-ray irradiated organic thin film transistors based on perfluoropentacene with polyimide gate insulator

ポリイミドをゲート絶縁体に用いたパーフルオロペンタセンをベースとする有機薄膜トランジスタへの線照射効果

高柳 佑太郎*; 大内 啓邦*; Duan, Z.*; 奥川 孝紀*; 柳 雄一郎*; 吉田 哲*; 田口 光正; 平尾 敏雄; 西岡 泰城*

Takayanagi, Yutaro*; Ouchi, Hirokuni*; Duan, Z.*; Okukawa, Takanori*; Yanagi, Yuichiro*; Yoshida, Akira*; Taguchi, Mitsumasa; Hirao, Toshio; Nishioka, Yasushiro*

有機薄膜トランジスタは軽量でフレキシブルなため、宇宙船や人工衛星への利用が期待されている。そこで、シリコン/ポリイミド/パーフルオロペンタセン/金構造を有するN型トランジスタを作製し、その耐放射線性を評価した。宇宙船に4年間積載した線量に相当する1200Gyの線を照射したところ、ドレイン電流値は徐々に増加した。スレショルド電圧は400Gyの照射で33V程度から25V程度まで減少するものの、600Gy以上の照射で一時的に回復する傾向が見られた。一方、キャリアのモビリティは1200Gyまでほぼ一定であった。以上のことは、ポリイミド界面に蓄積した正孔の影響を考慮することにより説明できた。

Organic thin film fields effect transistors are expected to be used in spacecrafts/satellites because they can realize large-size, mechanical flexibility, light weight and low-cost devices. N-channel field effect transistors with a Si/polyimide(PI)/perfluoropentacene/Au structure were fabricated, and irradiated with -ray from Co source. The changes of the drain current vs. source/drain voltage characteristics were measured after every 200 Gy in silicon Gy(Si) irradiations up to the total dose of 1200 Gy(Si). The drain current gradually increased up to the total dose of 1200 Gy(Si). The threshold voltage decreased up to 400 Gy(Si), and gradually recovered above 600 Gy(Si). The mobility was almost unchanged up to 1200 Gy(Si). Those behaviors were explained by accumulation of positive trapped charge within the gate insulator PI near the interface. Evidence for the accumulation of interface traps was hardly observed.