研究目的
研究使用有机可印刷互补薄膜晶体管（TFT）实现低功耗物理不可克隆函数（PUF）的可行性，并验证有机PUF电路在3.3V低电压下的工作性能。
研究成果
采用互补型有机薄膜晶体管（OTFT）实现的总线保持物理不可克隆函数（PUF）证实了低功耗、低压运行的可行性。该PUF芯片实现了低静态电流消耗和适中的PUF性能，但输出摆幅受限于器件性能和电路板漏电。时间老化问题需要通过设置阻挡层来延长使用寿命，同时需要提高驱动电流以确保可靠的芯片-电路板接口。未来工作应聚焦于通过工艺缩放降低栅极电容并提升器件性能。
研究不足
该研究面临以下限制：设备性能不足导致中间输出电压、板级接口微安级漏电流影响输出电平、OTFT器件随时间退化引发PUF值扰动，以及需改进制造工艺以降低栅极电容从而优化信号传输。断电后锁存结构中残留电荷会影响复现性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用互补有机薄膜晶体管（OTFT）构建总线保持PUF，以评估低功耗、低压运行特性。该PUF由锁存结构的两个反相器组成，利用工艺变异实现唯一性识别。实验设计包括制备含90个PUF比特的测试芯片，测量输出波形、静态电流，并评估汉明距离、熵值等PUF性能指标。
2：样本选择与数据来源：
测试芯片采用p型（DNTT）和n型（TU-1）有机半导体制备。OTFT特性在相同工艺的独立测试元件组（TEG）芯片上测量。数据来源包括PUF芯片输出波形、OTFT电流-电压特性及时间退化测量数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包含用于波形测量的示波器、多路复用器寻址的图案发生器、静态电流测量的源测量单元（SMU），以及带模拟多路复用器的多路复用板。材料包括有机PUF芯片、扁平电缆、各向异性导电膜和多路复用板。
4：实验流程与操作步骤：
通过扁平电缆将PUF芯片连接至多路复用板，使用多路复用器选择输出比特并由示波器测量，静态电流由SMU测定，OTFT特性在TEG芯片上测量，时间退化通过多日重复测量评估。
5：数据分析方法：
数据分析包括计算汉明距离分布、香农熵、最小熵及输出电压水平评估。统计方法涵盖OTFT参数与PUF性能指标的平均值与标准差计算。
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oscilloscope
To measure output waveforms of the buskeeper PUF bits
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pattern generator
To determine the multiplexer address for selecting PUF output bits
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source measurement unit
SMU
To measure static current of the PUF chip
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multiplexer board
To multiplex 32-bit PUF outputs to 1-bit for oscilloscope measurement
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flat cable
To connect the PUF chip to the multiplexer board
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anisotropic conductive film
To attach flat cables to contact pads on the PUF chip
-
organic semiconductor
DNTT
Used as p-type semiconductor in OTFT devices
-
organic semiconductor
TU-1
Future Ink Corp.
Used as n-type semiconductor in OTFT devices
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