Análise do transporte de portadores de carga em transistores de efeito de campo em arquitetura planar e desenvolvimento de transistores em arquitetura vertical

Abstract

Resumo: Nesta tese são apresentados dois trabalhos distintos. O primeiro, está relacionada ao trabalho experimental, no qual desenvolvemos (a) transistores híbridos em arquitetura vertical com base nanoestruturada por litografia de esferas e também, (b) transistores de efeito de campo em arquitetura vertical. O transistor (a) é baseado em dois trabalhos desenvolvidos no Grupo de Dispositivos Optoeletrônicos Orgânicos - UFPR, cujas técnicas e arquitetura são utilizadas para desenvolver um transistor de base-permeável com furos na grade metálica que pos- suam tamanho controlado. A segunda classe de dispositivos desenvolvida, consiste de transistores de efeito de campo em arquitetura vertical cujas camadas estão em- pilhadas de modo a formar uma célula capacitiva na parte inferior e um dispositivo a dois terminais na parte superior. Com esta arquitetura conseguimos obter um dispositivo onde a corrente no canal é modulada pelo efeito de campo gerado pela porta e que opera a baixas tensões. Já na segunda parte, trata-se de um modelo teórico que descreve a influência dos es- tados de armadilha de carga no transporte de portadores de carga em transistores de efeito de campo. Neste caso, consideramos estados de armadilha discretos numa dis- tribuição contínua em energia descrita por uma distribuição exponencial. Junto aos resultados numéricos apresentamos também uma aproximação anal ética do modelo. Através destes resultados é possível observar que a espessura efetiva do canal condu- tor, produzida pela tensão da porta, depende fortemente da desordem energética do semicondutor. Assim, o transporte de cargas em materiais amorfos apresenta dois diferentes regimes: (i) Regime tipo-\bulk"(TB), onde a mobilidade dos portadores de carga decresce com a espessura do filme semicondutor e, (ii) o regime de transporte de superfície (TS), onde a mobilidade de portadores de carga satura e não depende da espessura do filme semicondutor.