Brevet FR3096826A1 — publié le 20201204

Description Titre de l'invention : Cellule mémoire Domaine technique [0001] La présente description concerne de façon générale les dispositifs mémoires, et plus particulièrement les cellules mémoires à changement de phase. Technique antérieure [0002] Les matériaux à changement. de phase sont des matériaux qui peuvent commuter, sous l'effet de la chaleur, entre une phase cristalline et une phase amorphe. Puisque la résistance électrique d'un matériau amorphe est notablement supérieure à la résistance électrique du même matériau en phase cristalline, un tel phénomène est utilisé pour définir deux états mémoires, par exemple 0 et 1, différenciés par la résistance mesurée à travers le matériau à changement de phase. Les matériaux à changement de phase les plus courants pour la fabrication de mémoires sont des alliages constitués de germanium, d'antimoine et de tellure. Résumé de l'invention [0003] Il existe un besoin d'améliorer les cellules mémoires à changement de phase existantes afin d'obtenir de manière fiable un nombre d'états mémoires supérieur à deux. [0004] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des cellules mémoires à changement de phase connues. 100051 Un mode de réalisation prévoit une cellule mémoire à changement de phase comprenant : un élément chauffant ; et une couche cristalline, située au-dessus de l'élément chauffant, des parois latérales de la cellule étant entourées par une région isolante. 100061 Un mode de réalisation prévoit un procédé d'écriture dans une telle cellule, dans lequel la cellule est chauffée, par l'élément chauffant, jusqu'à une température suffisante pour rendre partiellement ou totalement amorphe la couche cristalline. 100071 Selon un mode de réalisation, une couche résistive est intercalée entre l'élément chauffant et la couche cristalline. 100081 Selon un mode de réalisation, une résistance électrique de la cellule est modifiée en rendant amorphe la couche cristalline. 100091 Selon un mode de réalisation : un premier état mémoire est défini par le fait qu'aucune région amorphe ne recouvre une surface supérieure de la couche résistive ; un deuxième état mémoire est défini par le fait qu'une région amorphe recouvre to- 2 talement la surface supérieure de la couche résistive ; et au moins un état mémoire intermédiaire est défini par le fait que la région amorphe recouvre partiellement la surface supérieure de la couche résistive. [0010] Selon un mode de réalisation, la résistance électrique de la cellule augmente de façon monotone en augmentant une partie de la région amorphe qui recouvre la surface supérieure de la couche résistive. [0011] Selon un mode de réalisation, exactement un état mémoire intermédiaire est défini par le fait que la région amorphe recouvre partiellement la surface supérieure de la couche résistive. [0012] Selon un mode de réalisation, l'élément chauffant est centré par rapport à la cellule. [0013] Selon un mode de réalisation, exactement deux états mémoires intermédiaires sont définis par le fait que la région amorphe recouvre partiellement la surface supérieure de la couche résistive. [0014] Selon un mode de réalisation, l'élément chauffant est décalé par rapport à un centre de la cellule. [0015] Selon un mode de réalisation, la couche cristalline est en un alliage chalcogénure, GST, de germanium, d'antimoine et de tellure. [0016] Selon un mode de réalisation, la couche cristalline est recouverte d'une couche conductrice. [0017] Un mode de réalisation prévoit un dispositif mémoire comprenant au moins une cellule mémoire d'un tel type. [0018] Un mode de réalisation prévoit une puce neuromorphique comprenant au moins un dispositif mémoire d'un tel type. Brève description des dessins [0019] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0020[ [fig.1] la figure 1 est une vue en perspective simplifiée d'un exemple de dispositif mémoire à changement de phase ; [0021[ W8.21 la figure 2 représente deux vues en coupe simplifiées (A) et (B) d'un mode de réalisation d'une cellule mémoire à changement de phase ; [0022] [fig.3] la figure 3 représente trois vues en coupe simplifiées (A), (B) et (C) de diverses étapes d'un procédé d'écriture dans une cellule mémoire à changement de phase ; [0023] [fig.4] la figure 4 représente quatre vues en coupe simplifiées (A), (B), (C) et (D) de diverses étapes d'un procédé d'écriture dans une autre cellule mémoire à changement de phase ; 3 [0024] [fig.5] la figure 5 représente schématiquement un mode de réalisation d'une mémoire ; et [0025] [fig.6] la figure 6 représente schématiquement un mode de réalisation d'une puce neuromorphique. Description de modes de réalisation [0026] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. [0027] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les cellules mémoires comprennent des éléments qui ne sont pas détaillés, comme des éléments de sélection (transistors, par exemple) ou des connexions électriques. [0028] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. [0029] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. [0030] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sen- siblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. [0031] La figure 1 est une vue en perspective simplifiée d'un exemple de dispositif mémoire à changement de phase 10 comprenant une pluralité de cellules mémoires 100. [0032] Des cellules mémoires à changement de phase (PCM), comme les cellules mémoires 100 représentées en figure 1, sont typiquement intégrées dans des dispositifs de mémoire non volatile (NVM) comme des mémoires à lecture seule programmables et effaçables électriquement (EEPROM). La programmation de chaque cellule mémoire dans de tels dispositifs mémoires est habituellement réalisée lors de la fabrication des dispositifs mémoires et peut ensuite être modifiée plusieurs fois, en particulier pendant leur utilisation. [0033] Comme cela est représenté en figure 1, les cellules mémoires 100 du dispositif mémoire 10 sont agencées selon un motif en forme de grille ou matrice. En d'autres termes, le dispositif mémoire 10 est composé d'une matrice de cellules mémoires 100. Chaque cellule mémoire 100 est située à l'intersection d'une rangée et d'une colonne de la matrice. En figure 1, seulement trois colonnes BL et deux rangées WL sont représentées. [0034] Les colonnes BL, qui sont parallèles entre elles et parallèles au plan de la figure 1, seront appelées par la suite lignes de bits (BL). Les rangées, qui sont parallèles entre elles et perpendiculaires aux lignes de bits, seront appelées par la suite lignes de mots (WL). [0035] Chaque cellule mémoire à changement de phase 100 du dispositif mémoire 10 comprend un élément chauffant 102 ou élément résistif. Dans l'exemple de la figure 1, l'élément chauffant 102 a une section en forme de L. [0036] L'élément chauffant 102 est généralement entouré d'une couche isolante ou di- électrique 104, qui est typiquement composée de nitrate et/ou d'oxyde. L'épaisseur de cette couche isolante 104 est telle que la surface supérieure 1022 de la partie verticale de l'élément chauffant 102 est coplanaire avec la surface supérieure 1040 de la couche isolante 104. [0037] Chaque cellule mémoire 100 comprend en outre une couche cristalline 106. Cette couche cristalline 106 est en un matériau à changement de phase. La couche cristalline 106 est formée et repose à la fois sur la surface supérieure 1040 de la couche isolante 104 et sur la surface supérieure 1022 de la partie verticale de l'élément chauffant 102. [0038] Une couche métallique conductrice 108 repose sur le dessus de la couche cristalline 106. Cette couche conductrice 108 forme typiquement une électrode de la cellule mémoire 100. [0039] Dans l'exemple de la figure 1, des cellules mémoires 100 appartenant à une ligne de bit donnée partagent la même couche isolante 104, la même couche cristalline 106 et la même couche conductrice 108. Dans le dispositif mémoire 10, les couches 104, 106 et 108 s'étendent ainsi latéralement suivant la direction BL (vers la gauche et vers la droite, en figure 1). Toutes les cellules mémoires 100 d'une ligne de bit donnée partagent en conséquence une électrode commune 108. Des vias conducteurs 110 sont prévus pour connecter chaque électrode 108, par exemple, à un niveau de métallisation situé au-dessus des cellules mémoires 100 du dispositif mémoire 10. [0040] L'élément chauffant 102 de chaque cellule mémoire 100 est typiquement connecté, par son pied 1020 (c'est-à-dire une surface inférieure de sa partie horizontale), à un contact inférieur 112 ou pilier. Ce contact inférieur 112 s'étend verticalement et est connecté à un substrat 114. [0041] Dans l'exemple de la figure 1, le substrat 114 a une structure multicouche composée de trois couches : une première couche 1140 constituée d'un film mince en silicium, auquel les contacts inférieurs 112 sont connectés ; une deuxième couche 1142 constituée d'un oxyde mince enterré ; et une troisième couche 1144 composée d'un matériau approprié pour assurer un support mécanique, appelé aussi "substrat de manipulation". [0042] Le substrat 114 présente aussi des tranchées d'isolation peu profondes (STT) 116 entre des contacts inférieurs 112 appartenant à des lignes de bits adjacentes. Ces tranchées d'isolation peu profondes 116 empêchent des fuites de courant électrique entre des lignes de bits différentes du dispositif mémoire 10. Dans le dispositif mémoire 10, les tranchées d'isolation peu profondes 116 s'étendent ainsi latéralement suivant la direction BL (vers la gauche et vers la droite, en figure 1). [0043] Le contact inférieur 112 de chaque cellule mémoire 100 est connecté à une home d'un élément de sélection. L'élément de sélection, souvent appelé sélecteur ou dispositif d'accès, confère une capacité à adresser/sélectionner individuellement chaque cellule mémoire 100 du dispositif mémoire 10. Dans l'exemple de la figure 1, le sélecteur d'une cellule mémoire 100 est un transistor dont la grille 118 reçoit une tension de polarisation. En fonction de cette valeur, cette tension de polarisation permet d'activer ou de désactiver une circulation de courant entre l'électrode 108 et une région conductrice 120 connectée à l'autre home de l'élément de sélection et à un potentiel de référence commun, typiquement un potentiel de masse. [0044] Dans l'exemple de la figure 1, les transistors de sélection des cellules mémoires 100 appartenant à une ligne de mot ou une rangée donnée partagent la même grille 118. Dans le dispositif mémoire 10, les grilles 118 et la région 120 s'étendent ainsi longitudinalement suivant la direction WL (vers l'avant et vers l'arrière, en figure 1). Tous les transistors de sélection des cellules mémoires 100 d'une ligne de mot donnée sont par conséquent connectés à une même grille 118. [0045] Les couches conductrices 108 et les grilles 118 forment par conséquent un motif en matrice ou en forme de grille, dans lequel chaque intersection est sensiblement alignée avec une cellule mémoire 100. [0046] La couche cristalline 106 se trouve être de façon native, c'est-à-dire après la fa- brication de la cellule mémoire 100 et avant le début des opérations d'écriture / programmation, dans un(e) état/phase entièrement cristallin(e). On supposera, par exemple, que cette phase cristalline correspond à la valeur logique 1. Dans la mémoire à changement de phase 10 constituée d'une pluralité de cellules mémoires 100, un état natif/initial correspond ainsi à un état où toutes les cellules mémoires 100 ont la même valeur 1. Un stockage de données dans la mémoire à changement de phase 10 est ensuite réalisé en écrivant/programmant certaines de ses cellules mémoires 100, tandis que d'autres cellules parmi ses cellules mémoires 100 sont laissées dans leur état natif (c'est-à-dire un état cristallin). [0047] Pour écrire dans, ou programmer, une cellule mémoire à changement de phase 100 donnée de la mémoire 10, cette cellule mémoire 100 est d'abord sélectionnée en ap- 6 pliquant une tension de polarisation appropriée sur la grille 118 associée. On fait passer ensuite un courant électrique dans la couche cristalline 106 en appliquant une impulsion d'un potentiel électrique approprié entre l'électrode 108 associée et la région de niasse commune 120. Le potentiel électrique ou l'intensité de ce courant électrique est soigneusement ajusté(c) de manière à augmenter suffisamment la température de l'élément chauffant 102 pour faire chauffer, par effet Joule, une région de la couche cristalline 106 en contact avec l'extrémité supérieure 1022 de l'élément chauffant 102. Cela amène au moins une partie du matériau à changement de phase, dont est constituée la couche cristalline 106, à fondre. Si le front descendant de l'impulsion de potentiel est abrupt, à la fin de l'impulsion, le flux de courant électrique se termine rapidement et, en conséquence, la température locale diminue rapidement, trempant la structure vitreuse de la partie fondue du matériau à changement de phase. Il en résulte que l'impulsion électrique a transformé une partie du matériau à changement de phase d'une phase cristalline faiblement résistive en un état amorphe fortement résistif. On supposera, par exemple, que cet état amorphe correspond à la valeur logique 0. [0048] Pour lire une cellule mémoire à changement de phase 100 donnée, cette cellule mémoire 100 est d'abord sélectionnée en appliquant une polarisation en tension appropriée sur la grille 118 associée. On fait ensuite passer un courant, dont la valeur est suffisamment faible pour éviter tout changement de phase involontaire, dans la cellule 100 en appliquant un potentiel électrique approprié entre l'électrode associée 108 et la région de masse commune 120. Une résistance électrique, entre l'électrode 108 et l'élément chauffant 102, peut alors être mesurée. Cette résistance électrique reflète la valeur, 0 ou 1, qui a été précédemment mémorisée dans la cellule mémoire 100. [0049] Un inconvénient du dispositif mémoire 10 tel que représenté en figure 1 provient du fait que la couche cristalline 106 n'appartient pas à une seule cellule mémoire 100, mais est partagée par toutes les cellules mémoires 100 d'une même ligne de bit. Cela peut conduire à des problèmes pendant la programmation d'une cellule mémoire 100 donnée, en raison d'une diffusion thermique latérale qui peut perturber l'état amorphe de cellules adjacentes de la même ligne de bit. Cela peut aussi conduire à des problèmes pendant la lecture d'une cellule mémoire 100 donnée, puisque des chemins alternatifs de passage de courant peuvent être facilement fournis par des cellules mémoires adjacentes 100 de la même ligne de bit. Ces problèmes sont souvent appelés phénomènes de "diaphonie" entre des cellules mémoires adjacentes. [0050] Un autre inconvénient de la cellule mémoire 100 représentée en figure 1 est qu'on ne peut obtenir facilement que seulement deux états mémoires (correspondant typiquement à un état complètement cristallin et un état complètement amorphe) avec une telle cellule. En d'autres termes, on ne peut facilement stocker qu'un seul bit d'information dans une cellule mémoire 100. Cela provient du fait que des états inter- 7 médiaircs possibles ne sont pas stables puisqu'ils subissent un phénomène de dérive de résistance, qui conduit typiquement à une augmentation de résistance dans le temps. [0051] Selon les modes de réalisation décrits ci-après, la conception de la cellule mémoires 100 est modifiée afin de répondre à au moins une partie des inconvénients susmentionnés des cellules mémoires à changement de phase connues. [0052] La figure 2 représente deux vues en coupe simplifiées (A) et (B) d'un mode de réa- lisation d'une cellule mémoire à changement de phase 200. [0053] La vue (B) est une vue en coupe, suivant un plan de coupe BB, de la cellule mémoire 200 représentée dans la vue (A). [0054] La cellule mémoire à changement de phase 200 comprend un élément chauffant 202 ou élément résistif. L'élément chauffant 202 a, comme cela est représenté dans la vue (A), une section en forme de L. Cet élément chauffant 202 est connecté, par son pied 2020 (c'est-à-dire une surface inférieure de sa partie horizontale), à un élément de sélection (non représenté en figure 2), par exemple, un transistor. L'élément de sélection assure la capacité à adresser/sélectionner individuellement chaque cellule mémoire 200 dans un dispositif mémoire comprenant une matrice de cellules mémoires 200. [0055] L'élément chauffant 202 est entouré d'une couche isolante 204. L'épaisseur de cette couche isolante 204 est telle que la surface supérieure 2022 de la partie verticale de l'élément chauffant 202 est coplanaire avec la surface supérieure 2040 de la couche isolante 204. L'élément de sélection (non représenté en figure 2) est situé en dessous de la couche isolante 204 et contacte le pied 2020 de l'élément chauffant 202. [0056] La cellule mémoire 200 comprend en outre une couche cristalline 206. Cette couche cristalline 206 est en un matériau à changement de phase. La couche cristalline 206 est de préférence en un matériau chalcogénure, plus préférablement en un alliage de germanium (Ge), d'antimoine (Sb) et de tellure (Te). Un tel alliage sera appelé par la suite "GST". [0057] Une couche conductrice 208 repose sur et contacte la couche cristalline 206. Cette couche conductrice 208 forme typiquement une électrode (à connecter à la ligne de bit) de la cellule mémoire 200, alors que l'élément chauffant 202 forme une autre électrode (à connecter à la ligne de mot) de la cellule mémoire 200. Les deux électrodes sont aussi appelées ici électrode "supérieure" 208 et électrode "inférieure" 202, bien qu'aucune limitation ne s'impose à l'orientation de la cellule mémoire 200 en fonctionnement. [0058] Dans l'exemple de la vue (A), la partie supérieure de l'électrode supérieure 208 s'étend horizontalement suivant une direction orthogonale au plan de coupe BB. L'élément chauffant 202 est de préférence centré par rapport à la cellule mémoire 200. [0059] Selon un mode de réalisation préféré, une couche résistive 210 est intercalée entre la 8 couche isolante 204 et la couche cristalline 206. En d'autres termes : la couche résistive 210 est formée et repose à la fois sur la surface supérieure 2040 de la couche isolante 204 et sur la surface supérieure 2022 de la partie verticale de l'élément chauffant 202, la couche 210 étant en contact électrique avec l'élément chauffant 202 ; et la couche cristalline 206 est formée et repose sur la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210. [0060] La couche résistive 210 est par exemple en un métal réfractaire et/ou un nitrure mé- tallique réfractaire quelconque, comme TiN (nitrure de titane), Ta (tantale), TaN (nitrure de tantale) ou W (tungstène). [0061] Des parois latérales de la cellule mémoire 200 sont entourées d'une région isolante 212. Toutes les quatre faces latérales de la couche cristalline 206 et de la couche résistive 210 sont, comme cela est représenté dans les vues (A) et (B), totalement enfermées/enveloppées par cette région isolante 212, alors que seulement une partie de la couche conductrice 208 est flanquée de la région isolante 212. Dans un dispositif mémoire (non représenté en figure 2) constitué d'une matrice de cellules mémoires 200, cela permet à l'électrode supérieure 208 de connecter les couches cristallines 206 d'autres cellules mémoires 200 d'une même ligne de bit. [0062] En raison de la présence de la région isolante 212, la cellule mémoire 200 est dite "cellule entièrement confinée". Dans une matrice mémoire à changement de phase (non représentée), la région isolante 212 se comporte en effet comme une isolation galvanique ainsi que comme une barrière thermique séparant des cellules adjacentes, évitant ainsi des interférences entre cellules. Le phénomène de diaphonie entre cellules mémoires adjacentes, qui a été décrit en référence à la figure 1, ne peut théoriquement pas avoir lieu dans une cellule mémoire entièrement confinée comme la cellule mémoire 200 représentée en figure 2. [0063] La figure 3 représente trois vues en coupe simplifiées (A), (B) et (C) de diverses étapes d'un procédé d'écriture dans une cellule mémoire à changement de phase. [0064] La vue (A) représente une cellule PCM similaire à la cellule mémoire 200 sus- mentionnée, dont la couche 206 constituée de GST présente initialement une phase/ structure entièrement cristalline. En d'autres termes, la couche 206 est, dans la vue (A), entièrement constituée d'une phase/région cristalline 206C. C'est le cas, par exemple, avant le début des opérations d'écriture dans la cellule mémoire 200. [0065] Pour écrire dans la cellule mémoire 200, une tension est appliquée entre l'électrode supérieure 208 (couche conductrice) et l'électrode inférieure 202 (élément chauffant). Cette tension donne naissance à un courant électrique circulant à travers la couche 206, qui est initialement entièrement constituée d'une phase cristalline 206C. La cellule mémoire 200 est ainsi chauffée, par l'élément chauffant 202, jusqu'à une température 9 suffisante pour rendre amorphe au moins une partie de la couche cristalline 206. [0066] Dans la vue (B), un chauffage par effet Joule dû au courant électrique circulant dans la cellule mémoire 200 fait qu'une partie de la couche 206 change de phase, formant ainsi une région amorphe 206A au-dessus de la surface supérieure 2100 de la couche résistivc 210. La région amorphe 206A forme un dôme qui est verticalement aligné avec la surface supérieure 2022 de la partie verticale de l'élément chauffant 202, qui est centrée par rapport à la cellule mémoire 200. [0067] Dans la région amorphe 206A située directement au-dessus de l'élément chauffant 202, le GST dont est constitué la couche 206 a changé/commuté de phase, en raison du chauffage, d'une phase cristalline à un état amorphe. La région amorphe 206A recouvre seulement partiellement, dans la vue (B), la surface supéricure/du haut 2100 de la couche résistivc 210 (c'est-à-dire la surface de la couche résistivc 210 qui est en contact avec la couche 206). Dans la vue (B), la couche 206 est par conséquent constituée à la fois de la région amorphe 206A, où le changement de phase a eu lieu lors du chauffage, et de la phase cristalline 206C, dans laquelle le changement de phase n'a pas encore cu lieu. [0068] Si une cellule mémoire comme la cellule mémoire 200 représentée en vue (B) est sé- lectionnée pour une lecture et si la tension de polarisation appropriée est appliquée entre l'électrode supérieure 208 et l'électrode inférieure 202, le courant électrique passe à travers la région cristalline 206C et la partie de couche résistivc 210 recouverte par la région amorphe 206A. En fait, le courant électrique circule par deux chemins parallèles (non représentés en figure 2) de façon à contourner la région amorphe 206A. Chacun de ces cieux chemins comprend l'une des deux branches de la partie de la couche résistive 210, qui s'étendent dans des directions opposées à partir de la surface supérieure 2022 de l'élément chauffant 202, et sont recouvertes par la région amorphe 206A. [0069] En raison du fait que l'élément chauffant 202 est centré, ces deux chemins ont une résistance électrique équivalente. La résistivité et l'épaisseur de la couche résistive 210 sont telles que la résistance de la cellule mémoire 200 dans l'état représenté en vue (B) est supérieure à la résistance de la cellule mémoire 200 dans l'état représenté en vue (A). En outre, puisque la résistance de la couche résistive 210 est stable pendant le temps de fonctionnement, c'est-à-dire est stable dans le temps sous une température élevée nécessaire pour faire fonctionner la cellule, la cellule dans l'état représenté en vue (B) est presque exempte du problème de dérive de résistance. [0070] On suppose que la tension, appliquée entre l'électrode supérieure 208 et l'électrode inférieure 202, est ensuite augmentée afin d'augmenter l'intensité du courant électrique passant dans la couche 206. Cela provoque une augmentation de température dans la couche 206, amenant ainsi le changement de phase à se poursuivre dans la phase cristalline 206C. Une partie du GST cristallin, contenu à l'intérieur de la région cristalline 206C, est par conséquent progressivement convertie en GST amorphe ce qui conduit à une région amorphe 20M étendue. [0071] De façon analogue, l'étendue de la partie de la couche résistive 210 recouverte par la région amorphe 206A s'agrandit aussi et sa résistance augmente, de manière sensiblement proportionnelle à une longueur de la partie de la surface 2100 qui est recouverte par la région amorphe 206A. Par conséquent, la résistance de la cellule augmente aussi. Cela permet une programmation multinivcau de la cellule, avec une précision analogique, et des valeurs de résistance stables dans le temps (sans dérive). [0072] Comme cela est représenté en vue (C), r amorphisation (c'est-à-dire le processus pendant lequel le GST cristallin est transformé en GST amorphe) peut conduire à une situation dans laquelle la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210 est complètement recouverte de GST amorphe. Dans ce cas, la région cristalline 206C est ainsi complètement séparée de la couche résistive 210 par la région amorphe 206A. La poursuite du chauffage peut même amener la région cristalline 206C à être complètement remplacée par la région amorphe 206A (c'est-à-dire une couche 206 dans laquelle tout le GST a été rendu amorphe). [0073] Grâce à la région isolante 212 entourant la cellule mémoire 200, tous les chemins de conduction électrique qui sont théoriquement possibles passent à travers la couche 206. En considérant le fait que la région amorphe 206A peut être moins conductrice (ou plus résistante) que la région cristalline 206C de plusieurs ordres de grandeur, il n'y a pratiquement aucun chemin de conduction restant entre l'électrode supérieure 208 et l'électrode inférieure 202. [0074] Les deux électrodes 202, 208 sont par conséquent complètement isolées entre elles grâce à la région isolante 212 et à la région amorphe 206A de la couche GST 206. [0075] Sur la base du fait que, comme cela a été précédemment montré, la résistance électrique augmente lorsque la région amorphe 206A croît, trois états mémoires de la cellule mémoire 200 sont définis arbitrairement : un premier état mémoire est défini par le fait qu'aucune région amorphe 206A ne recouvre la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté en vue (A) ; un deuxième état mémoire est défini par le fait que la région amorphe 206A recouvre totalement la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté en vue (C) ; et un état mémoire intermédiaire est défini par le fait que la région amorphe 206A recouvre seulement partiellement la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté en vue (B). [0076] On obtient ainsi avantageusement avec la cellule mémoire 200 un nombre d'états 11 mémoires supérieur à deux, à savoir trois états mémoires, comme cela est représenté en figure 3. Cela permet un stockage d'informations à haute densité dans des dispositifs mémoires (non représentés) comprenant une pluralité de cellules PCM 200. [0077] Il convient de noter que la résistance de la cellule mémoire 200 augmente de manière monotone avec l'augmentation de la partie de la région amorphe 206A recouvrant la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210. Puisque la résistance de l'état représenté en vue (B) peut ainsi être modulée de manière analogique en augmentant le courant de programmation, on peut envisager pour cet état mémoire de multiples niveaux logiques, pour de la mémoire numérique, et/ou une mémorisation analogique de poids synaptiques, pour des puces ncuromorphiques, entre les deux états mémoires extrêmes représentés respectivement dans les vues (A) et (C). [0078] La figure 4 représente quatre vues en coupe (A), (B), (C) et (D) simplifiées, de diverses étapes d'un procédé d'écriture dans une autre cellule mémoire à changement de phase 300. [0079] La cellule mémoire 300 est similaire à la cellule mémoire 200 décrite précédemment en relation avec les figures 2 et 3, excepté que l'élément chauffant 202 de la cellule mémoire 300 n'est plus centré mais de préférence décalé par rapport à un centre de la cellule mémoire 300. En particulier, chaque cellule mémoire 300 d'une mémoire est entourée latéralement d'une région isolante 212. L'élément chauffant 202 est ainsi décalé vers un côté de la cellule mémoire 300. En figure 4, l'élément chauffant 202 de la cellule mémoire 300 est décalé vers le côté gauche. [0080] La vue (A) de la figure 4 est similaire à la vue (A) de la figure 3. Elle représente la cellule PCM 300, dont la couche 206 en GST présente initialement une phase/structure entièrement cristalline. La couche 206 est ainsi, dans la vue (A), entièrement constituée de la phase/région cristalline 206C. [0081] Dans la vue (B), un chauffage par effet Joule résultant du courant électrique passant dans la cellule mémoire 300 fait qu'une partie de la couche 206 change de phase, formant ainsi une région amorphe 206A au-dessus de la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210. La région amorphe 206A forme un dôme qui est verticalement aligné avec la surface supérieure 2022 de la partie verticale de l'élément chauffant 202. Ce dôme n'est plus centré par rapport à la cellule mémoire, contrairement à la vue (B) de la figure 3. [0082] Dans la vue (C), la région amorphe 206A s'étend au-dessus de la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210 et aussi sur au moins une paroi latérale de la couche GST 206 (sur le côté gauche, en vue (C)). La région amorphe 206A forme un dôme qui recouvre partiellement la région isolante 212, réduisant ainsi considérablement les chemins de conduction possibles par rapport à la vue (B). En vue (B), deux branches parallèles de la partie de la couche résistive 210, qui s'étendent dans des directions 12 opposées à partir de la surface supérieure 2022 de l'élément chauffant 202, permettent la conduction, tandis qu'en vue (C) une seule branche permet la conduction. [0083] La vue (D) de la figure 4 est similaire à la vue (C) de la figure 3. La surface su- périeure 2100 de la couche résistive 210 est complètement recouverte par le GST amorphe. Dans ce cas, la région cristalline 206C est ainsi complètement séparée de la couche résistive 210 par la région amorphe 206A. Le dôme amorphe formé par la région amorphe 206A est en contact avec la totalité des quatre parois latérales de la couche GST 206. L'électrode supérieure 208 et l'électrode inférieure 202 sont par conséquent presque totalement isolées entre elles. [0084] Quatre états mémoires de la cellule mémoire 300 sont définis arbitrairement : un premier état mémoire est défini par le fait qu'aucune région amorphe 206A ne recouvre la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté en vue (A) ; un deuxième état mémoire est défini par le fait que la région amorphe 206A recouvre totalement la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté en vue (D) ; et deux états mémoires intermédiaires sont définis par le fait que la région amorphe 206A recouvre partiellement la surface supérieure 2100 de la couche résistive 210, comme cela est représenté dans les vues (B) et (C). [0085] Quatre états mémoires sont ainsi obtenus avec la cellule mémoire 300. Cela permet d'obtenir un stockage à haute densité d'informations dans des dispositifs mémoires (non représentés) comprenant une pluralité de cellules PCM 300, dans lesquels deux bits de données peuvent être mémorisés dans chaque cellule PCM 300. [0086] La figure 5 représente schématiquement un mode de réalisation d'une mémoire 500. [0087] La mémoire 500 comprend : un seul ou plusieurs dispositifs mémoires, comme des dispositifs comprenant des cellules mémoires 200 et/ou 300 décrites précédemment en relation avec les figures 3 et 4, et représentés en figure 5 par un bloc 502 (NVM) ; un module de traitement de données, représenté par un bloc 504 (PU), par exemple, un microprocesseur ; un seul ou plusieurs dispositifs mémoires, représentés par un bloc 506 (MEM), et qui peuvent être des dispositifs mémoires différents de ceux du bloc 502 ; un bloc 508 (FCT) comprenant d'autres fonctions électroniques, par exemple des capteurs, des circuits de commande de charge, etc. ; et un bus de données 510 permettant des transferts de données entre les différents composants. [0088] Le bloc 502 comprend de préférence un circuit pour adresser la matrice de cellules mémoires 200 et/ou 300. 13 [0089] Tl est possible que les dispositifs mémoires du bloc 506 ne soient pas des dispositifs mémoires à changement de phase, mais des RAM, des mémoires volatiles reprogrammables (EEPROM, Flash, etc.). [0090] Dans une variante, le bloc 506 peut être omis. Les dispositifs mémoires de la mémoire 500 sont alors seulement des dispositifs mémoires comme des dispositifs mémoires comprenant des cellules mémoires 200 et/ou 300. Cette mémoire est alors entièrement une mémoire non volatile. [0091] La figure 6 représente schématiquement un mode de réalisation d'une puce neuro- morphique 600. [0092] La puce ncuromorphiquc 600 comprend une matrice de coeurs neuronaux 60 formant une architecture répartie parallèle. Ces coeurs neuronaux sont reliés, de préférence couplés entre eux, par un ou plusieurs bus 62. Le ou les bus 62 sont fonctionnellement équivalents à des synapses à l'intérieur d'un cerveau ou d'un réseau neuronal. [0093] Chaque coeur neuronal 60 comprend : un module d'entrée/sortie, représenté par un bloc 64 (VO), qui est connecté au ou aux bus 62 ; un module de traitement central, représenté par un bloc 66 (CPU), par exemple un microprocesseur ; et un dispositif mémoire, comme la mémoire 500 décrite précédemment en relation avec la figure 5, et représenté en figure 6 par un bloc 68 (MEMORY), ou contenant seulement une partie des composants de la mémoire 500, au moins un dispositif mémoire 502 de cellules mémoires à changement de phase comme décrites en relation avec les figures 3 et 4. [0094] L'utilisation d'un dispositif mémoire 68 comprenant des cellules mémoires comme les cellules mémoires 200 et 300 permet d'améliorer la densité de stockage, diminuant ainsi les dimensions de chaque coeur neuronal 60. Cela permet d'obtenir une puce neuromorphique 600 plus petite, qui peut par conséquent être plus facilement mise en oeuvre dans un circuit. [0095] Divers modes de réalisation et diverses variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certains éléments de ces modes de réalisation peuvent être combinés et d'autres variantes apparaîtront facilement à l'homme de l'art. En particulier, bien que les procédés d'écriture décrits en relation avec les figures 3 et 4 donnent un nombre de respectivement trois et quatre états mémoires, on notera qu'on pourrait obtenir un nombre encore plus élevé d'états mémoires dans les deux cas, pourvu que le changement de résistance électrique entre ces états mémoires soit suffisamment significatif pour être mesuré de manière fiable. [0096] Finalement, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et des variantes qu'on a décrits ici est dans les capacités de l'homme de l'art sur la base de la des- cription fonctionnelle donnée ici. 14 15 REVENDICATIONS[Revendication 1] Cellule mémoire à changement de phase (200 ; 300), comprenant : un élément chauffant (202) ; et une couche cristalline (206), située au-dessus de l'élément chauffant (202), des parois latérales de la cellule (200 ; 300) étant entourées par une région isolante (212). [Revendication 2] Cellule selon la revendication 1, dans laquelle une couche résistive (210) est intercalée entre l'élément chauffant (202) et la couche cristalline (206). [Revendication 3] Cellule selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle une résistance électrique de la cellule (200 ; 300) est modifiée en rendant amorphe la couche cristalline (206). [Revendication 4] Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle : un premier état mémoire est défini par le fait qu'aucune région amorphe (206A) ne recouvre une surface supérieure (2100) de la couche résistive (210) ; un deuxième état mémoire est défini par le fait qu'une région amorphe (206A) recouvre totalement la surface supérieure (2100) de la couche résistive (210) ; et au moins un état mémoire intermédiaire est défini par le fait que la région amorphe (206A) recouvre partiellement la surface supérieure (2100) de la couche résistive (210). [Revendication 5] Cellule selon la revendication 4, dans laquelle la résistance électrique de la cellule (200 ; 300) augmente de façon monotone en augmentant une partie de la région amorphe (206A) qui recouvre la surface supérieure (2100) de la couche résistive (210). [Revendication 6] Cellule selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle exactement un état mémoire intermédiaire est défini par le fait que la région amorphe (206A) recouvre partiellement la surface supérieure (2100) de la couche résistive (210). [Revendication 7] Cellule selon la revendication 6, dans laquelle l'élément chauffant (202) est centré par rapport à la cellule (200). [Revendication 8] Cellule selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle exactement deux états mémoires intermédiaires sont définis par le fait que la région amorphe (206A) recouvre partiellement la surface supérieure (2100) de la couche résistive (210). 16 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] Cellule selon la revendication 8, dans laquelle l'élément chauffant (202) est décalé par rapport à un centre de la cellule (300). Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la couche cristalline (206) est en un alliage chalcogénure de germanium, d'antimoine et de tellure, GST. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la couche cristalline (206) est recouverte d'une couche conductrice (208). Dispositif mémoire (500) comprenant au moins une cellule mémoire (200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. Puce ncuromorphique (600) comprenant au moins un dispositif mémoire (500) selon la revendication 12. Procédé d'écriture dans une cellule mémoire (200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la cellule est chauffée, par l'élément chauffant (202), jusqu'à une température suffisante pour rendre partiellement ou totalement amorphe la couche cristalline (206).