Manufacturing, electrical characterization and reliability of printed OTFTs on plastic substrate

Fabrication, caractérisation électrique et fiabilité des OTFTs imprimés sur substrat plastique

Clara Haddad (1)

1 LITEN - Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux

This thesis project is about the study of stability and reliability of organic transistors printed at CEA-Liten. P-Type OTFTs were manufactured on plastic substrate, with a p-type polymer semiconductor (SP400 from Merck) and a fluoropolymer as dielectric. First, an experimental protocol for electrical characterization was determined in order to overcome potential effects due to environment, measurements or aging of OTFTs. Then a model based on the expression of the accumulation charge in the transistor was developed. This model allowed the OTFT parameters’ extraction during low temperature measurements, which showed a temperature-activated charges transport in the OSC. Finally, the impact of negative gate bias stress on OTFTs’ characteristics was studied. The electrical stability of the P-OTFTs was measured on several stacks to study the influence of the dielectric material or its deposition method and the influence of the gate (printed silver ink or sputtered gold electrode).

Cette thèse porte sur l’étude de la stabilité et de la fiabilité de transistors organiques imprimés au CEA-Liten. Des OTFTs de type P ont été fabriqués sur plastique, avec un polymère semi-conducteur (SCO) de type P (SP400 de Merck) et un fluoropolymère en tant que diélectrique. Tout d’abord, un protocole expérimental pour la caractérisation électrique a été mis en place afin de s’affranchir de potentiels effets dus à l’environnement, la mesure ou le vieillissement des OTFTs. Puis un modèle basé sur l’expression de la charge d’accumulation dans le transistor a été développé. Ce modèle a permis l’extraction des paramètres des OTFTs lors de mesures à basses températures, qui ont mis en évidence un transport de charges en température dans le SCO. Enfin, l’impact du stress électrique de grille négatif sur les caractéristiques des transistors a été étudié. La stabilité électrique des P-OTFTs a été mesurée sur plusieurs empilements afin d’étudier l’influence du diélectrique ou de sa méthode de dépôt et l’influence de la grille (électrode en encre argent imprimée ou en or pulvérisée).

Mots clés: Printed organic transistors; Reliability; Characterization

Mots clés: Transistors organiques imprimés; Fiabilité; Caractérisation

Domaines: Micro et nanotechnologies/Microélectronique

Clara Haddad. Fabrication, caractérisation électrique et fiabilité des OTFTs imprimés sur substrat plastique. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université Grenoble Alpes, 2018. Français. ⟨NNT : 2018GREAT116⟩. ⟨tel-02170680⟩