Gian Domenico LICCIARDO | Projects

CARATTERIZZAZIONE E MODELLI DI DISPOSITIVI E CIRCUITI IN 4H-SIC E SEMICONDUTTORI ORGANICI. ACCELERATORI HW PER ESPANSIONE DEL RANGE DINAMICO DI IMMAGINI.

Nella fase iniziale l’attività di ricerca si concentrerà sullo studio mediante simulazioni numeriche di giunzioni p-n realizzate mediante impiantazione ionica su strati epitassiali in 4H-SiC, al fine di pervenire a modelli del funzionamento statico e dinamico in funzione dei parametri di impianto e delle caratteristiche dell’annealing post-impiantazione che influenza l’energia di attivazione delle specie droganti e quindi la densità di cariche libere che la giunzione p-n potrà iniettare. Contemporaneamente, si provvederà ad eseguire misure anche al variare della temperatura per caratterizzare il comportamento della giunzione alle elevate correnti. Successivamente si lavorerà alla integrazione della giunzione nella struttura del transistore BMFET e, con l’ausilio del simulatore, si provvederà allo sviluppo delle geometrie ottime per pervenire alle desiderate performance in termini di tensione di blocco e guadagno di corrente. Durante questa fase, utilizzando i risultati sperimentali della fase precedente, si procederà allo sviluppo di modelli analitici in grado di descrivere il comportamento dei dispositivi in funzione dei diversi parametri elettrici e geometrici sia per il comportamento dinamico che per il comportamento switching, al fine di ricavare, nella fase finale, un modello compatto del dispositivo cosicché esso possa essere efficacemente integrato nel simulatore circuitale SPICE e Verilog-A in modo che i dispositivi progettati possano essere simulati in apparati circuitali di tipo misto. Contemporaneamente si provvederà alla realizzazione di un prototipo del dispositivo. Misure di caratterizzazione e prestazioni saranno successivamente eseguite mediante apparecchiatura dedicata e set-up di misura appositamente predisposti.I dispositivi organici saranno realizzati nella camera pulita, classe 100 presente nel laboratorio di Microelettronica dell’Università degli studi di Salerno. I transitsori organici realizzati avranno un’architettura top-contact e la struttura sarà formata dalla successione a strati substrato/gate/dielettrico/semiconduttore/source-drain. Lo strato dielettrico sarà realizzato con il polimero commerciale PVP (Poly-Vinil-Phenolo). Il semiconduttore è costituito da un film sottile di pentacene realizzato tramite la deposizione fisica da fase vapore (PVD). Per tutti i dispositivi viene utilizzato come substrato il vetro, per il contatto di gate l’ITO e per il source e il drain l’oro. Per ciascuna di queste strutture saranno realizzati più campioni con diversi fattori di forma e spessore dello strato attivo. Successivamente, su questi campioni saranno effettuate misure di corrente-tensione, ovvero misure delle caratteristiche di uscita e delle trans-caratteristiche e misure di capacità. Successivamente si progetterà una configurazione invertente sulla base delle analisi effettuate analizzando i parametri di maggiore interesse sia statici che dinamici.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 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.