Simulation de TFT organique avcc outils TCAD
Creators: name: Δήμκου, Ιωάννα Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Οργανικά τρανζίστορ λεπτού υμενίου
Προσομοίωση Silvaco
Οργανικοί ημιαγωγοί
Organic transistors thin film
Simulation Silvaco
Organic Semiconductors

description: The purpose of this thesis is the study of organic thin film transistors and the impact of different critical region sizes in their electrical characteristics. The simulation was based on models and parameters similar to those of previous simulations in Organic Thin Film Transistors. By optimizing critical region sizes of the device, channel length, channel width and also the gate oxide thickness are changed in order to have optimum transistor performance. Especially, the investigation of the impact of these parameters for the threshold voltage, SubthresholdSlope, Ion and maximum transconductance was been done. The work is divided in four chapters. The first is an introduction for the organic thin film transistors. The second presents the simulation program that is used. In the third chapter, the basic parameters of the simulation are presented. In the last chapter, the results and a comparison of the different devices are discussed. The first one is related to the basic theoretical background of organic materials, organic semiconductors and the difference of organic transistors from the inorganic. For the most part, the organic thin film transistors are examined. Their parameters, architecture and characteristics are mentioned. The second is related to the simulations performed with simulation program. An intensive description of all TCAD tools have been done. The ATLAS of Silvaco that is used for our simulation is presented. The third chapter contain the basic concept of the simulation that was used along necessary parameters that was made for the simulation. Also, the description of the architecture of our device is discussed. The last chapter contain the results of the simulations. The forth chapter presents the results regarding the selection and the evaluation of the appropriate physical models and thicknesses of regions for the top gate organic thin film transistors with the channel of pentacene. In addition, the optimum values for each simulation are illustrated graphically and discussed. Finally, a conclusion for our simulation is presented. The final code that have been used is in the end of the thesis.
description: Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μελέτη των τρανζίστορ οργανικής λεπτής μεμβράνης και η επίδραση των διαφορετικών μεγεθών των περιοχών τους στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τους. Η προσομοίωση βασίστηκε σε μοντέλα και παραμέτρους παρόμοια με εκείνα των προηγούμενων προσομοιώσεων σε οργανικά τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης. Με τη βελτιστοποίηση των μεγεθών της κρίσιμης περιοχής της συσκευής, το μήκος του καναλιού, το πλάτος του καναλιού αλλά και το πάχος του οξειδίου πύλης αλλάζουν ώστε να έχουν τη βέλτιστη απόδοση του τρανζίστορ. Ιδιαίτερα, διερευνήθηκε η επίδραση αυτών των παραμέτρων για την τάση κατωφλίου, η κλίση υποκατωφλίου, το Ion και τη μέγιστη διαγωγιμότητα. Το έργο χωρίζεται σε τέσσερα κεφάλαια. Το πρώτο είναι μια εισαγωγή για τα τρανζίστορ οργανικής λεπτής μεμβράνης. Το δεύτερο παρουσιάζει το πρόγραμμα προσομοίωσης που χρησιμοποιείται. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι βασικές παράμετροι της προσομοίωσης. Στο τελευταίο κεφάλαιο, συζητούνται τα αποτελέσματα και γίνεται σύγκριση των διαφορετικών συσκευών. Το πρώτο σχετίζεται με το βασικό θεωρητικό υπόβαθρο των οργανικών υλικών, τους οργανικούς ημιαγωγούς και τη διαφορά των οργανικών τρανζίστορ από τα ανόργανα. Ως επί το πλείστων, εξετάζονται τα τρανζίστορ οργανικής λεπτής μεμβράνης. Οι παραμέτρους, η αρχιτεκτονική και τα χαρακτηριστικά τους αναφέρονται. Το δεύτερο σχετίζεται με τις προσομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν με το πρόγραμμα προσομοίωσης. Έχει γίνει μια εντατική περιγραφή όλων των εργαλείων TCAD. Παρουσιάζεται το ATLAS της Silvaco που χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μας. Το τρίτο κεφάλαιο περιέχει τη βασική ιδέα της προσομοίωσης που χρησιμοποιήθηκε κατά μήκος των απαραίτητων παραμέτρων που έγιναν για την προσομοίωση. Επίσης, συζητείται η περιγραφή της αρχιτεκτονικής της συσκευής μας. Το τελευταίο κεφάλαιο περιέχει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων. Το τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζει τα αποτελέσματα σχετικά με την επιλογή και την αξιολόγηση των κατάλληλων φυσικών μοντέλων και πάχους περιοχών για τα τρανζίστορ οργανικής λεπτής μεμβράνης κορυφαίας πύλης με το κανάλι του πεντακένιου. Επιπλέον, οι βέλτιστες τιμές για κάθε προσομοίωση απεικονίζονται γραφικά και συζητούνται. Τέλος, παρουσιάζεται ένα συμπέρασμα για την προσομοίωση μας. Ο τελικός κώδικας που χρησιμοποιήθηκε είναι στο τέλος της διατριβής.