薄膜晶体管结构及沟道电阻和接触电阻的测量方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜晶体管结构及沟道电阻和接触电阻的测量方法。所述薄膜晶体管结构包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的栅极、设于所述栅极上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的有源层以及设于所述有源层上的依次间隔排列的源极、测量电极和漏极；所述测量电极与所述源极之间的间隔距离不同于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离，在有源层上设置测量电极，进而通过测量所述测量电极上的电压和流过漏极的电流，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻，能够通过单颗薄膜晶体管，快速准确完成薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的测量。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管结构及沟道电阻和接触电阻的测量方法
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管结构及沟道电阻和接触电阻的测量方法。
技术介绍
随着显示技术的发展，平板显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。主动矩阵式(ActiveMatrix，AM)平板显示装置是目前最常用的显示装置，所述主动矩阵式平板显示装置通过一薄膜晶体管开关(ThinFilmTransistor，TFT)来控制数据信号的输入，进而控制画面显示。目前的显示技术朝着高分辨率的方向不断发展，例如手机的分辨率已经达到1080P的水准(1080×1920)，而电视的分辨率更是达到4K(4096×2160)的级别，伴随着分辨率的不断提升，需要不断提高薄膜晶体管的驱动能力，而提升薄膜晶体管的驱动能力的关键在于，如何在较低的驱动电压下获得较大的电流的导通电流，为此需要尽量降低薄膜晶体管的电阻。其中，所述薄膜晶体管包括沟道电阻和接触电阻，接触电阻主要来自于有源层与源极/漏极的接触，接触电阻会影响迁移率甚至阈值电压的计算，所以准确计算出沟道电阻和接触电阻是非常重要的，可以准确帮助我们计算非晶硅薄膜本征迁移率和阈值电压，从而为改善薄膜晶体管的驱动能力提供依据。传统计算接触电阻的方法为为转换长度测量法(TransferLengthMeasurement，TLM)，其方法是量测多个不同沟道长度的薄膜晶体管，计算其总电阻，然后将其电阻与y轴的截距定义为2倍接触电阻，即可得到接触电阻，其局限性是需要在光罩上设计多组不同沟道长度的薄膜晶体管，并量测多组数据进行计算和拟合，在设计上和量测上较为繁琐，且由于拟合存在不确定性，所以无法准确计算接触电阻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种薄膜晶体管结构，能够通过单颗薄膜晶体管，快速准确完成薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的测量。本专利技术的目的还在于提供一种沟道电阻和接触电阻的测量方法，能够通过单颗薄膜晶体管，快速准确完成薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的测量。为实现上述目的，本专利技术提供了一种薄膜晶体管结构，包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的栅极、设于所述栅极上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的有源层以及设于所述有源层上的依次间隔排列的源极、测量电极和漏极；所述测量电极与所述源极之间的间隔距离不同于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离。所述有源层的材料为非晶硅，其包括设于所述栅极绝缘层上的非掺杂层以及位于所述源极与所述非掺杂层之间、测量电极与所述非掺杂层之间及漏极与所述非掺杂层之间的掺杂层。所述掺杂层为N型掺杂层。所述有源层的材料为金属氧化物半导体材料。所述测量电极与所述源极之间的间隔距离大于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离。本专利技术还提供一种沟道电阻和接触电阻的测量方法，包括如下步骤：步骤S1、提供一薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的栅极、设于所述栅极上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的有源层以及设于所述有源层上的依次间隔排列的源极、测量电极和漏极；所述测量电极与所述源极之间的间隔距离不同于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离；步骤S2、将所述薄膜晶体管的源极接地，漏极接入第一电压，并测量流过所述薄膜晶体管的漏极的电流和测量电极上的电压；步骤S3、根据流过所述薄膜晶体管的漏极的电流和测量电极上的电压，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻；其中，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的公式为：其中，R1为沟道电阻，R2为接触电阻，VA为测量电极上的电压，V1为第一电压，XA为测量电极与源极之间的间隔距离，L为沟道长度，ID为流过所述薄膜晶体管的漏极的电流。所述有源层的材料为非晶硅，其包括设于所述栅极绝缘层上的非掺杂层以及位于所述源极与所述非掺杂层之间、测量电极与所述非掺杂层之间及漏极与所述非掺杂层之间的掺杂层。所述掺杂层为N型掺杂层。所述有源层的材料为金属氧化物半导体材料。所述测量电极与所述源极之间的间隔距离大于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种薄膜晶体管结构，包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的栅极、设于所述栅极上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的有源层以及设于所述有源层上的依次间隔排列的源极、测量电极和漏极；所述测量电极与所述源极之间的间隔距离不同于所述测量电极与所述漏极之间的间隔距离，在有源层上设置测量电极，进而通过测量所述测量电极上的电压和流过漏极的电流，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻，能够通过单颗薄膜晶体管，快速准确完成薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的测量。本专利技术还提供一种沟道电阻和接触电阻的测量方法，能够通过单颗薄膜晶体管，快速准确完成薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的测量。附图说明为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中，图1为本专利技术的薄膜晶体管结构的第一实施例的俯视图；图2为图1中A-A处的剖面图；图3为本专利技术的薄膜晶体管结构的第二实施例的示意图；图4为图3中B-B处的剖面图；图5为本专利技术的沟道电阻和接触电阻的测量方法的等效电路图；图6为本专利技术的沟道电阻和接触电阻的测量方法的流程图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本专利技术的优选实施例及其附图进行详细描述。请参阅图1和图2或图3和图4，本专利技术提供一种薄膜晶体管结构，包括：衬底基板1、设于所述衬底基板1上的栅极2、设于所述栅极2上的栅极绝缘层3、设于所述栅极绝缘层3上的有源层4以及设于所述有源层4上的依次间隔排列的源极5、测量电极6和漏极7；所述测量电极6与所述源极5之间的间隔距离不同于所述测量电极6与所述漏极7之间的间隔距离。具体地，本专利技术的薄膜晶体管结构利于测量沟道电阻和接触电阻，测量时，可在先将所述薄膜晶体管的源极5接地，漏极7接入第一电压，并测量流过所述薄膜晶体管的漏极7的电流和测量电极6上的电压，接着根据所述薄膜晶体管的漏极7端的电流和测量电极6上的电压，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻，其中，确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻的公式为：其中，R1为沟道电阻，R2为接触电阻，VA为测量电极6上的电压，V1为第一电压，XA为测量电极6与源极5之间的间隔距离，L为沟道长度，ID为流过所述薄膜晶体管的漏极7的电流。具体地，如图5所示，所述接触电阻R2为源极5与有源层4之间的接触电阻R21和漏极7与有源层4之间的接触电阻R22的和。需要说明的是，上述测量过程的测量原理为：如图5所示，在测量电极6处可以测量到测量电极6处电压，但无电流通过，所以不存在接触电阻，根据电流与电压电阻的关系，由于源极5到测量电极6处电流与源极5到漏极7处电流相等，可以得到如下公式：ID＝VA/(XAR1/L+R2)＝VD/(R1+2R2)；据此可知，从而，本专利技术通过在有源层4上设置测量电极6，进而通过测量所述测量电极6上的电压和流过漏极7的电流，即可确定所述薄膜晶体管的沟道电阻和接触电阻，从而实现通过单颗薄膜晶体管，快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管结构，其特征在于，包括：衬底基板(1)、设于所述衬底基板(1)上的栅极(2)、设于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的有源层(4)以及设于所述有源层(4)上的依次间隔排列的源极(5)、测量电极(6)和漏极(7)；所述测量电极(6)与所述源极(5)之间的间隔距离不同于所述测量电极(6)与所述漏极(7)之间的间隔距离。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管结构，其特征在于，包括：衬底基板(1)、设于所述衬底基板(1)上的栅极(2)、设于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的有源层(4)以及设于所述有源层(4)上的依次间隔排列的源极(5)、测量电极(6)和漏极(7)；所述测量电极(6)与所述源极(5)之间的间隔距离不同于所述测量电极(6)与所述漏极(7)之间的间隔距离。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述有源层(4)的材料为非晶硅，其包括设于所述栅极绝缘层(3)上的非掺杂层(41)以及位于所述源极(5)与所述非掺杂层(41)之间、测量电极(6)与所述非掺杂层(41)之间及漏极(7)与所述非掺杂层(41)之间的掺杂层(42)。3.如权利要求2所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述掺杂层(42)为N型掺杂层。4.如权利要求1所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述有源层(4)的材料为金属氧化物半导体材料。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述测量电极(6)与所述源极(5)之间的间隔距离大于所述测量电极(6)与所述漏极(7)之间的间隔距离。6.一种沟道电阻和接触电阻的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提供一薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：衬底基板(1)、设于所述衬底基板(1)上的栅极(2)、设于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的有源层(4)以及设于所述有源层(4)上的依次间隔排列的源极(5)、测量电极(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱茂霞，
申请(专利权)人：深圳市华星光电半导体显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44