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MPC-WORKSHOP FEBRUAR 2013
Abbildung 6: Prozessiertes Substrat, vgl. Abb. 5.
E. Auswertung
Abb. 7 zeigt den Vergleich von gemessener (Punkte)
und simulierter (durchgehende Linie)
Inverterkennlinie. Bei VIn = -20 V wird der Ausgangspegel
mit VOut = -0,75 V simuliert und mit 0 V gemessen.
Bei VIn = 0 V wird der Ausgangspegel mit VOut = -
15,3 V simuliert und mit -14,2 V gemessen. Im aktiven
Bereich zwischen VIn = -5 V und -8 V, in dem die
Verstärkung -3 beträgt, zeigt sich eine Verschiebung
der gemessenen Kennlinie um ca. 0,8 V. Diese Unterschiede
lassen sich mit Unterschieden in der Schwellspannung
zwischen Simulation und realen Transistoren
erklären. Für die Simulation wurden mittlere Werte
verwendet. Besonders erwähnenswert ist, dass die
Verstärkung im aktiven Bereich sehr genau simuliert
wurde.
FAZIT
Organische Elektronik hat das Potential, neue Anwendungen
zu ermöglichen, welche bisher nicht
durchführbar oder zu teuer waren. Die Transistoren
lassen sich mit herkömmlichen Modellen simulieren,
es sind jedoch Detailverbesserungen notwendig. Am
Beispiel einer Inverterschaltung wurde die Herstellung
von der Simulation bis zur späteren Charakterisierung
gezeigt. Hierbei wurde deutlich, dass die verwendeten
Modelle das Verhalten für den aktuellen Stand der
Fertigung mit tolerierbaren Fehlern beschreiben können.
Insbesondere die richtig simulierte Verstärkung
lässt den Schluss zu, dass auch mehrstufige Verstärker
zuverlässig simuliert werden könnten. Der Ausgangspegel
zwischen VIn= 0 V und -5 V zeigt deutliche
Unterschiede zur Simulation. In diesem Bereich ist der
Schalttransistor ausgeschaltet und wird mit einem
konstanten Widerstand simuliert, es wird erwartet,
dass eine weitere Modellverbesserung in diesem Bereich
die Simulationsergebnisse deutlich verbessert.
0
V Out
(V)
-5
-10
-15
W/L Last = 200
W/L Schalter = 2000
VDD = -20 V
Messung
Simulation
Verstärkung
Verstärkung_Sim
-20
-20 -15 -10 -5 VIN (V) 0
Abbildung 7: Simulierte und gemessene Kennlinien des Inverters
aus Abb.3, Übertragungskennlinie und Verstärkung.
DANKSAGUNG
Die Autoren bedanken sich für die finanzielle Unterstützung
des Projektes POLYTOS2 durch das Bundesministerium
für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen
13N12090), im Rahmen des Spitzenclusters
„Forum Organic Electronics“, koordiniert von der
Innovationlab GmbH.
LITERATURVERZEICHNIS
6
Gain
[1] H. Klauk, et al. “Contact resistance in organic thin film transistors,”
Solid State Electronics 47 (2), S. 297–301, 2003.
[2] P. Herwig, K. Müllen,“A Soluble Pentacene Precursor: Synthesis,
Solid-State Conversion into Pentacene and Application
in a Field-Effect Transistor” Adv. Mater. 11 (6), S. 480–
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[3] B. Gburek, V. Wagner, “Influence of the semiconductor
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field-effect transistors in top-gate architecture on flexible
substrates” Organic Electronics 11 (5), S. 814–819, 2010,
doi: 10.1016/j.orgel.2010.01.023.
[4] J. Veres, et al., “Gate Insulators in Organic Field-Effect
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[5] Y. Yun, et al., “Pentacene thin film transistors with a
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device performance,” J. Appl. Phys. 105 (3), S. 34508, 2009,
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[6] H. Shichman, D.A. Hodges, “Modeling and simulation of insulated-gate
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[7] O. Marinov, et al., “Organic Thin-Film Transistors: Part I-
Compact DC Modeling,” IEEE Transactions on Electron
Devices, vol.56, no.12, 2009, doi: 10.1109/TED.2009
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[8] S. Hengen et al., “Modelling and Simulation of Organic Thin
Film Transistor Circuits,” Proceedings of LOPE-C 2012,
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[9] S. Hengen et al., “Mass Characterisation of OTFT,” Proceedings
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