Avalanche-like breakdown behavior of copolymer organic semiconductor-based Schottky junction structure

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作者
Jun Zhang,Man Li,Jing Chen,Maolin Zhang,Jiafei Yao,Guobin Zhang,Song Bai,Yufeng Guo
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:121 (12) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0104970
摘要

Organic field-effect transistors have demonstrated their outstanding off-state breakdown performance. Yet, the physical nature of their electric breakdown remains unexplored. In this paper, by employing a lateral back-to-back Schottky junction composed of diketopyrrolopyrrole-based conjugated copolymer (DPPT-TT) and Au metal, the breakdown performance of copolymer organic semiconductor (OSC) is experimentally demonstrated. The nondestructive/repeatable breakdown behavior and positive coefficient between temperature and breakdown voltage indicate that the avalanche-like breakdown mechanism plays a dominant role in determining the breakdown characteristic of OSC-based power devices. Based on the lateral back-to-back Schottky junction, a characterization method of key breakdown parameters is proposed. The extracted critical electric field (EC) of DPPT-TT is up to 5.0 MV/cm, which is more than one order of magnitude higher than that of single-crystal silicon. Despite the fact that copolymer OSCs are narrow bandgap semiconductors, they still deliver excellent breakdown performance, making them a promising building block for future power electronics.
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