Threshold Switching in CdTe Photovoltaics

With the ubiquitous acceptance of PVs, the number of devices manufactured annually is following an exponential trend. Yet, the manufacturing process of important brands of thin film solar cells involves a tedious and expensive step of laser scribing. The time-consuming and technologically involved laser scribing method remains widely used to contact the device electrodes. This work examines an alternative method (threshold switching phenomenon) to create an enduring conductive path in cadmium telluride (CdTe) PV, which eliminates the pitfalls in conventional scribing technology. The samples undergoing threshold switching show a promising sign of the conductive path compared to the control samples. This method could potentially lead to the manufacturing technology saving time, money, and raw materials along with added reliability and efficiency.Comment: 5 Figures, 8 page

A Versatile, Voltage-Pulse Based Read and Programming Circuit for Multi-Level RRAM Cells

In this work, we present an integrated read and programming circuit for Resistive Random Access Memory (RRAM) cells. Since there are a lot of different RRAM technologies in research and the process variations of this new memory technology often spread over a wide range of electrical properties, the proposed circuit focuses on versatility in order to be adaptable to different cell properties. The circuit is suitable for both read and programming operations based on voltage pulses of flexible length and height. The implemented read method is based on evaluating the voltage drop over a measurement resistor and can distinguish up to eight different states, which are coded in binary, thereby realizing a digitization of the analog memory value. The circuit was fabricated in the 130 nm CMOS process line of IHP. The simulations were done using a physics-based, multi-level RRAM model. The measurement results prove the functionality of the read circuit and the programming system and demonstrate that the read system can distinguish up to eight different states with an overall resistance ratio of 7.9

Análisis de viabilidad de una celda de memoria enmascarable basada en RRAMs para aplicaciones de seguridad

En el año 2008 se fabricó el primer elemento memristivo, constatando lo que en 1971 había postulado teóricamente el ingeniero eléctrico e informático Leon Chua. Desde entonces, se ha investigado exhaustivamente en laboratorios y centros de todo el mundo las posibles aplicaciones de estos nuevos dispositivos en la tecnología actual. Un elemento memristivo o memristor,es un dispositivo electrónico pasivo que, junto con la resistencia, el condensador y la inductancia, forman los cuatro elementos básicos de los circuitos eléctricos. Se pueden implementar físicamente de diversas maneras, experimentando en este proyecto con una de ellas: las RRAMs (Resistive Random Access Memory). El principio de funcionamiento de estos dispositivos, desarrollado en el capítulo 4, consiste en la regeneración y ruptura parcial de un filamento conductor provocando que estos adquieran dos estados resistivos característicos: LRS, del inglés “Low Resistive State” y HRS, del inglés “High Resistive State”.El objetivo principal del proyecto es diseñar y simular una celda de memoria enmascarable de un bit para aplicaciones en seguridad hardware contra ataques invasivos como la ingeniería inversa. Para ello, se ha utilizado la configuración en serie de dos RRAMs que permiten enmascarar un bit mediante un método que se desarrollará en el presente trabajo. Se confirman observaciones realizadas en diferentes publicaciones, y se toman como punto de partida para el análisis de la viabilidad de la celda de memoria enmascarable. En primer lugar, en el capítulo 5, se confirma con las RRAMs aisladas el efecto dela corriente de “compliance”de la operación de escritura de setsobre la ventana que tiene la RRAM entre sus dos estados resistivos (LRS y HRS). En segundo lugar, en el capítulo 6, se trabaja con las RRAMs configuradas en serie, confirmando experimentalmente que conmuta aquella que tiene una resistencia mayor cuando ambas se encuentran en estado resistivo bajo (LRS), y que lo hace durante todos los ciclos de la experimentación. En los capítulos 7 y 8, se realiza una propuesta de circuito de control de la celda de memoria enmascarable y su simulación eléctrica, confirmando los resultados que se esperaban y, por lo tanto, concluyendo que es viable la realización de una celda de memoria enmascarable basada en dispositivos RRAMs en serie. Para terminar, en el capítulo 9, se realiza un estudio económico con los costes, tanto de instrumentación como de recursos humanos, imputados al proyecto de investigació