氧化物半导体薄膜测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种氧化物半导体薄膜测试装置，包括：接触部，用于与氧化物半导体薄膜接触；电压施加部，与所述接触部连接，通过所述接触部向所述氧化物半导体薄膜施加测试电压，所述测试电压从预设的初始电压升高至预设的最大电压之后再次降低至所述初始电压；电流测量部，用于测量对所述氧化物半导体薄膜施加所述测试电压时的测试电流；以及计算部，在所述测试电压以从所述初始电压升高至所述最大电压之后再次降低至所述初始电压的方式施加于所述氧化物半导体薄膜的过程中，利用由所述电压施加部施加于所述氧化物半导体薄膜的测试电压和由所述电流测量部按照不同的所述测试电压分别测量的测试电流，计算所述氧化物半导体薄膜的电特性值。

【技术实现步骤摘要】
氧化物半导体薄膜测试装置
本专利技术涉及用于测试氧化物半导体薄膜的电特性等的氧化物半导体薄膜测试装置。
技术介绍
氧化物半导体(OxideSemiconductor)是一种由金属氧化物制成的半导体，可以在制造显示器、太阳能电池(SolarCell)等的过程中蒸镀到基板上，形成氧化物半导体薄膜。例如，由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、氧(O)组成的铟镓氧化锌(IGZO)可以在制造显示器的薄膜晶体管(TFT)的过程中被蒸镀到基板上，形成氧化物半导体薄膜。以往是在蒸镀有除氧化物半导体薄膜以外的由其他材料组成的多种薄膜的状态下对氧化物半导体薄膜测试了电特性。因此，以往存在的问题在于，因氧化物半导体薄膜与其他多种薄膜之间的相互作用而难以测试氧化物半导体薄膜自身的电特性并且测试结果的准确性低。
技术实现思路
技术问题本专利技术为了解决上述技术问题而被提出，旨在提供一种氧化物半导体薄膜测试装置，所述氧化物半导体薄膜测试装置能够消除测试氧化物半导体薄膜自身的电特性的操作中存在的困难并提高测试结果的准确性。技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术可以包括如下构成。本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置可以包括：接触部，用于与氧化物半导体薄膜接触；电压施加部，与所述接触部连接，通过所述接触部向所述氧化物半导体薄膜施加测试电压，所述测试电压从预设的初始电压升高至预设的最大电压之后再次降低至所述初始电压；电流测量部，用于测量对所述氧化物半导体薄膜施加所述测试电压时的测试电流；以及计算部，在所述测试电压以从所述初始电压升高至所述最大电压之后再次降低至所述初始电压的方式施加于所述氧化物半导体薄膜的过程中，利用由所述电压施加部施加于所述氧化物半导体薄膜的测试电压以及由所述电流测量部按照不同的所述测试电压分别测量的测试电流，计算所述氧化物半导体薄膜的电特性值。有益效果本专利技术具有以下效果。本专利技术能够计算出与氧化物半导体薄膜的电特性存在相关关系的电特性值，从而测试氧化物半导体薄膜自身的电特性。因此，本专利技术能够方便地进行测试氧化物半导体薄膜自身的电特性的操作，并提高对氧化物半导体薄膜自身的电特性的测试结果的准确性。附图说明图1是本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置的概略构成图。图2是关于本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置对氧化物半导体薄膜的测试结果中的测试电压和测试电流的图表。图3是用于描述本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置以单位电压为调节单位调节测试电压的方式的图表。图4是为了描述本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置计算出阈值电压的过程而将图2中的A部分放大示出的图表。图5是为了描述本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置计算出电导和转换电压的过程而将图2中的B部分放大示出的图表。图6是本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置以在最大电压下将测试电压保持基准时间长度的方式对氧化物半导体薄膜进行测试的结果中的测试电压和测试电流的图表。图7是为了描述本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置计算出电导和转换电压的过程而将图6中的C部分放大示出的图表。图8及图9是本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置的概略侧视图。图10是本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置中结合有光照射部的降压部的概略俯视图。附图标记1：氧化物半导体薄膜测试装置2：接触部3：电压施加部4：电流测量部5：计算部6：降压部7：光照射部8：受光部10：检测部具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置的实施例进行详细说明。参照图1及图2，本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置1用于测试在制造显示器、太阳能电池(SolarCell)等的过程中形成于基板上的氧化物半导体薄膜(未图示)的电特性。例如，所述氧化物半导体薄膜可以是由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、氧(O)组成的铟镓氧化锌(IGZO)。本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置1可以包括：接触部2，用于与所述氧化物半导体薄膜100接触；电压施加部3，通过所述接触部2向所述氧化物半导体薄膜100施加测试电压；电流测量部4，用于测量所述氧化物半导体薄膜100被施加所述测试电压时产生的测试电流；以及计算部5，利用测试电压和测试电流来计算出所述氧化物半导体薄膜的电特性值，所述测试电压是所述电压施加部3向所述氧化物半导体薄膜施加的电压，所述测试电流是所述电流测量部4按照不同的所述测试电压分别测量到的电流。所述电压施加部3通过所述接触部2向所述氧化物半导体薄膜100施加测试电压，所述测试电压从预设的初始电压升高至预设的最大电压之后再次降低至所述初始电压。在这过程中，所述电流测量部4按照不同的所述测试电压分别测量所述测试电流。因此，本专利技术的氧化物半导体薄膜测试装置1能够导出如图2所示的关于测试电压和测试电流的图表。由此，所述计算部5能够计算出所述氧化物半导体薄膜100的电特性值。例如，所述计算部5能够计算出作为电特性值的阈值电压FVth、每单位电压的电导率BC、转换电压BVth、总电导率BFC、每单位电压的电量P、薄膜电阻R中的至少一个。本申请人通过试验得知所述电特性值与所述氧化物半导体薄膜100自身的氧(O2)分压存在相关关系。氧分压与元件迁移率存在相关关系，因此，能够得知所述电特性值、氧分压以及元件迁移率存在相关关系。所述阈值电压FVth相当于电流刚开始流过所述氧化物半导体薄膜100时的电压，能够利用所述测试电压从所述初始电压升高至所述最大电压的上升区间US中的测试电压和测试电流算出。所述阈值电压FVth随所述氧化物半导体薄膜100的氧分压而变化，可以随着氧分压增加而减小。所述每单位电压的电导率BC以西门子(S)为单位，能够利用所述上升区间US之后的进入所述测试电压从所述最大电压降低至所述初始电压的下降区间DS的过程中的测试电压和测试电流计算出。所述每单位电压的电导率BC随所述氧化物半导体薄膜100的氧分压而变化，可以随着氧分压增加而减小。另外，所述每单位电压的电导率BC与元件迁移率呈正比。所述转换电压BVth相当于流过所述氧化物半导体薄膜100的电流刚停止时的电压，能够利用所述下降区间DS中的测试电压和测试电流计算出。所述转换电压BVth随所述氧化物半导体薄膜100的氧分压而变化，可以随着氧分压增加而减小。另外，所述转换电压BVth与元件迁移率呈正比。所述总电导率BFC以西门子(S)为单位，能够利用所述上升区间US和所述下降区间DS中的测试电压和测试电流计算出。所述总电导率BFC随所述氧化物半导体薄膜100的氧分压而变化，可以随着氧分压增加而减小。另外，所述总电导率BFC与元件迁移率呈正比。所述每单位电压的电量P是相当于在从所述上升区间US到所述下降区间DS施加所述测试电压的过程中所消耗的电量。所述每单位电压的电量P随所述氧化物半导体薄膜100的氧分压而变化，可以随着氧分压增加而增加。另外，所述每单位电压的电量P与元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，包括：/n接触部，用于与氧化物半导体薄膜接触；/n电压施加部，与所述接触部连接，通过所述接触部向所述氧化物半导体薄膜施加测试电压，所述测试电压从预设的初始电压升高至预设的最大电压之后再次降低至所述初始电压；/n电流测量部，用于测量对所述氧化物半导体薄膜施加所述测试电压时的测试电流；以及/n计算部，在所述测试电压以从所述初始电压升高至所述最大电压之后再次下降至所述初始电压的方式施加于所述氧化物半导体薄膜的过程中，利用由所述电压施加部施加于所述氧化物半导体薄膜的测试电压以及由所述电流测量部按照不同的所述测试电压分别测量的测试电流，计算所述氧化物半导体薄膜的电特性值。/n

【技术特征摘要】
20191121 KR 10-2019-01500941.一种氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，包括：
接触部，用于与氧化物半导体薄膜接触；
电压施加部，与所述接触部连接，通过所述接触部向所述氧化物半导体薄膜施加测试电压，所述测试电压从预设的初始电压升高至预设的最大电压之后再次降低至所述初始电压；
电流测量部，用于测量对所述氧化物半导体薄膜施加所述测试电压时的测试电流；以及
计算部，在所述测试电压以从所述初始电压升高至所述最大电压之后再次下降至所述初始电压的方式施加于所述氧化物半导体薄膜的过程中，利用由所述电压施加部施加于所述氧化物半导体薄膜的测试电压以及由所述电流测量部按照不同的所述测试电压分别测量的测试电流，计算所述氧化物半导体薄膜的电特性值。


2.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述电压施加部包括：
电压产生模块，用于产生电压；以及
电压调节模块，使所述电压产生模块产生的电压在相当于负电压的所述初始电压与相当于正电压的所述最大电压之间变动，从而生成所述测试电压。


3.根据权利要求2所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述电压调节模块以预设的单位电压为调节单位，使所述电压产生模块产生的电压在所述初始电压与所述最大电压之间变动。


4.根据权利要求3所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述电压调节模块以5V以下的所述单位电压为调节单位，调节所述电压产生模块产生的电压。


5.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述接触部包括：第一接触部件，与所述氧化物半导体薄膜接触；以及第二接触部件，在从所述第一接触部件隔开的位置上与所述氧化物半导体薄膜接触，
所述电压施加部通过与所述氧化物半导体薄膜接触的所述第一接触部件和所述第二接触部件向所述氧化物半导体薄膜施加所述测试电压，
所述电流测量部通过与所述氧化物半导体薄膜接触的所述第一接触部件和所述第二接触部件测量所述测试电流。


6.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
包括降压部，所述降压部向所述氧化物半导体薄膜施加降压电压，从而产生电场，
以所述氧化物半导体薄膜为基准，所述降压部与所述接触部配置于彼此相反的两侧。


7.根据权利要求6所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述第一接触部件与所述第二接触部件配置成沿第一轴方向隔开第一距离，
所述降压部形成为，以所述第一轴方向为基准，与所述第一距离等长，或以所述第一轴方向为基准，比所述第一距离更长。


8.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
包括光照射部，所述光照射部照射用于提高所述氧化物半导体薄膜的电流活度的激励光，
所述光照射部朝向位于所述第一接触部件与所述第二接触部件之间的氧化物半导体薄膜的部分照射所述激励光。


9.根据权利要求8所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述第一接触部件与所述第二接触部件沿第一轴方向隔开，
以所述第一轴方向为基准，所述光照射部配置在分别与所述第一接触部件和所述第二接触部件隔开相同距离的位置上。


10.根据权利要求8所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
包括配置于所述第一接触部件与所述第一接触部件之间的受光部，
以所述氧化物半导体薄膜为基准，所述接触部与所述光照射部配置于彼此相反的两侧，
所述受光部测量透过所述氧化物半导体薄膜而接收到的激励光中的预设的波长范围的强度，从而获取所述氧化物半导体薄膜的厚度。


11.根据权利要求8至10中的任一项所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
包括降压部，所述降压部向所述氧化物半导体薄膜施加降压电压，从而产生电场，
以所述氧化物半导体薄膜为基准，所述降压部与所述接触部配置于彼此相反的两侧，
所述光照射部结合于所述降压部。


12.根据权利要求11所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
以所述第一接触部件与所述第二接触部件彼此隔开的第一轴方向为基准，所述光照射部配置于从所述降压部的两端隔开相同距离的位置，而以垂直于所述第一轴方向的第二轴方向为基准，所述光照射部配置于从所述降压部的两端隔开相同距离的位置上。


13.根据权利要求11所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
包括绝缘部，所述绝缘部位于所述降压部与所述光照射部之间使所述降压部与所述光照射部之间绝缘。


14.根据权利要求1或4所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算部包括：
提取模块，用于提取第一测试电压、第一测试电流以及第二测试电流，所述第一测试电压和所述第一测试电流是在所述测试电压从所述初始电压升高至所述最大电压的上升区间中，当所述测试电流大于0之后上升到预设的上升值以上时的电压和电流；所述第二测试电流是第二测试电压施加于所述氧化物半导体薄膜时所测量的电流，所述第二测试电压是从所述第一测试电压升高预设的单位电压后的电压；以及
计算模块，利用所述第一测试电压、所述第一测试电流、所述第二测试电压以及所述第二测试电流计算阈值电压，所述阈值电压相当于当所述测试电流为0时的测试电压。


15.根据权利要求14所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算模块利用数学式



来计算所述阈值电压FVth，
所述数学式中的a和b分别利用数学式



以及
b＝I2-(a×V2)
来计算，
其中，V1是所述第一测试电压，V2是所述第二测试电压，I1是所述第一测试电流，I2是所述第二测试电流。


16.根据权利要求1或4所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算部包括：
提取模块，用于提取最终电流和次级电流，所述最终电流是在所述测试电压从所述初始电压升高至所述最大电压的上升区间中，所述测试电压达到所述最大电压即最终电压并施加于所述氧化物半导体薄膜时测量的电流；所述次级电流是在所述测试电压从所述最大电压下降至所述初始电压的下降区间中，次级电压施加于所述氧化物半导体薄膜时测量的电流，所述次级电压为所述测试电压从所述最大电压下降预设的单位电压后的电压；以及
计算模块，利用所述最终电压、所述最终电流、所述次级电压以及所述次级电流来计算每单位电压的电导率。


17.根据权利要求16所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算模块利用数学式



来计算所述每单位电压的电导率BC，
在所述数学式中，Vfinal是所述最终电压，Vnext是所述次级电压，Ifinal是所述最终电流，Inext是所述次级电流。


18.根据权利要求1或4所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算部包括：
提取模块，用于提取最终电流和次级电流，所述最终电流是在所述测试电压从所述初始电压升高至所述最大电压的上升区间中，所述测试电压达到所述最大电压即最终电压并施加于所述氧化物半导体薄膜时测量的电流；所述次级电流是在所述测试电压从所述最大电压下降至所述初始电压的下降区间中，次级电压施加于所述氧化物半导体薄膜时测量的电流，所述次级电压为所述测试电压从所述最大电压下降预设的单位电压后的电压；以及
计算模块，利用所述最终电压、所述最终电流、所述次级电压以及所述次级电流来计算转换电压。


19.根据权利要求18所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算模块利用数学式



来计算所述转换电压BVth，
所述数学式中的c和d分别利用数学式



以及
d＝Ifinal-(c×Vfinal)
来计算，
在所述数学式中，Vfinal是所述最终电压，Vnext是所述次级电压，Ifinal是所述最终电流，Inext是所述次级电流。


20.根据权利要求1或4所述的氧化物半导体薄膜测试装置，其特征在于，
所述计算部包括：
提取模块，用于提取第一测试电压、第一测试电流、第二测试电流、最终电流以及次级电流，其中，所述第一测试电压和所述第一测试电流是在所述测试电压从所述初始电压升高至所述最大电压的上升区间中，当所述测试电流大于0之后上升到预设的上升值以上时的电压和电流；所述第二测试电流是第二测试电压施加于所述氧化物半导体薄膜时所测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴瑨哲，柳贤雨，
申请(专利权)人：亚威科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR