Elaboration, caractérisation et modélisation de transistors à base de pentacène : application aux circuits électroniques organiques

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Informatique

Mots-clés libres

transistors, circuits électroniques, pentacène

Mots-clés

Transistors - Thèses et écrits académiques,

Transport, Théorie du - Thèses et écrits académiques,

Circuits électroniques - Thèses et écrits académiques

Les objectifs de ce travail de thèse concernent la modélisation de transistors organiques à base de pentacène et la réalisation de circuits électroniques de type inverseur. Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes de transport de charges dans le pentacène par deux méthodes (I(V) et spectroscopie d‟impédance) et déterminé les propriétés physiques du pentacène (mobilité, densité des pièges, niveau d‟énergie des pièges…). Suite à cela, nous avons réalisé un transistor organique à effet de champ ayant une structure top contact en étudiant l‟influence de la longueur du canal et de l‟épaisseur de la couche active sur les performances de ce dispositif et en comparant les résultats avec ceux issus de la simulation via le logiciel ATLAS. Avec les paramètres extraits de l‟étude des mécanismes de transport nous avons trouvé une bonne concordance entre les caractéristiques de sortie et de transfert expérimentales et simulées. Enfin, nous avons élaboré des inverseurs organiques à charge active saturée (diode-load inverter). L‟optimisation des paramètres tels que la longueur du canal, l‟épaisseur de la couche active et la vitesse de dépôt du pentacène a conduit à un gain en tension significatif en particulier en jouant sur la structure cristalline du pentacène. Un inverseur à charge à déplétion a été aussi caractérisé, en utilisant des isolants différents pour le transistor de charge et le transistor de commande un gain de 7 a été obtenu. Ces résultats ouvrent des perspectives et pourraient être améliorés en fabriquant des inverseurs en technologie O-CMOS.