有机场效应管（OFET）的SPICE建模与仿真

高鹏程

（甘肃政法大学网络空间安全学院，甘肃 兰州 730070）

0 引言

近年来，针对有机场效应晶体管(OFET)的研究取得了较大进展，其得益于有机合成领域的发展导致了许多半导体聚合物的发现。一些显著研究进展表明，与传统金属氧化物半导体相比，某些有机半导体具有更高的电子或空穴迁移率。有机场效应管(OFET)采用有机半导体材料作为载流子传输层，与现有的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和结型场效应晶体管(JFET)相比，其有着许多优点，包括更简单的制造方法、更低的成本和更高的电子迁移率等。由于这些优势，OFET在众多应用领域有着巨大的应用潜力，包括柔性显示器、传感器和射频识别(RFID)标签，有望在未来成为MOSFET和JFET的有效替代方案[1]。

1 OFET的制备

1.1 P3HT材料及其特性

由于分子组织的高聚合度，纳米纤维、纳米管和其他形式的有机半导体正在被逐步使用并成功制造出一系列的高性能晶体管。对于OFET，有机半导体材料主要被用于承担载流子的传输，其导电性质决定了场效应迁移率的大小，进而影响OFET的性能。在原子显微镜(AFM)下由P3HT材料制备的OFET的不同区域可以注意到，在不同的信道区域中分布着大量的纳米线[2]。电荷沿着线传输，所以纳米线的方向，即纳米管，决定了OFET的电子迁移率。理想情况下，如果所有的纳米管都平行排列并连接源极和漏极，它将最大化OFET的电子迁移率。

1.2 结构及制备方法

为有助于增加电荷输送，OFET采用底栅顶接触结构。以两个堆叠层形成的预制硅基底为衬底，衬底的下层为作为栅极的P掺杂硅层（725+/-25μm），衬底上层为作为绝缘层的氧化硅层。……