solide 12, la première sous-couche 12-1 étant en contact avec l'électrode inerte 11, et la deuxième sous-couche 12-2 étant en contact avec la couche de source d'ions 13. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de mémoire vive résistive comportant : - une première électrode (11) en matériau inerte ; - une deuxième électrode (17) en matériau soluble ; - un électrolyte solide (12), les première et deuxième électrodes (11, 17) étant respectivement en contact avec l'une des faces de l'électrolyte (12) de part et d'autre dudit électrolyte, la deuxième électrode (17) étant apte à fournir des ions mobiles (15) circulant dans l'électrolyte solide (12) vers la première électrode (11) pour former un filament conducteur entre les première et deuxième électrodes lorsqu'une tension est appliquée entre les première et deuxième électrodes ; ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce que l'électrolyte solide (12) comporte une région réalisée en un oxyde d'un premier élément métallique, dit « premier oxyde métallique » et en ce que ladite région est dopée par un deuxième élément, distinct du premier métal et apte à former un deuxième oxyde, ledit deuxième élément étant choisi de sorte que l'énergie de bande interdite du deuxième oxyde est strictement supérieure à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique, le pourcentage atomique du deuxième élément au sein de la région de l'électrolyte solide (12) étant compris entre 5% et 20%. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le deuxième élément est choisi de sorte que la permittivité électrique du matériau de la région dopée soit inférieure ou égale que la permittivité électrique du premier oxyde métallique. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ceque le deuxième élément est choisi de sorte que la permittivité électrique du deuxième oxyde soit strictement inférieure à la permittivité électrique du premier oxyde métallique. 4. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le deuxième élément est un métal distinct du premier métal et apte à former un deuxième oxyde métallique. 5. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit deuxième élément est choisi de sorte que le premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément présente une énergie de bande interdite sensiblement égale à l'énergie de bande interdite du premier oxyde métallique non dopé par le deuxième élément. 6. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le pourcentage atomique du deuxième élément au sein de la région de l'électrolyte solide (12) est sensiblement égal à 10%. 7. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier oxyde métallique est de l'oxyde de gadolinium et en ce que le deuxième élément est de l'aluminium. 8. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'électrolyte solide (12) comporte : - une première sous-couche (12-1) en contact avec la première électrode (11) en matériau inerte, et - une deuxième sous-couche (12-2) en contact avec la deuxième électrode (17) en matériau soluble ; la région de l'électrolyte solide (12) en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément étant une sous-couche centrale (12-c) comprise entre les première et deuxième sous-couches (12-1, 12-2). 9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'électrolyte solide comporte : - une première sous-couche en contact avec la première électrode en matériau inerte, et- une deuxième sous-couche en contact avec la deuxième électrode en matériau soluble ; - une sous-couche centrale comprise entre les première et deuxième sous-couches ; la région de l'électrolyte solide en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément étant la première sous-couche et/ou la deuxième sous-couche. 10. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'électrolyte solide (12) est entièrement formé par la région en premier oxyde métallique dopé par le deuxième élément. 11. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit deuxième élément est choisi de sorte que la longueur de la liaison entre le deuxième élément et l'oxygène est inférieure à la longueur de la liaison entre le premier élément métallique et l'oxygène.