Estrazione dei parassiti e simulazione di un interruttore NEMS per applicazioni industriali future

Il primo computer interamente elettronico ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), formato da tubi a vuoto, consumava 200 kW di potenza. Da allora il consumo di energia è diventato il principale problema da affrontare nello sviluppo delle tecnologie microelettroniche. Questo ostacolo risulta ancora più difficile da superare nello sviluppo di tecnologie nanometriche dove la potenza di leakage è confrontabile alla potenza dinamica se non superiore. Ciò è particolarmente un problema per le applicazioni emergenti dei cosidetti componenti intelligenti, quali gli autonomous sensor nodes, i dispositivi di comunicazione wireless e i nuovi computer portatili che richiedono tutti circuiti logici con un’efficienza energetica notevolmente migliorata. Il lavoro di questa tesi, svolto presso l’azienda STMicroelectronics, si colloca all’interno di un progetto europeo, chiamato NEMIAC, che ha come obbiettivo quello di studiare e realizzare una nuova tecnologia di interruttori elettromeccanici in grado di sostituire, o affiancare, i transistori CMOS nei circuiti logici digitali, garantendo una potenza di leakage pressochè nulla e una potenza dinamica paragonabile a quella dei CMOS. In particolare, lo scopo di questa tesi è quello di contribuire alla creazione di un modello elettromeccanico del dispositivo base di questa tecnologia che sia il più verosimile alla realtà, da poter permettere facilmente la progettazione di complessi sistemi elettromeccanici via software, come accade già per i CMOS. Nello specifico, verrà realizzata una procedura che permetta l’estrazione di tutti gli elementi elettrici parassiti presenti in questo tipo di dispositivo, tramite alcuni software già esistenti. Questi parametri verranno integrati correttamente con il modello comportamentale fornito da collaboratori del progetto. In seguito saranno realizzate delle simulazioni per verificare l’effettivo comportamento del modello creato, confrontandolo con alcuni valori sperimentali forniti da test effettuati su dei primi interruttori elettromeccanici già realizzati fisicamente.