本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

目前，薄膜晶體管器件(TFT器件)是液晶顯示器中的一個(gè)關(guān)鍵組成部件，用來(lái)主動(dòng)控制每一個(gè)顯示像素，多個(gè)TFT組成的陣列系統(tǒng)就構(gòu)成了一個(gè)TFT液晶玻璃。TFT器件是一個(gè)三端器件，其在LCD中充當(dāng)開(kāi)關(guān)的作用，利用施加于柵極的電壓來(lái)控制源極、漏極之間的電流，從而達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)閉顯示像素的作用。

隨著器件小型化的發(fā)展，器件溝道越來(lái)越短，其工藝難度也隨之增加，在柵極部分存在柵源重疊區(qū)域和柵漏重疊區(qū)域，因此衡量TFT器件的溝道特性也越來(lái)越困難?，F(xiàn)有技術(shù)主要利用掃描電子顯微鏡和透射電鏡等來(lái)獲得器件溝道處的影響，但這難以定量的來(lái)分析TFT器件溝道處的工藝水平及制程損失對(duì)器件的影響，進(jìn)而無(wú)法對(duì)制程工藝提出管控與改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法，通過(guò)得到TFT器件溝道不均勻損傷及缺陷的定量分析，從而解決無(wú)法對(duì)TFT器件制程工藝提出管控與改進(jìn)的問(wèn)題。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法，包括：

將TFT器件的第一極接地；

使TFT器件工作于線性區(qū)，對(duì)所述TFT器件的控制極施加第一電壓，測(cè)量所述TFT器件的第二極的第一電容值；對(duì)所述控制極施加第二電壓，測(cè)量所述第二極的第二電容值，所述第一電容值與所述第二電容值的差作為線性區(qū)電容變化值；

對(duì)所述第二極施加飽和電壓，使TFT器件工作于飽和區(qū)，對(duì)所述控制極施加所述第一電壓，測(cè)量所述第二極的第三電容值，對(duì)所述控制極施加所述第二電壓，測(cè)量所述第二級(jí)的第四電容值，所述第三電容值和所述第四電容值的差值作為飽和區(qū)電容變化值；

改變所述飽和電壓的大小，測(cè)量相應(yīng)的飽和區(qū)電容變化值；

記錄每組飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值的比值，建立所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓的函數(shù)關(guān)系，獲得與斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值；

根據(jù)斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值，求得所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述控制極為柵極；

所述第一極為源極，所述第二極為漏極；或所述第一極為漏極，所述第二極為源極。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包括：

將斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值與1的差值作為所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述斜率拐點(diǎn)等于預(yù)設(shè)的斜率閾值。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在所述TFT器件工作于飽和區(qū)時(shí)，還包括：

在所述飽和區(qū)內(nèi)選取所述第二極上等于或大于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔大于所述第二極上小于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，還包括：

所述的預(yù)設(shè)飽和電壓閾值小于所述斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包括：

所述TFT器件工作于線性區(qū)時(shí)所述控制極施加的第一電壓持續(xù)時(shí)間與所述TFT器件工作于飽和區(qū)時(shí)所述控制極施加的第一電壓持續(xù)時(shí)間相同；

所述TFT器件工作于線性區(qū)時(shí)所述控制極施加的第二電壓持續(xù)時(shí)間與所述TFT器件工作于飽和區(qū)時(shí)所述控制極施加的第二電壓持續(xù)時(shí)間相同。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包括：

將所述飽和電壓作為坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)，所述比值作為坐標(biāo)軸的縱坐標(biāo)，建立所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓的函數(shù)關(guān)系。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包括：

對(duì)所述第二極施加線性電壓，使TFT器件工作于線性區(qū)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，將TFT器件的第一極接地之前，還包括：

將TFT器件放置于探針臺(tái)上，接入半導(dǎo)體參數(shù)儀。

從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法，可以使TFT器件工作于線性區(qū)，獲得第二級(jí)線性區(qū)電容變化值；可以使TFT器件工作于飽和區(qū)，獲得多組第二級(jí)飽和區(qū)電容變化值；通過(guò)建立每組飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值的比值和對(duì)應(yīng)的飽和電壓的函數(shù)關(guān)系，獲得與斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值，進(jìn)而求得第二極與控制極重疊區(qū)域的損傷比重?？梢钥闯?，本發(fā)明提出了可以衡量液晶顯示驅(qū)動(dòng)器件TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法，得到器件溝道不均勻損傷及缺陷的定量分析，進(jìn)而管控及改善TFT器件的工藝制程。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中薄膜晶體管TFT器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中薄膜晶體管TFT器件溝道處產(chǎn)生夾斷點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中薄膜晶體管TFT器件溝道處夾斷點(diǎn)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種可參考實(shí)施例中每組飽和區(qū)電容變化值和線性區(qū)電容變化值的比值與對(duì)應(yīng)飽和電壓的函數(shù)關(guān)系示意圖；

圖6為本發(fā)明另一種實(shí)施例中TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見(jiàn)“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說(shuō)明。

參閱圖1所示，為本發(fā)明一種實(shí)施例中TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法的流程示意圖，其中所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法包括：

步驟101，將TFT器件的第一極接地。

在一個(gè)可參考的實(shí)施例中，控制極為柵極。如果第一極為源極，那么第二極為漏極。如果第一極為漏極，那么第二極為源級(jí)。也就是說(shuō)，如果需要測(cè)試的是漏極與柵極重疊區(qū)域的損傷，則將第一極設(shè)置為源級(jí)，第二極設(shè)置為漏極。如果需要測(cè)試的是源極與柵極重疊區(qū)域的損傷，則將第一極設(shè)置為漏極，第二極設(shè)置為源級(jí)。從而，本發(fā)明該可參考實(shí)施例中所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法可以分別應(yīng)用于對(duì)源極或漏極與與柵極重疊區(qū)域的損傷定量分析。

另外，在進(jìn)行TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試時(shí)，可以將TFT器件放置于探針臺(tái)上，接入半導(dǎo)體參數(shù)儀，然后再將TFT器件的第一極接地?？梢钥闯?，在本發(fā)明所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法是利用半導(dǎo)體參數(shù)儀以及探針臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，所述的半導(dǎo)體參數(shù)儀以及探針臺(tái)相較于現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)TFT器件溝道損傷缺陷進(jìn)行定性測(cè)試采用的掃描電鏡以及透射電鏡來(lái)說(shuō)，測(cè)試成本大幅度降低。而且，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)是對(duì)TFT器件溝道損傷缺陷進(jìn)行了更進(jìn)一步地測(cè)試，即現(xiàn)有技術(shù)只是定性分析，而本發(fā)明不僅能夠定性分析還可以進(jìn)一步地定量分析。

步驟102，使TFT器件工作于線性區(qū)。

作為實(shí)施例，可以在TFT器件的第二極施加線性電壓，使TFT器件工作于線性區(qū)。其中，所述的線性電壓是指能夠使所述TFT器件工作于線性區(qū)而在第二極施加的電壓。

在本發(fā)明中所述的各種TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法的實(shí)施例都是基于TFT器件(如圖2所示)的電學(xué)特性，對(duì)于TFT器件輸出特性曲線可以分為線性區(qū)與飽和區(qū)，即TFT器件兩種工作狀態(tài)——線性區(qū)和飽和區(qū)。當(dāng)?shù)诙O電壓較小而控制極電壓較大時(shí)，器件溝道類似于一個(gè)簡(jiǎn)單電阻，反映在輸出特性曲線上就是線性區(qū)，TFT器件工作于線性區(qū)。當(dāng)?shù)诙O電壓增大到一定程度后，溝道消失，出現(xiàn)夾斷點(diǎn)(如圖3所示)，在夾斷發(fā)生后繼續(xù)增大第二極電壓，夾斷區(qū)擴(kuò)展使得有效溝道長(zhǎng)度變短(如圖4所示)，第二極增加的電壓幾乎全部落在夾斷區(qū)上，所以第二極電流變化不大，器件進(jìn)入飽和區(qū)，TFT器件工作于飽和區(qū)。可以看出，TFT器件的有效溝道區(qū)域會(huì)隨著夾斷區(qū)的增加而變短，因此有效溝道區(qū)包含的溝道損傷及缺陷也會(huì)隨著夾斷區(qū)的增加而減少，這將反映到TFT器件的電學(xué)特性上。

步驟103，對(duì)所述TFT器件的控制極施加第一電壓，測(cè)量所述TFT器件的第二極的第一電容值；對(duì)所述控制極施加第二電壓，測(cè)量所述第二極的第二電容值，所述第一電容值與所述第二電容值的差作為線性區(qū)電容變化值。

可以看出，所述步驟103是通過(guò)對(duì)處于線性區(qū)工作狀態(tài)的TFT器件控制極施加第一電壓和第二電壓，獲得線性區(qū)第二極的電容變化值。

步驟104，對(duì)所述第二極施加飽和電壓，使TFT器件工作于飽和區(qū)。

作為實(shí)施例，可以在TFT器件的第二極施加飽和電壓，使TFT器件工作于飽和區(qū)。其中，所述的飽和電壓是指能夠使所述TFT器件工作于飽和區(qū)而在第二極施加的電壓。

步驟105，對(duì)所述控制極施加所述第一電壓，測(cè)量所述第二極的第三電容值，對(duì)所述控制極施加所述第二電壓，測(cè)量所述第二級(jí)的第四電容值，所述第三電容值和所述第四電容值的差值作為飽和區(qū)電容變化值。

可以看出，所述步驟105是通過(guò)對(duì)處于飽和區(qū)工作狀態(tài)的TFT器件控制極施加第一電壓和第二電壓，獲得飽和區(qū)第二極的電容變化值。在一個(gè)可選地實(shí)施例中，所述TFT器件工作于飽和線性區(qū)時(shí)所述控制極施加的第一電壓持續(xù)時(shí)間與所述TFT器件工作于線性區(qū)時(shí)所述控制極施加的第一電壓持續(xù)時(shí)間相同。而所述TFT器件工作于飽和區(qū)時(shí)所述控制極施加的第二電壓持續(xù)時(shí)間與所述TFT器件工作于線性區(qū)時(shí)所述控制極施加的第二電壓持續(xù)時(shí)間相同。從而，實(shí)現(xiàn)了獲得的飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值兩者更具有可比性，也可以提高最后獲得的第二極與控制極重疊區(qū)域的損傷比重更精確。

步驟106，改變所述飽和電壓的大小，測(cè)量相應(yīng)的飽和區(qū)電容變化值。

在步驟106中，通過(guò)改變施加在第二極上的飽和電壓大小，測(cè)量出多組飽和區(qū)電容變化值。也就是說(shuō)，可以選取多組施加在第二極上的飽和電壓，測(cè)量相對(duì)應(yīng)地飽和區(qū)電容變化值。在一個(gè)可選地實(shí)施例中，在飽和區(qū)內(nèi)選取所述第二極上等于或大于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔大于所述第二極上小于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔。即在選取的多組施加在第二極上的飽和電壓時(shí)，稀疏選取在等于或大于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓，密集選取在小于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓。采用這種選擇方式，可以使得最后獲得的第二極與控制極重疊區(qū)域的損傷比重更精確，定量分析更準(zhǔn)確。

步驟107，記錄每組飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值的比值，建立所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓的函數(shù)關(guān)系。

可以看出，步驟107首先將第二極上的電容變化值進(jìn)行歸一化處理，即每組飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值的比值，然后再建立所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓的函數(shù)關(guān)系。在建立該函數(shù)關(guān)系時(shí)，可以將所述飽和電壓作為坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)，所述比值作為坐標(biāo)軸的縱坐標(biāo)。從而，可以得到所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓形成的一個(gè)測(cè)試曲線。

步驟108，獲得與斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值，求得所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重。

作為實(shí)施例，在所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓的函數(shù)關(guān)系中可以找到一斜率拐點(diǎn)，即在所述比值與對(duì)應(yīng)的所述飽和電壓形成的測(cè)試曲線上找到一斜率拐點(diǎn)。其中，可以通過(guò)選取等于預(yù)設(shè)斜率閾值的斜率作為所述拐點(diǎn)。而該斜率閾值可以根據(jù)實(shí)際測(cè)試需要進(jìn)行設(shè)定。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，根據(jù)斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值求得所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重過(guò)程中，可以采用將斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值與1的差值作為所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重。因?yàn)?，在TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試曲線上大于斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓的斜率都小于預(yù)設(shè)的斜率閾值，呈現(xiàn)為低斜率，工藝對(duì)重疊區(qū)域處造成的溝道陷阱和缺陷較少。而測(cè)試曲線上小于斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓的斜率都大于預(yù)設(shè)的斜率閾值，呈現(xiàn)為高斜率，該高斜率部分說(shuō)明工藝對(duì)重疊區(qū)域處造成的溝道陷阱和缺陷較多。

如圖5所示，在坐標(biāo)系中，橫坐標(biāo)為飽和電壓v_d，單位為V。橫坐標(biāo)為飽和區(qū)電容變化值△C與線性區(qū)電容變化值△C₀的比值，單位為百分比?？梢钥闯?，在測(cè)試曲線上存在一斜率拐點(diǎn)，大于所述斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓的測(cè)試曲線部分為低斜率部分，小于所述斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓的測(cè)試曲線部分為高斜率部分。

另外，為了對(duì)步驟106中的飽和電壓閾值設(shè)置更為準(zhǔn)確，可以在小于斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓中進(jìn)行選取。

在本發(fā)明的另一個(gè)可參考的實(shí)施例中，參閱圖6所示，所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法可以包括：

步驟201，將TFT器件放置于探針臺(tái)上，接入半導(dǎo)體參數(shù)儀，將TFT器件的第一極接地。

其中，控制極為柵極。并且，根據(jù)測(cè)試需要設(shè)置第一極為源極，第二極為漏極；或者設(shè)置第一極為漏極，第二極為源級(jí)。

步驟202，在TFT器件的第二極施加線性電壓，使TFT器件工作于線性區(qū)。

步驟203，對(duì)所述TFT器件的控制極施加第一電壓，測(cè)量所述TFT器件的第二極的第一電容值；對(duì)所述控制極施加第二電壓，測(cè)量所述第二極的第二電容值，所述第一電容值與所述第二電容值的差作為線性區(qū)電容變化值。

步驟204，對(duì)所述第二極施加飽和電壓，使TFT器件工作于飽和區(qū)。

步驟205，對(duì)所述控制極施加所述第一電壓，測(cè)量所述第二極的第三電容值，對(duì)所述控制極施加所述第二電壓，測(cè)量所述第二級(jí)的第四電容值，所述第三電容值和所述第四電容值的差值作為飽和區(qū)電容變化值。

其中，在飽和區(qū)內(nèi)選取所述第二極上等于或大于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔大于所述第二極上小于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔。而飽和電壓閾值在小于斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和電壓中進(jìn)行選取。

步驟206，在飽和區(qū)內(nèi)選取所述第二極上等于或大于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔大于所述第二極上小于預(yù)設(shè)飽和電壓閾值的每組飽和電壓間隔，測(cè)量相應(yīng)的飽和區(qū)電容變化值。

步驟207，記錄每組飽和區(qū)電容變化值與線性區(qū)電容變化值的比值。

步驟208，將所述比值對(duì)應(yīng)的飽和電壓作為坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)，將所述比值作為坐標(biāo)軸的縱坐標(biāo)建立測(cè)試曲線。

步驟209，選取等于預(yù)設(shè)斜率閾值的斜率作為測(cè)試曲線上的斜率拐點(diǎn)，獲得所述斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值。

步驟210，將斜率拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述比值與1的差值作為所述第二極與所述控制極重疊區(qū)域的損傷比重。

根據(jù)上面所述的實(shí)施例可以看出，本發(fā)明所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法，創(chuàng)造性地可定量分析TFT器件的溝道特性及損傷分布；并且，在測(cè)試過(guò)程中巧妙地利用溝道夾斷點(diǎn)隨著第一級(jí)電壓的變化而變化的特點(diǎn)，僅通過(guò)監(jiān)控第一級(jí)端電容或者第一級(jí)極電流隨柵極電壓的變化值，實(shí)現(xiàn)定量分析；與此同時(shí)，該測(cè)試方法無(wú)需使用價(jià)格昂貴的掃描電鏡及透射電鏡來(lái)對(duì)TFT器件溝道進(jìn)行觀察分析，只利用半導(dǎo)體參數(shù)儀及探針臺(tái)并結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)的歸一化處理；進(jìn)而，本發(fā)明能夠在大幅降低成本的情況下，還能夠定量分析出TFT器件溝道在制造過(guò)程中引入的損傷和缺陷的分布情況；另外，本發(fā)明通過(guò)定性分析可以掌握缺陷對(duì)器件特性的影響，從而監(jiān)控和改善制程工藝過(guò)程中存在的問(wèn)題；最后，整個(gè)所述的TFT制程工藝的電學(xué)性能測(cè)試方法緊湊，易于實(shí)現(xiàn)、使用。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡(jiǎn)明它們沒(méi)有在細(xì)節(jié)中提供。

在闡述了具體細(xì)節(jié)以描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下或者這些具體細(xì)節(jié)有變化的情況下實(shí)施本發(fā)明。因此，這些描述應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的。

盡管已經(jīng)結(jié)合了本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前面的描述，這些實(shí)施例的很多替換、修改和變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。