Parametri elettrici dei transistor OFET: mobilità, trappole, permittività e contatti.Parametri elettrici dei transistor OFET: mobilità, trappole, permittività e contatti.

In questa sezione viene spiegato come configurare i parametri elettrici dei transistor OFET in OghmaNano, tra cui la mobilità dei portatori di carica, la densità delle trappole, la permittività dielettrica, i modelli di ricombinazione e le condizioni al contorno dei contatti. Questi parametri determinano come vengono risolte le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson attraverso gli strati semiconduttori e dielettrici.In questa sezione viene spiegato come configurare i parametri elettrici dei transistor OFET in OghmaNano, tra cui la mobilità dei portatori di carica, la densità delle trappole, la permittività dielettrica, i modelli di ricombinazione e le condizioni al contorno dei contatti. Questi parametri determinano come vengono risolte le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson attraverso gli strati semiconduttori e dielettrici.

1. Editor per lo strato OFET: strati attivi, contatti e isolanti.1. Editor per lo strato OFET: strati attivi, contatti e isolanti.

Un OFET è costituito da una serie di strati sovrapposti e le loro dimensioni possono essere modificate nell’editor di strati (finestra principale → scheda struttura del dispositivo). L’editor consente di visualizzare e modificare la serie di strati, aggiungere o rimuovere strati e assegnare un tipo a ciascuno di essi. OghmaNano supporta tre tipi di strati:Un OFET è costituito da una serie di strati sovrapposti e le loro dimensioni possono essere modificate nell’editor di strati (finestra principale → scheda struttura del dispositivo). L’editor consente di visualizzare e modificare la serie di strati, aggiungere o rimuovere strati e assegnare un tipo a ciascuno di essi. OghmaNano supporta tre tipi di strati:

• Strati di contatto: definiscono i terminali del dispositivo (ad esempio, sorgente, drain, gate) e fungono da condizioni al contorno. Non hanno parametri elettrici, poiché la loro funzione è quella di impostare tensioni o correnti.Strati di contatto: definiscono i terminali del dispositivo (ad esempio, sorgente, drain, gate) e fungono da condizioni al contorno. Non hanno parametri elettrici, poiché la loro funzione è quella di impostare tensioni o correnti.
• Strati attivi: sono le regioni in cui vengono risolte le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson. Questi strati trasportano carica e determinano il comportamento elettrico del dispositivo. Solo gli strati attivi compaiono nell’editor dei parametri elettrici, dove è possibile impostare la mobilità, la densità delle trappole, la permittività e le proprietà correlate.Strati attivi: sono le regioni in cui vengono risolte le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson. Questi strati trasportano carica e determinano il comportamento elettrico del dispositivo. Solo gli strati attivi compaiono nell’editor dei parametri elettrici, dove è possibile impostare la mobilità, la densità delle trappole, la permittività e le proprietà correlate.
• Altri strati, strati passivi che non sono né contatti né elementi elettricamente attivi. Possono rappresentare substrati, materiali di incapsulamento o distanziatori ottici e vengono ignorati nel processo di simulazione elettrica.Altri strati, strati passivi che non sono né contatti né elementi elettricamente attivi. Possono rappresentare substrati, materiali di incapsulamento o distanziatori ottici e vengono ignorati nel processo di simulazione elettrica.

In sintesi, impostando un livello come attivo, si indica a OghmaNano di risolvere le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson nella regione specifica del dispositivo. I livelli di contatto rimangono fissi in quanto condizioni al contorno, mentre gli altri livelli sono presenti strutturalmente, ma sono elettricamente inattivi ed esclusi dal processo di risoluzione delle equazioni elettriche.In sintesi, impostando un livello come attivo, si indica a OghmaNano di risolvere le equazioni di deriva-diffusione e di Poisson nella regione specifica del dispositivo. I livelli di contatto rimangono fissi in quanto condizioni al contorno, mentre gli altri livelli sono presenti strutturalmente, ma sono elettricamente inattivi ed esclusi dal processo di risoluzione delle equazioni elettriche.

2. Impostazione dei parametri elettrici dell’OFET2. Impostazione dei parametri elettrici dell’OFET

Una volta che un livello è stato contrassegnato come attivo nell’editor dei livelli, le sue proprietà possono essere ulteriormente definite nell’editor dei parametri elettrici. È qui che si configurano le modalità di modellazione del trasporto di carica, dell’intrappolamento e dell’elettrostatica durante la simulazione (per maggiori dettagli, vedere la sezione 3.1.9). ?? mostra le impostazioni per il livello semiconduttore, dove è possibile specificare la mobilità, la densità degli stati, i parametri di intrappolamento e i modelli di ricombinazione. ?? mostra le impostazioni corrispondenti per l’isolante in PMMA, dove sono richieste solo le proprietà elettrostatiche, come la permittività e gli spostamenti di banda. Si noti il pulsante «Abilita deriva-diffusione» in alto a sinistra: quando è abilitato, le equazioni di deriva-diffusione vengono risolte per quel livello, compreso il movimento delle cariche. Per il semiconduttore, questa opzione è attivata, poiché il trasporto di carica deve essere simulato, mentre per l’isolante in PMMA è disattivata perché il materiale non conduce. Sebbene sia possibile abilitare la deriva-diffusione ovunque e semplicemente assegnare valori di mobilità molto bassi ai livelli isolanti, questo approccio aumenta il tempo di esecuzione e può ridurre la stabilità numerica. Pertanto, si consiglia di disattivare la deriva-diffusione nei veri isolanti.Una volta che un livello è stato contrassegnato come attivo nell’editor dei livelli, le sue proprietà possono essere ulteriormente definite nell’editor dei parametri elettrici. È qui che si configurano le modalità di modellazione del trasporto di carica, dell’intrappolamento e dell’elettrostatica durante la simulazione (per maggiori dettagli, vedere la sezione 3.1.9). ?? mostra le impostazioni per il livello semiconduttore, dove è possibile specificare la mobilità, la densità degli stati, i parametri di intrappolamento e i modelli di ricombinazione. ?? mostra le impostazioni corrispondenti per l’isolante in PMMA, dove sono richieste solo le proprietà elettrostatiche, come la permittività e gli spostamenti di banda. Si noti il pulsante «Abilita deriva-diffusione» in alto a sinistra: quando è abilitato, le equazioni di deriva-diffusione vengono risolte per quel livello, compreso il movimento delle cariche. Per il semiconduttore, questa opzione è attivata, poiché il trasporto di carica deve essere simulato, mentre per l’isolante in PMMA è disattivata perché il materiale non conduce. Sebbene sia possibile abilitare la deriva-diffusione ovunque e semplicemente assegnare valori di mobilità molto bassi ai livelli isolanti, questo approccio aumenta il tempo di esecuzione e può ridurre la stabilità numerica. Pertanto, si consiglia di disattivare la deriva-diffusione nei veri isolanti.

3. Correlazione tra i parametri elettrici e il comportamento degli OFET3. Correlazione tra i parametri elettrici e il comportamento degli OFET

I valori inseriti nell’editor dei parametri elettrici controllano direttamente il comportamento dell’OFET durante la simulazione. Ad esempio, la mobilità del semiconduttore determina la pendenza della curva di trasferimento, mentre la densità delle trappole influenza la pendenza della curva nel regime di soglia e l’isteresi. La costante dielettrica dell’isolante definisce la capacità del gate, che a sua volta controlla l’efficacia con cui la tensione del gate modula il canale. Sperimentando con questi parametri, è possibile analizzare come le proprietà dei materiali si traducono in caratteristiche misurabili del dispositivo.I valori inseriti nell’editor dei parametri elettrici controllano direttamente il comportamento dell’OFET durante la simulazione. Ad esempio, la mobilità del semiconduttore determina la pendenza della curva di trasferimento, mentre la densità delle trappole influenza la pendenza della curva nel regime di soglia e l’isteresi. La costante dielettrica dell’isolante definisce la capacità del gate, che a sua volta controlla l’efficacia con cui la tensione del gate modula il canale. Sperimentando con questi parametri, è possibile analizzare come le proprietà dei materiali si traducono in caratteristiche misurabili del dispositivo.