第四章 結果與討論
4.3 撓曲狀態下的元件電性表現
在撓曲應力量測方面，可分為平面向外展開（outward bending）的張應力量 測 (tensile strain)，其撓曲半徑 Rp＞0；與平面向內展開（inward bending）的壓 應力量測 (compressive strain)，撓曲半徑 Rn＜0。為了簡化及方便比較，本節實 驗設定曲率半徑同為 10mm。其中元件的撓曲面方向必然垂直於主動層內載子傳 輸方向、圓柱軸方向平行於兩片電極間所夾的通道線，如圖 4.7 及圖 4.12 所示。
圖 4.7 撓曲量測實驗圖，撓曲半徑 R=10mm
(a) 壓應力量測(compressive strain) (b)張應力量測(tensile strain)
4.3.2 元件電阻分析
圖 4.8(a)為撓曲應力量測下的 ID-VD圖，其中方點為正常的平面狀態、圓點 為壓應力狀態、三角點則為張應力狀態下的結果。此圖初步顯示了飽和電流與不 同撓曲狀態的關係：在張應力狀態下，元件的飽和電流略低於正常狀態；反之，
在壓應力狀態下元件的飽和電流則略高，且變化幅度隨著閘極偏壓(VG)的增加而 加大。
接著我們進一步萃取出元件電阻，並採集不同通道長度的元件來做測詴，將
圖 4.8(b)顯示了通道長度與元件電阻的關係，我們藉由 2.5.6 節中提到的轉 Compressive strain 0.86 13.1
Flat plane 0.89 13.7 值成反比，我們已知 Au 的楊氏模量(~80GPa)大於 pentacene (~15GPa)，故在張應 力狀態下將產生圖 4.9 之現象。以 Au 為材料構成之汲極-源極將與主動層產生些 微剝離，進而增加寄生電阻。
圖 4.9 張應力狀態下薄膜電晶體形變剖面示意圖
若我們將元件固定於曲率半徑為 10mm 的圓柱面，將分別處於張應力及壓應 力狀態下的元件經由便條紙按壓一次然後撕貼，實驗結果如圖 4.10 所示。可發 現在張應力狀態下，元件表面的汲極-源極金屬材料較壓應力狀態下更容易被沾 黏，顯示了在相同撓曲應力下，以 Au 為材料構成之汲極-源極，其形變量小於主 動層 pentacene，因而驗證了圖 4.9 所繪的現象。
圖 4.10 不同撓曲應力下元件電極被便條紙沾黏程度
4.3.4 載子遷移率及臨界電壓分析
我們進一步測式撓曲狀態下的載子遷移率變化，首先將可撓式 OTFT 分別置 於壓應力與張應力狀態下測量，所得之實驗數據再與原先平坦面做比值，並整理 許多不同通道長度的元件，將結果繪於圖 4.9。
此圖顯示了兩種資訊：其一為載子遷移率的變化幅度並不隨著元件通道長度 增加而變顯著；其二為載子遷移率的確隨著不同方向的應力作用而有不同的結 果。在壓應力狀態下，載子遷移率可獲得提升，平均增幅約為 6.6%；反之在張 應力狀態下，載子遷移率下降，平均降幅約為 4.9%。
60 80 100 120 140 160 180
compressive strain tensile strain
圖 4.11 壓應力與張應力狀態下的載子遷移率變化歸一圖
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channel length
compress strain tensile strain
圖 4.12 壓應力與張應力狀態下的臨界電壓飄移程度圖