A simple passivation method is developed to overcome the water susceptibility of solution-processed InZnO thin-film transistors (TFTs) by utilizing octadecylphosphonic acid (ODPA) self-assembled monolayers (SAMs). The unpassivated InZnO TFTs exhibit large hysteresis in their electrical characteristics due to the adsorbed water at the semiconductor surface. Formation of a SAM of ODPA on the top of InZnO removes water molecules weakly absorbed at the back channel and prevents water diffusion from the surroundings. Therefore, the passivated devices exhibit significantly reduced hysteretic characteristics.
REFERENCES
1.
E.
Fortunato
, P.
Barquinha
, and R.
Martins
, Adv. Mater.
24
, 2945
(2012
).2.
Y. H.
Kim
, J. S.
Heo
, T. H.
Kim
, S.
Park
, M. H.
Yoon
, J.
Kim
, M. S.
Oh
, G. R.
Yi
, Y. Y.
Noh
, and S. K.
Park
, Nature
489
, 128
(2012
).3.
S.
Jeong
, Y.
Ha
, J.
Moon
, A.
Facchetti
, and T. J.
Marks
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
22
, 1346
(2010
).4.
K.
Nomura
, H.
Ohta
, A.
Takagi
, T.
Kamiya
, M.
Hirano
, and H.
Hosono
, Nature
432
, 488
(2004
).5.
W.
Xu
, M.
Dai
, L.
Liang
, Z.
Liu
, X.
Sun
, Q.
Wan
, and H.
Cao
, J. Phys. D: Appl. Phys.
45
, 205103
(2012
).6.
M.
Fakhri
, H.
Johann
, P.
Gorrn
, and T.
Riedl
, ACS Appl. Mater. Interfaces
4
, 4453
(2012
).7.
D.
Kim
, S.
Yoon
, Y.
Jeong
, Y.
Kim
, and M.
Hong
, Appl. Phys. Express
5
, 021101
(2012
).8.
J.-S.
Park
, J. K.
Jeong
, H.-J.
Chung
, Y.-G.
Mo
, and H. D.
Kim
, Appl. Phys. Lett.
92
, 072104
(2008
).9.
S.
Cho
, K.
Lee
, and A. J.
Heeger
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
21
, 1941
(2009
).10.
M.
Fakhri
, N.
Babin
, A.
Behrendt
, T.
Jakob
, P.
Gorrn
, and T.
Riedl
, Adv. Mater.
25
, 2821
(2013
).11.
S.
Yang
, D.-H.
Cho
, M. K.
Ryu
, S.-H. K.
Park
, C.-S.
Hwang
, J.
Jang
, and J. K.
Jeong
, Appl. Phys. Lett.
96
, 213511
(2010
).12.
Y.-H.
Kim
, H. S.
Kim
, J.-I.
Han
, and S. K.
Park
, Appl. Phys. Lett.
97
, 092105
(2010
).13.
X.
Xu
, L.
Feng
, S.
He
, Y.
Jin
, and X.
Guo
, IEEE Electron Device Lett.
33
, 1420
(2012
).14.
S. H.
Cho
, Y. U.
Lee
, J. S.
Lee
, K. M.
Jo
, B. S.
Kim
, H. S.
Kong
, J. Y.
Kwon
, and M. K.
Han
, J. Disp. Technol.
8
, 1
(2012
).15.
A.
Olziersky
, P.
Barquinha
, A.
Vila
, L.
Pereira
, G.
Goncalves
, E.
Fortunato
, R.
Matins
, and J. R.
Morante
, J. Appl. Phys.
108
, 064505
(2010
).16.
P. J.
Hotchkiss
, M.
Malicki
, A. J.
Giordano
, N. R.
Armstrong
, and S. R.
Marder
, J. Mater. Chem.
21
, 3107
(2011
).17.
D. Q.
Liu
, X. M.
Xu
, Y. R.
Su
, Z. K.
He
, J. B.
Xu
, and Q.
Miao
, Angew. Chem., Int. Ed.
52
, 6222
(2013
).18.
O.
Acton
, D.
Hutchins
, L.
Arnadottir
, T.
Weidner
, N.
Cernetic
, G. G.
Ting
, T. W.
Kim
, D. G.
Castner
, H.
Ma
, and A. K. Y.
Jen
, Adv. Mater.
23
, 1899
(2011
).19.
M.
Ortel
, N.
Kalinovich
, G. V.
Roschenthaler
, and V.
Wagner
, J. Appl. Phys.
114
, 094512
(2013
).20.
R.
Quinones
, A.
Raman
, and E. S.
Gawalt
, Surf. Interface Anal.
39
, 593
(2007
).21.
D.
Liu
, Z.
Li
, Z.
He
, J.
Xu
, and Q.
Miao
, J. Mater. Chem.
22
, 4396
(2012
).22.
S.-Y.
Han
, G. S.
Herman
, and C.-H.
Chang
, J. Am. Chem. Soc.
133
, 5166
(2011
).23.
B.-Y.
Su
, S.-Y.
Chu
, Y.-D.
Juang
, and H.-C.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
102
, 192101
(2013
).24.
M. S.
Rajachidambaram
, A.
Pandey
, S.
Vilayurganapathy
, P.
Nachimuthu
, S.
Thevuthasan
, and G. S.
Herman
, Appl. Phys. Lett.
103
, 171602
(2013
).25.
P. B.
Paramonov
, S. A.
Paniagua
, P. J.
Hotchkiss
, S. C.
Jones
, N. R.
Armstrong
, S. R.
Marder
, and J.-L.
Brédas
, Chem. Mater.
20
, 5131
(2008
).26.
G.
Gu
and M. G.
Kane
, Appl. Phys. Lett.
92
, 053305
(2008
).27.
P.-T.
Liu
, Y.-T.
Chou
, and L.-F.
Teng
, Appl. Phys. Lett.
95
, 233504
(2009
).28.
W. F.
Chung
, T. C.
Chang
, H. W.
Li
, S. C.
Chen
, Y. C.
Chen
, T. Y.
Tseng
, and Y. H.
Tai
, Appl. Phys. Lett.
98
, 152109
(2011
).29.
K.-H.
Liu
, T.-C.
Chang
, K.-C.
Chang
, T.-M.
Tsai
, T.-Y.
Hsieh
, M.-C.
Chen
, B.-L.
Yeh
, and W.-C.
Chou
, Appl. Phys. Lett.
104
, 103501
(2014
).30.
T.
Minami
, T.
Miyata
, Y.
Ohtani
, and T.
Kuboi
, Phys. Status. Solidi RRL
1
, R31
(2007
).31.
S.
Aikawa
, P.
Darmawan
, K.
Yanagisawa
, T.
Nabatame
, Y.
Abe
, and K.
Tsukagoshi
, Appl. Phys. Lett.
102
, 102101
(2013
).32.
P.
Thissen
, M.
Valtiner
, and G.
Grundmeier
, Langmuir
26
, 156
(2010
).33.
J.-H.
Choi
, J. J.
Oh
, Y.
Lai
, D. K.
Kim
, T.
Zhao
, A. T.
Fafarman
, B. T.
Diroll
, C. B.
Murray
, and C. R.
Kagan
, ACS Nano
7
, 8275
(2013
).34.
P. H.
Mutin
, G.
Guerrero
, and A.
Vioux
, J. Mater. Chem.
15
, 3761
(2005
).35.
H.
Ma
, O.
Acton
, D. O.
Hutchins
, N.
Cernetic
, and A. K.-Y.
Jen
, Phys. Chem. Chem. Phys.
14
, 14110
(2012
).36.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4874303 for transfer characteristics of InZnO TFTs annealed at 310 °C and 370 °C before and after ODPA passivation.
© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
