在本章中將對第三章的量測做結果與討論的說明。基本的電性量測上注入且 無自主裝分子 OTS 處理過的元件電性結果如圖 4-1
(a)
(b)
圖 4-1(a)無 OTS 處理過元件上注入 JC-VCE電性圖(b)無 OTS 處理過元件上注入 JC-VBE電性圖
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下注入且無自主裝分子 OTS 處理過的元件電性結果如圖 4-2
(a)
(b)
圖 4-2(a)無 OTS 處理過元件下注入 JC-VCE電性圖(b)無 OTS 處理過元件下注入 JC-VBE電性圖
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上注入且有自主裝分子 OTS 處理過的元件電性結果如圖 4-3
(a)
(b)
圖 4-3(a)有 OTS 處理過元件上注入 JC-VCE電性圖(b)有 OTS 處理過元件上注入 JC-VBE電性圖
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針對大氣環境下穩定度方面的量測，IC-VBE如圖 4-4。我們可以看出在時間 為 7 個小時內，若元件良好封裝且在大氣環境的情況下，當 VCE為-1.5V 時，重 複量測 IC-VBE可觀察到其Vt約為 0.008V，電流變化比約為 0.3%。
圖 4-4 在大氣環境下 JC-VBE電性圖
對手套箱環境穩定度的測試方面，如圖 4-5。我們可以看出在時間經過 5 天 時，若元件良好封裝且於手套箱的情況下，當 VCE=-1.5V 時，重複量測 IC-VBE 可觀察到其Vt 約為-0.008V，電流變化比約為-2.7%，因此我們可推測不管是在 大氣或手套箱環境量測，在 7 小時內Vt的絕對值小於 0.008V，電流變化比的絕
對值小於 0.3%，而之後我們探討因偏壓所造成的 Vt變化皆不會小於上述所述之 值，所以若在此段時間內所做的偏壓耐壓度量測，可排除水氧所造成的問題。
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圖 4-5 在手套箱環境下 JC-VBE電性圖
偏壓耐壓穩定度方面，若於一般環境下，當元件 on-state 時，上注入偏壓耐 壓度的偏壓條件給定 VBE為-1V，量測時固定 VCE為-1.5V 掃 VBE電壓從-1.2V 至
1.2V 量測其對應的 IC值，看其在時間 3500 秒內Vt的變化，之後觀察回復一個 小時Vt的回復情況，可以看到如圖 4-6 的變化
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圖 4-6 一般環境下 on-state 上注入偏壓條件Vt對時間(sec)作圖
由圖我們可以看到Vt會隨著給負偏偏壓的時間增加而下降，當 3500 秒時
V
t的偏移量約為-0.225V，在經過 3500 秒後，我們不給任何偏壓，進行回復性 的量測，可發現Vt 會快速回復，且Vt 會隨恢復時間越長而上升，若在其後進 行連續多次的量測，可使Vt回復為接近於 0。定性上的說明如下，若給 VBE 負偏會導致正電荷在基極處累積，由第二章
2.3 節的說明我們可知，累積的正電荷因負偏壓使圖 2.3-1 的 EB值變小並使 U 值 變大，並由(2.34)式可知這樣會使正雙極子更容易形成且更穩定，因此導致正雙 極 子 增 加 ， 一 般 來 說 形 成 正 雙 極 子 的 載 子 遷 移 率 遠 小 於 電 洞 載 子 遷 移 率
[25][26]，因此會滯留於基極增加電洞通過基極所需克服的位能障，產生類似屏
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蔽效應的作用，使得下次量測時，Vt會更往負值方向偏移，而偏壓時間給得越
久正雙極子產生越多，使屏蔽作用越強。若不給 VBE偏壓後，由第二章 2.3 節的 說明可知，此時由於過多的正雙極子因圖 2.3-1 位能 U 值變小，使得正雙極子釋 放出電洞載子，因而導致Vt往正值方向回復。
若於一般環境及手套箱環境下，當元件於 on-state 且在操作情況下，上注入 偏壓耐壓度的偏壓條件給定 VBE為-1V，VCE為-1.5V，量測時固定 VCE為-1.5V，
掃 VBE從-1.2V 至 1.2V 量測其對應的 IC值，看其在時間 3500 秒內Vt的變化，
之後觀察回復一個小時Vt的回復情形，可以看到如圖 4-7 的變化。
圖 4-7 手套箱與一般環境下 on-state 上注入操作偏壓條件Vt對時間(sec)作圖
由圖我們可以看到Vt會隨著給負偏偏壓的時間增加而下降，當在一般大氣
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環境下偏壓時間為 3500 秒時，Vt的偏移量約為-0.16V，當在手套箱環境下偏壓 時間為 3500 秒時，Vt的偏移量約為-0.1V，在經過 3500 秒後，我們不給任何偏 壓，進行回復性的量測，可發現兩種環境下Vt 皆會快速回復，且Vt 會隨恢復 時間越長而上升，若在其後進行連續多次的量測，皆可使Vt回復為接近於 0。
我們可發現在手套箱的偏壓耐壓穩度上比在一般大氣環境下還好，原因可能 為在無塵室的手套箱環境的溫度為恆溫且較低，然而於一般大氣環境下溫度可能 變動且較高，所以在手套箱環境的Vt偏移較小並且擾動程度較低。
比較 on-state 的三個偏壓情況如圖 4-8，我們可以得知，不管是在大氣環境 下或是手套箱環境下，偏壓給定 VBE為-1V 且 VCE為-1.5V 其Vt偏移會來得比只 有給 VBE為-1V 的Vt偏移還小。
圖 4-8 on-state 不同操作偏壓條件Vt對時間(sec)比較圖
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原因我們解釋如下，因為給操作偏壓 VCE為-1.5V 時，會受到 Poole-Frenkel 效應[27][28]的影響導致庫侖位能障 EB值變小，以及因注入電洞的干擾使雙極子 較容易釋放出電洞，所以往集極方向的電子位能會有較大幅度的上升，使得正雙 極子容易往集極方向釋放出電洞載子，因此雙極子的形成變的比較困難，屏蔽效 應就會下降，Vt的偏移因而變小。
若元件皆在手套箱裡的情形下，觀察元件於 on-state 時且在操作情況下，比 較不同注入方式及製程對偏壓耐壓度的反應。對於上注入與下注入，下注入以特 別以 BI 表示，電極定義請見第三章 3.5.1 節，偏壓耐壓度的條件皆給定 VBE為-1V 且 VCE為-1.5V，量測時固定 VCE為-1.5V，掃 VBE電壓從-1.2V 至 1.2V 量測其對
應的 IC值，看其在給偏壓時，時間 3500 秒內Vt的變化，之後觀察不給偏壓時，
回復一個小時的Vt變化。對於元件有加 OTS 處理過後的元件如第三章 3.4 節所
提，在手套箱環境下，給定上注入偏壓條件 VBE為-1V 且 VCE為-1.5V，量測時固 定 VCE為-1.5V，掃 VBE電壓從-1.2V 至 1.2V 量測其對應的 IC值，看其在給偏壓 時，時間 3500 秒內Vt的變化，之後觀察不給偏壓時，回復一個小時的Vt變化。
其結果如圖 4-9
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圖 4-9 手套箱環境下不同注入與製程條件 on-state 操作偏壓Vt對時間(sec)比較圖
我們可發現下注入跟上注入比較起來，下注入Vt負偏移量較多約為-0.225V 且回復較慢，上注入Vt 約為-0.12V，而 OTS 的情況為Vt 偏移最小者約為
-0.07V。原因我們解釋如下，因為在我們的元件中下注入通常比上注入更不好注 入電洞，如之前提到的電性圖，如圖 4-1 和圖 4-2 所示，因為較少的電洞注入，
可使雙極子較不容易受到碰撞的干擾而釋放出電洞，因此屏蔽作用較強，Vt負
偏移量較大。有加入 OTS 這種自組裝分子的元件，其對 P3HT 的排列較好，會 增加孔洞外靠近基極處 P3HT edge-on 方向的排列，孔洞內會增加 vertical 方向的 排列，從文獻[29][30][31]中，可知分子排列越有序越不容易形成雙極子，因此屏 蔽效應較弱，Vt負偏移量最小。
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若於一般環境下，當元件 off-state 時，下注入偏壓耐壓度的偏壓條件給 VBE 為 1V 作為 off-state 直流偏壓耐壓度的條件，對我們 IC-VBE的量測為固定 VCE為
-1.5V，掃 VBE電壓從-1.2V 至 1.2V 量測其對應的 IC值，看其在時間 3500 秒內Vt
的變化，之後觀察回復一個小時的Vt變化，可以看到如圖 4-10 的變化
圖 4-10 一般環境下 off-state 上注入偏壓條件Vt對時間(sec)作圖
由圖我們可以看到Vt會隨著給正偏偏壓的時間增加而上升，當 3500 秒時
V
t的偏移量約為 0.22V，在經過 3500 秒後，我們不給任何偏壓，進行回復性的 量測，可發現Vt會快速回復但相較於 on-state 回復較慢些，且Vt會隨恢復時間 越長而下降，若在其後進行連續多次的量測，可使Vt回復為接近於 0，一般在48
一個小時左右Vt可回復為原值。
定性上的說明如下，若給 VBE正偏會因正偏壓使圖 2.3-1 的 EB值變大並使 U 值變小，由(2.34)式可知這樣會使原本存在於基極的雙極子變的較不穩定且釋放 出電洞載子，所以雙極子更不會滯留於基極，因此可降低電洞通過基極所需克服 的位能障，減少屏蔽效應，使得下次量測時，Vt會往正值方向偏移，而偏壓時
間給得越久則雙極子造成的屏蔽作用越弱，
V
t會更往正值方向偏移。若不給 VBE偏壓後，此時在基極的 U 值變大使雙極子重新行成，因而導致Vt往負值方向回
復。
若於一般環境下及手套箱環境下，當元件於 off-state 且在操作情況下，偏壓 耐壓度的偏壓條件給定 VBE為 1V，VCE 為-1.5V，量測時固定 VCE為-1.5V，掃
VBE從-1.2V 至 1.2V 量測其對應的 IC值，看其在時間 3500 秒內Vt的變化，之後 觀察回復一個小時Vt的回復情形，可以看到如圖 4-11 的變化
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圖 4-11 手套箱與一般環境下 off-state 上注入操作偏壓條件Vt對時間(sec)作圖
由圖我們可以看到Vt會隨著給正偏偏壓的時間增加而上升，當在一般大氣 環境下偏壓時間為 3500 秒時，Vt的偏移量約為 0.36V，當在手套箱環境下偏壓 時間為 3500 秒時，Vt的偏移量約為 0.24V，在經過 3500 秒後，我們不給任何 偏壓，進行回復性的量測，可發現兩種環境下Vt皆會隨時間回復，若在其後進 行連續多次的量測，皆可使Vt回復為接近於 0。
我們可發現在手套箱的偏壓耐壓穩定度上比在一般大氣環境下還好，原因可 能為在無塵室的手套箱環境的溫度為恆溫且較低，所以手套箱雙極子就不容易釋 放出電洞載子，然而於一般大氣環境下溫度可能變動且較高，所以在手套箱環境 的Vt偏移較小並且擾動程度較低。
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比較 off-state 的三個偏壓情況如圖 4-12，我們可以得知，不管是在大氣環境 下或是手套箱環境下，偏壓給定 VBE為 1V 且 VCE為-1.5V 其Vt的偏移會來得比 只有給 VBE為 1V 的Vt的偏移還大。
圖 4-12 off-state 不同操作偏壓條件Vt對時間(sec)比較圖
原因我們解釋如下，因為雙極子釋放出電洞載子除了受到正偏壓還會受到操 作偏壓 VCE為-1.5V 時 Poole-Frenkel 效應的影響，其導致庫侖位能障 EB值變小 以及因注入電洞的干擾使雙極子較容易釋放出電洞，因為給 VCE負偏壓會使往集 極方向電子位能有較大幅度的上升，使得正雙極子更容易往集極方向釋放出電洞 載子，屏蔽效應就會下降，所以對於 off-state 的Vt的偏移因而增加。
若元件皆在手套箱裡的情形下，觀察元件於 off-state 時且在操作情況下，比
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較偏壓耐壓度對不同注入方式及製程的反應。對於上注入與下注入(BI 表示)，皆 給定偏壓耐壓度的條件 VBE為 1V 且 VCE為-1.5V，量測時固定 VCE為-1.5V，掃
較偏壓耐壓度對不同注入方式及製程的反應。對於上注入與下注入(BI 表示)，皆 給定偏壓耐壓度的條件 VBE為 1V 且 VCE為-1.5V，量測時固定 VCE為-1.5V，掃