Low-Voltage Organic Field-Effect Transistor with PMMA/ZrO2 Bilayer Dielectric　

　　IEEE Transactions On Electron Devices 

　　Authors:Liwei Shang, Ming Liu, Deyu Tu, Ge Liu, Xinghua Liu, and Zhuoyu Ji　

　　Abstract: 

　　This paper reports on the application of a bilayer PMMA/ZrO2 dielectric in Copper Phthalocyanine (CuPc) organic field-effect transistors (OFETs). By depositing a PMMA layer on ZrO2, the leakage of the dielectric is reduced by 1 order of magnitude compared to single-layer ZrO2. A high-quality interface is obtained between the organic semiconductor and the combined insulators. By integrating the advantages of polymer dielectric and high-k dielectric, the device achieves both high mobility and low threshold voltage. The typical field-effect mobility, threshold voltage, on/off current ratio, and sub-threshold slope of OFETs with bilayer dielectric are 5.6×10?2 cm2/Vs, 0.8 V, 1.2×103, and 2.1 V/decade, respectively. By using the bilayer dielectrics, the hysteresis observed in the devices with single-layer ZrO2 is no longer present.