具有不同底部栅绝缘体的OTFTs的光电与可靠性分析

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Optoelectronic and Reliability Analysis of OTFTs With Different Bottom Gate Insulators

有机薄膜晶体管（OTFTs）中硅基标准器件（STD）与硅-free底部栅极绝缘体（BGI）的缺陷特性及可靠性对比研究表明，STD在有机半导体（OSC）/BGI界面存在更高缺陷密度，通过光照测试发现光致阈值电压漂移（ΔVTH）与缺陷密度直接相关，光电子能谱分析确认STD缺陷态位于1.31-1.5 eV范围。可靠性测试（PBS、NBS、HCS）验证了硅-free BGI的优越稳定性。该研究为OTFTs界面缺陷检测与器件可靠性优化提供了新方法。

　　

摘要：

本研究探讨了采用含硅标准器件（STD）和无硅底部栅绝缘体（BGI）的有机薄膜晶体管（OTFT），以评估其缺陷特性和可靠性。亚阈值摆幅（S.S.）统计数据显示，STD器件中有机半导体（OSC）/BGI界面的界面缺陷密度较高。研究主要利用光照来分析OTFT的缺陷特性，并借助能带图辅助分析。光照测量结果显示，在光照、恢复状态和初始暗态条件下，阈值电压存在显著变化（TH），这直接表明了光诱导行为与界面缺陷密度之间的关系。通过扩展到光子能量依赖性的光照条件分析，发现STD器件中与界面相关的缺陷状态主要集中在1.31.5 eV范围内。进一步的可靠性测试（包括正偏压应力（PBS）、负偏压应力（NBS）和热载流子应力（HCS））进一步证实了无硅BGI的优异稳定性。研究结果证实了无硅BGI性能的提升。总体而言，本研究表明光照行为可以作为OTFT界面缺陷的指示指标，从而加深了对缺陷相关退化机制的理解。