本文采用的晶体管结构是垂直结构有机薄膜晶体管(OTFT)。垂直结构的导电沟道长度相对于水平结构的沟道长度大大缩短,从而降低了驱动电压,提高了器件的工作电流。有机薄膜晶体管的有源层采用光敏性能、化学性能和稳定性良好的酞菁铜有机材料。根据金属-半导体接触理论选择晶体管的电极材料,使电极的功函数与半导体材料的功函数相匹配。采用真空蒸镀工艺与磁控溅射工艺制备结构为ITO/CuPc/Al/CuPc/Cu的薄膜晶体管。本文研究内容,制备需要的OTFT并分析其电学特性和光电特性。首先验证两端的二极管是否满足整流特性,利用数学方法进行插值,得出满足曲线变化的数学关系式。在Al/CuPc/ITO端,反向饱和电流IS为3.98X 10-8A,所形成的有效肖特基势垒高度ΦB=0.41eV。当器件的正向电压超过阈值电压后才会有明显的电流。实验结果说明Al/CuPc/ITO二极管有很好的整流特性。其次验证晶体管是否满足隧穿效应。然后在Multisim 2001中建立有机薄膜晶体管的等效模型,此时的电流分成VGS受源与VDS受控源,建模中的两个受控源用两个非线性受控源表示,根据两个受控源对电流的受控关系,可以得到在电压范围内的电流值,根据实验数据绘制出Ⅰ-Ⅴ特性曲线,与实际的实验曲线进行对比,验证建模的正确性。以上实验没有光照,所以分析的是暗状态下的有机薄膜晶体管的特性。在光照的条件下,分析有机薄膜晶体管的光电特性,器件有明显的光伏响应特性,电流被放大,根据实验数据推出电流的放大倍数,在正向偏压时的电流放大倍数最小值为1.93,最大值为3.16。建立光照下的等效模型,此时的等效模型相对于暗状态多一个电流放大倍数,于是在建模中多加一个非线性受控源,多项式受控源设置为三个非线性受控源之积,绘制出模型数据曲线,与实际实验的曲线对比,验证建模的正确性。误差分析与优化。合理的建模对于研究晶体管工作特性和制备晶体管提供了理论依据。