Alfredo RUBINO | Progetti

SVILUPPO DI DISPOSITIVI DI POTENZA IN 4H-SIC. PROGETTAZIONE DI FOTOTRANSISTORI ORGANICI. ACCELERATORI HW PER ESPANSIONE DEL RANGE DINAMICO DI IMMAGINI DI IMMAGINI.

L’attività sul Si-C prevede tre fasi successive:1) Studio preliminare: simulazioni numeriche per determinare l’influenza dei parametri geometrici (profondità di giunzione, larghezza del canale) e fisici (drogaggio delle regioni attive, resistenza di contatto) sulle prestazioni del dispositivo. Queste sono riassumibili in massima tensione di blocco, minima caduta ohmica e stabilità termica. Tali risultati saranno confrontati con le specifiche di processo forniti dalla foundry. Eventuali discordanze tra i parametri forniti e le specifiche del processo tecnologico richiederanno una modifica dei dati proposti.2) Realizzazione e caratterizzazione dei dispositivi: saranno disegnati i layout. Saranno aggiunte strutture di test dedicate all’estrazione dei parametri fisici, come il tempo di vita e la mobilità; da loro dipendono le prestazioni dei dispositivi. Dopodiché, saranno realizzati i dispositivi progettati ed effettuata la caratterizzazione elettrica, termica ed elettro-ottica. 3) Verifica dei risultati: i dispositivi saranno simulati con i valori geometrici del processo di fabbricazione e con quelli fisici estratti dalle strutture di test. Dal confronto si minimizzerà gli effetti negativi agendo sul layout della struttura. In più, si svilupperanno modelli analitici in grado di descrivere il comportamento dei dispositivi, privilegiando le relazioni tra i parametri fisici e geometrici e la massima tensione di blocco e la minima resistenza in fase di conduzione. Successivamente, si lavorerà per ricavare un modello utilizzabile nel simulatore circuitale SPICE per l'utilizzo in circuiti elettronici.Attività prevista su OPT:1) Studio preliminare: I modelli convenzionali verranno modificati per portare in conto l’interazione tra la luce, l’eccitazione molecolare e il trasporto dei portatori di carica. Nel caso di miscele di semiconduttori organici, verranno usati modelli statistici basati sul metodo Monte Carlo. Si punterà, inoltre, all’ottimizzazione del processo di fabbricazione e delle geometrie.2) Realizzazione e caratterizzazione dei dispositivi: i risultati delle simulazioni saranno confrontati con i risultati sperimentali per validare lo il modello ottenuto. Saranno messe a punto tecniche di caratterizzazione elettrica, termica ed elettro-ottica, con misure statiche e dinamiche. Saranno estratti i parametri dei materiali e dei dispositivi.3) Modellizzazione: i risultati sperimentali saranno utilizzati per lo sviluppo di modelli analitici che descrivano il comportamento dei dispositivi in funzione dei parametri fisici, elettrici e geometrici. Verranno indagati i i meccanismi che si instaurano all’interfaccia tra semiconduttore e isolante, laddove cioè si forma il canale di conduzione, e le dinamiche di iniezione di carica all’interfaccia tra semiconduttore e metallo. Si punterà alla formulazione di equazioni in grado di prevedere il comportamento dei dispositivi organici.Per quanto riguarda l'accelerazione di algoritmi di inverse tone mapping al fine di espandere immagini LDR in HDR, quanto evidenziato nella base di partenza scientifica suggerisce una prima fase delle attività che sarà dedicata alla ricerca di soluzioni algoritmiche che meglio si adattino ad una implementazione efficace in hardware. Successivamente si valuteranno le effettive prestazioni ottenibili da una implementazione in HW, cercando di contenere le risorse fisiche richieste dalla implementazione. Nella seconda fase saranno sviluppate alcune tecniche innovative, anche da un punto di vista algoritmico, per la creazione di immagini HDR da LDR. Saranno successivamente valutati i risvolti implementativi delle soluzioni proposte su piattaforme programmabili, con l'obiettivo finale di valutare implementazioni in-silicon di tutte le componenti progettate. L'intero sviluppo avrà come specifica anche la dissipazione di potenza al fine di trovare il compromesso ottimo tra velocità di calcolo e risparmio energetico.