Contribution à la modélisation des transistors organiques

Ce travail porte sur l étude de la modélisation du transistor organique ainsi que son implémentation numérique. L objectif est la prise en compte des spécificités des matériaux organiques dans le calcul des caractéristiques courant-tension du transistor, de manière à permettre une analyse physique du comportement des transistors, et par suite de pouvoir agir sur les paramètres technologiques de fabrication, et améliorer les performances des composants et des circuits. Dans un premier temps, un modèle semi-analytique 1D a été développé, sur la base du modèle du transistor MOS silicium en prenant en compte un certain nombre d effets parasites (résistances ohmiques des contacts, injection non linéaire au contact source). L impact des phénomènes d injection sur l extraction des paramètres essentiels du transistor (mobilité effective et tension de seuil) ont pu être clairement soulignés. De plus, l existence de champs électriques très élevés au contact injectant a été mise en évidence. Ensuite, il est apparu utile de développer un modèle numérique du calcul du courant drain pour prendre en compte d avantage de spécificités des matériaux organiques (densités d états, autres modèles d injection, profils de mobilités, etc.). Ce modèle est basé sur le calcul distribué du potentiel dans le canal. Dans un premier temps, la résolution numérique de l équation de Poisson a été implémentée pour calculer la charge accumulée. Cela a également permis de souligner clairement les différences entre la tension de seuil effective UT-eff et la tension UONSET. Ce travail préliminaire pose les bases nécessaires à la poursuite de l analyse physique de la caractéristique courant-tensionThis study focuses on organic transistor modeling, and its numerical implementation. Considering the specificities of organic materials, current-voltage characteristics of the transistor are calculated. First, a semi-analytical 1D transistor model was developed, derived from the silicon MOS model, including a number of parasitic effects (contact resistances, non-linear injection at the source contact). The impact of the injection phenomena on the extraction of key parameters (effective mobility and threshold voltage) has been clearly highlighted, and successful comparison with experimental results was established. Moreover, the existence of very high electric fields at the injecting contact was shown. The usual gradual channel approximation fails in the presence of these high fields, and 2D Poisson equation is used to evidence a depleted zone formation near the source contact. The 1D model fails to accurately describe organic transistor behavior near threshold, as well as to take into account some specific properties of disordered organic materials, such as gaussian density of states, injection and transport through localized states, etc... Therefore, a distributed model has been developed. Numerical resolution of the Poisson equation has been implemented to calculate the accumulated charge in the presence of an electric field gradient along the channel. One result of this preliminary work was to clearly highlight the difference between the effective threshold voltage UT-eff and the onset voltage UONSET. This work paves the way for deeper analysis of the current-voltage characteristic of organic transistorsREIMS-BU Sciences (514542101) / SudocSudocFranceF