CN104155588B - 一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法，涉及光电技术领域，可提供一种多元化的信赖性测试系统，从而提高薄膜晶体管的可信赖度，同时简化薄膜晶体管的测试过程。所述测试装置包括测试腔和位于所述测试腔内部的支撑部件；其中，所述支撑部件包括平行于所述测试腔底部的支撑板和用于固定所述支撑板的支撑杆；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加压探头和测试探头；其中，所述加压探头用于为所述薄膜晶体管提供栅极电压，所述测试探头用于读取所述薄膜晶体管的源极电流；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加热部件和照明部件。用于薄膜晶体管的信赖性测试。

Description

一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法。

背景技术

信赖性，即可靠性，可以理解为产品在正常条件下的使用寿命。其中，针对包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)的电子产品而言，所述TFT的信赖性测试是电子产品制造过程中的重要组成部分，同时也是评价电子产品质量的重要手段。

基于此，本技术领域亟须一种能对薄膜晶体管的信赖性进行全面检测的测试装置。

发明内容

本发明的实施例提供一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法，可提供一种多元化的信赖性测试系统，从而提高薄膜晶体管的可信赖度，同时简化薄膜晶体管的测试过程。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种薄膜晶体管的测试装置，包括测试腔和位于所述测试腔内部的支撑部件；其中，所述支撑部件包括平行于所述测试腔底部的支撑板和用于固定所述支撑板的支撑杆；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加压探头和测试探头；其中，所述加压探头用于为所述薄膜晶体管提供栅极电压，所述测试探头用于读取所述薄膜晶体管的源极电流；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加热部件和照明部件。

可选的，所述加热部件包括位于所述测试腔顶部的第一加热部件和/或与所述支撑板直接接触的第二加热部件。

进一步可选的，所述第一加热部件包括电吹风，所述第二加热部件包括电阻丝。

进一步的，所述支撑板为空心支撑板，所述第二加热部件设置在所述支撑板的内部；或者，所述支撑板为实心支撑板，所述第二加热部件设置在所述支撑板的下表面。

可选的，所述照明部件包括位于所述测试腔顶部的第一照明部件和/或位于所述测试腔底部的第二照明部件。

进一步可选的，所述第一照明部件和所述第二照明部件均为紫外光照明部件。

进一步的，所述支撑板为透明支撑板；或者，所述支撑板为非透明支撑板，且所述支撑板的中间设置有与所述第二照明部件对应的通孔。

可选的，所述加压部件包括支撑底座和加压探针；其中，所述支撑底座设置在所述支撑板上。

另一方面，提供一种基于上述测试装置的测试方法，所述方法包括：加压探头为薄膜晶体管提供栅极电压；测试探头读取薄膜晶体管的源极电流；根据所述栅极电压和所述源极电流得到所述薄膜晶体管的I-V曲线；其中，所述加压探头为薄膜晶体管提供栅极电压包括：所述加压探头为所述薄膜晶体管提供不同的栅极电压；或者，所述加压探头为所述薄膜晶体管提供相同的栅极电压，且加热部件对所述薄膜晶体管进行加热；或者，所述加压探头为所述薄膜晶体管提供相同的栅极电压，且照明部件对所述薄膜晶体管进行光照。

可选的，所述加热部件对所述薄膜晶体管进行加热具体包括：位于测试腔顶部的第一加热部件为所述薄膜晶体管提供热源；和/或与测试腔中的支撑板直接接触的第二加热部件为所述薄膜晶体管提供热源。

进一步可选的，所述第一加热部件包括电吹风，所述第二加热部件包括电阻丝。

可选的，所述照明部件对所述薄膜晶体管进行光照具体包括：位于测试腔顶部的第一照明部件为所述薄膜晶体管提供光源；和/或位于测试腔底部的第二照明部件为所述薄膜晶体管提供光源。

进一步可选的，所述第一照明部件和所述第二照明部件均为所述薄膜晶体管提供紫外光源。

本发明的实施例提供一种薄膜晶体管的测试装置及测试方法，所述测试装置包括测试腔和位于所述测试腔内部的支撑部件；其中，所述支撑部件包括平行于所述测试腔底部的支撑板和用于固定所述支撑板的支撑杆；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加压探头和测试探头；其中，所述加压探头用于为所述薄膜晶体管提供栅极电压，所述测试探头用于读取所述薄膜晶体管的源极电流；所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加热部件和照明部件。

基于此，在利用所述测试装置对所述薄膜晶体管进行信赖性测试的过程中，所述加压探头可以用于为所述薄膜晶体管提供栅极电压，所述测试探头可以用于读取所述薄膜晶体管的源极电流，根据所述栅极电压和所述源极电流即可得到所述薄膜晶体管的I-V曲线，并从所述I-V曲线中进一步获取所述薄膜晶体管的四个重要参数，即开态电流Ion、关态电流Ioff、阈值电压Vth和迁移率MOB，从而实现对所述薄膜晶体管的信赖性评估。在此基础上，所述测试装置可以为所述薄膜晶体管提供一种多元化的信赖性测试系统，在充分考虑偏压、温度和光照对于所述薄膜晶体管的开关特性的影响的前提下，所述测试装置将偏压测试、高温测试和光照测试集为一体，更加全面的对所述薄膜晶体管进行信赖性评估，从而提高所述薄膜晶体管的可信赖性，同时简化所述薄膜晶体管的测试过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种薄膜晶体管的测试装置的结构示意图一；

图2为本发明的实施例提供的一种薄膜晶体管的测试装置的结构示意图二；

图3为本发明的实施例提供的一种薄膜晶体管的测试装置的结构示意图三；

图4为本发明的实施例提供的一种薄膜晶体管的测试方法流程图。

附图标记：

10-测试腔；20-支撑部件；201-支撑板；202-支撑杆；30-加压探头；40-测试探头；50-加热部件；501-第一加热部件；502-第二加热部件；60-照明部件；601-第一照明部件；602-第二照明部件；70-薄膜晶体管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供一种薄膜晶体管的测试装置，如图1至图3所示，所述测试装置可以包括测试腔10和位于所述测试腔10内部的支撑部件20；其中，所述支撑部件20可以包括平行于所述测试腔10底部的支撑板201和用于固定所述支撑板201的支撑杆202。

所述测试装置还可以包括位于所述测试腔10内部的加压探头30和测试探头40；其中，所述加压探头30可以用于为所述薄膜晶体管70提供栅极电压，所述测试探头40可以用于读取所述薄膜晶体管70的源极电流。所述测试装置还可以包括位于所述测试腔10内部的加热部件50和照明部件60。

需要说明的是，第一，本发明的实施例提供的所述薄膜晶体管的测试装置将偏压测试、高温测试和光照测试集为一体，其可以用于对所述薄膜晶体管70进行信赖性测试，尤其适用于对透明金属氧化物薄膜晶体管进行信赖性测试，例如IGZO(Indium Gallium ZincOxide，铟镓锌氧化物)薄膜晶体管。

第二，所述薄膜晶体管70可以设置在基板上，并将所述基板置于所述支撑板201上进行测试。这里，所述基板可以是液晶显示装置或者有机电致发光器件的阵列基板，也可以是其它电子器件中设置有薄膜晶体管的基板，在此不做具体限定。

第三，所述支撑板201可以用于承载所述基板，所述支撑杆202可以用于固定所述支撑板202；其中，所述支撑板201和所述支撑杆202可以一体化设置，也可以独立设置并通过连接部件进行固定。

第四，所述加压探头30的端部和所述测试探头40的端部均可以包括微型探针，分别用于与所述薄膜晶体管70的栅极和源极相接触。在此基础上，由于所述加压探头30和所述测试探头40分别用于提供栅极电压和获取源极电流，因此所述加压探头30和所述测试探头40应该分别与控制电路(图中未示出)相连，以实现其各自的功能。

第五，所述测试腔10的内部可以设置一个或者多个所述加热部件50；同理，所述测试腔10的内部也可以设置一个或者多个所述照明部件60；本发明的实施例对于所述加热部件50和所述照明部件60的实际个数不做具体限定。

本发明的实施例提供一种薄膜晶体管的测试装置，所述测试装置可以包括测试腔10和位于所述测试腔10内部的支撑部件20；其中，所述支撑部件20可以包括平行于所述测试腔10底部的支撑板201和用于固定所述支撑板201的支撑杆202。

所述测试装置还可以包括位于所述测试腔10内部的加压探头30和测试探头40；其中，所述加压探头30可以用于为所述薄膜晶体管70提供栅极电压，所述测试探头40可以用于读取所述薄膜晶体管70的源极电流。所述测试装置还可以包括位于所述测试腔10内部的加热部件50和照明部件60。

基于此，在利用所述测试装置对所述薄膜晶体管70进行信赖性测试的过程中，所述加压探头30可以用于为所述薄膜晶体管70提供栅极电压，所述测试探头40可以用于读取所述薄膜晶体管70的源极电流，根据所述栅极电压和所述源极电流即可得到所述薄膜晶体管的I-V曲线，并从所述I-V曲线中进一步获取所述薄膜晶体管70的四个重要参数，即开态电流Ion、关态电流Ioff、阈值电压Vth和迁移率MOB，从而实现对所述薄膜晶体管70的信赖性评估。在此基础上，所述测试装置可以为所述薄膜晶体管70提供一种多元化的信赖性测试系统，在充分考虑偏压、温度和光照对于所述薄膜晶体管70的开关特性的影响的前提下，所述测试装置将偏压测试、高温测试和光照测试集为一体，更加全面的对所述薄膜晶体管70进行信赖性评估，从而提高所述薄膜晶体管70的可信赖性，同时简化所述薄膜晶体管70的测试过程。

可选的，所述加热部件50主要可以用于为所述薄膜晶体管70的测试提供热源，其可以设置在所述测试腔10内部的任何位置；但考虑到热量的均匀性和热传导效率，所述加热部件50优选设置在相对接近所述薄膜晶体管70或者正对所述薄膜晶体管70的位置处。

具体的，参考图1至图3所示，所述加热部件50可以包括位于所述测试腔10顶部的第一加热部件501和/或与所述支撑板201直接接触的第二加热部件502。

其中，所述第一加热部件501可以包括电吹风，所述第二加热部件502可以包括电阻丝。

这里，所述第一加热部件501采用电吹风，有利于向所述薄膜晶体管均匀的传热；所述第二加热部件502采用电阻丝，且与所述支撑板201直接接触，因此具有较高的加热效率。

需要说明的是，所述第一加热部件501和所述第二加热部件502可以同时设置，当然也可以仅设置其中一个，这里不做具体限定。此外，所述第一加热部件501和所述第二加热部件502还可以采用其他类型的热源，并不限于上述的电吹风或电阻丝。

在此基础上，当所述支撑板201为空心支撑板时，所述第二加热部件502(即所述电阻丝)可以设置在所述支撑板201的内部；当所述支撑板201为实心支撑板时，所述第二加热部件502设置在所述支撑板的下表面。

这里，为了提高热传导效率以及热量的均匀性，所述支撑板201优选采用导热系数高的材料进行制备，例如铝材。

可选的，所述照明部件60主要可以用于为所述薄膜晶体管70的测试提供光源，其可以设置在所述测试腔10内部的任何位置；但考虑到光照的均匀性和光效率，所述照明部件60优选设置在正对所述薄膜晶体管70的位置处。

具体的，参考图1至图3所示，所述照明部件60可以包括位于所述测试腔10顶部的第一照明部件601和/或位于所述测试腔10底部的第二照明部件602。

其中，所述第一照明部件601和所述第二照明部件602均可以采用紫外光(UV光)照明部件。

这里，在所述薄膜晶体管70为透明金属氧化物薄膜晶体管例如IGZO薄膜晶体管的情况下，由于所述透明金属氧化物薄膜晶体管对于UV光十分敏感，易于受到UV光照的影响而发生性能的突变，因此采用UV光照明部件对其进行照射，可以提高测试结果的可信赖性。

在此基础上，所述支撑板201可以为透明支撑板或者非透明支撑板。在所述支撑板201为透明支撑板的情况下，所述第二照明部件602发出的UV光可以直接透过所述透明支撑板而照射到所述薄膜晶体管70的位置；此时，为了保证所述透明支撑板对所述UV光尽可能的少吸收，以减小测试误差，所述透明支撑板的材质优选采用石英玻璃。在所述支撑板201为非透明支撑板的情况下，所述支撑板201的中间优选设置与所述第二照明部件602对应的通孔；此时，所述第二照明部件602发出的UV光可以穿过所述通孔而照射到所述薄膜晶体管70的位置。

本发明的实施例还提供一种基于上述测试装置的测试方法，如图4所示，所述测试方法可以包括：

S1、加压探头30为薄膜晶体管70提供栅极电压。

S2、测试探头40读取70薄膜晶体管的源极电流。

S3、根据所述栅极电压和所述源极电流得到所述薄膜晶体管70的I-V曲线。

具体的，所述加压探头30为薄膜晶体管70提供栅极电压具体可以包括以下三种情况：所述加压探头30可以为所述薄膜晶体管70提供不同的栅极电压，此时得到的所述I-V曲线可以反映栅极电压对所述薄膜晶体管70的特性的影响；或者，所述加压探头30可以为所述薄膜晶体管70提供相同的栅极电压，且所述加热部件50对所述薄膜晶体管70进行加热，此时得到的所述I-V曲线可以反映温度对所述薄膜晶体管70的特性的影响；或者，所述加压探头30可以为所述薄膜晶体管70提供相同的栅极电压，且所述照明部件60对所述薄膜晶体管70进行光照，此时得到的所述I-V曲线可以反映光照对所述薄膜晶体管70的特性的影响。

基于此，根据所述I-V曲线即可获取所述薄膜晶体管70的四个重要参数，即开态电流Ion、关态电流Ioff、阈值电压Vth和迁移率MOB，从而实现对所述薄膜晶体管70的信赖性评估。在此基础上，所述测试装置通过将偏压测试、高温测试和光照测试集为一体，对所述薄膜晶体管70进行系统全面的评估，从而提高所述薄膜晶体管70的可信赖性，同时简化所述薄膜晶体管70的测试过程。

在对所述薄膜晶体管70进行偏压测试时，所述加压探头30可以为所述薄膜晶体管70提供不同的栅极电压，其具体可以设定为-20V、-30V和30V；然后通过所述测试探头40对所述薄膜晶体管70的源极电流进行测试，从而得到所述薄膜晶体管的I-V曲线。

在对所述薄膜晶体管70进行高温测试时，所述加热部件50可以对所述薄膜晶体管70进行加热；具体的，位于所述测试腔10顶部的第一加热部件501和/或与所述测试腔10中的支撑板201直接接触的第二加热部件502可以为所述薄膜晶体管70提供热源。其中，所述第一加热部件501可以包括电吹风，所述第二加热部件502可以包括电阻丝。

在此基础上，当所述加热部件50对所述薄膜晶体管70进行加热时，可以利用所述第一加热部件501和/或所述第二加热部件502对所述薄膜晶体管70进行加热，且实际加热温度优选设定为50～60℃；在达到预设温度之后，所述加压探头30为所述薄膜晶体管70提供栅极电压，所述测试探头40对所述薄膜晶体管的源极电流进行测试，从而得到所述薄膜晶体管的I-V曲线。

在对所述薄膜晶体管70进行光照测试时，所述照明部件60可以对所述薄膜晶体管70进行光照；具体的，位于所述测试腔10顶部的第一照明部件601和/或位于所述测试腔10底部的第二照明部件602可以为所述薄膜晶体管70提供光源。其中，所述第一照明部件601和所述第二照明部件602可以均为紫外光照明部件。

在此情况下，当所述薄膜晶体管70应用于液晶显示装置时，所述第一照明部件601和所述第二照明部件602可以分别用于模拟背光和环境光。

在此基础上，当所述照明部件60对所述薄膜晶体管70进行UV光照时，可以利用所述第一照明部件601和/或所述第二照明部件602对所述薄膜晶体管70进行UV光照，且所述UV光的波长在300～700nm之间；通过选取特定的波长对所述薄膜晶体管70进行UV光照，并通过所述加压探头30为所述薄膜晶体管70提供栅极电压，所述测试探头40对所述薄膜晶体管的源极电流进行测试，从而得到所述薄膜晶体管的I-V曲线。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种薄膜晶体管的测试装置，其特征在于，包括测试腔和位于所述测试腔内部的支撑部件；其中，所述支撑部件包括平行于所述测试腔底部的支撑板和用于固定所述支撑板的支撑杆；

所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加压探头和测试探头；其中，所述加压探头用于为所述薄膜晶体管提供栅极电压，所述测试探头用于读取所述薄膜晶体管的源极电流；所述加压探头和测试探头分别与控制电路相连；

所述测试装置还包括位于所述测试腔内部的加热部件和照明部件；

所述加热部件位于相对接近所述薄膜晶体管或者正对所述薄膜晶体管的位置处；所述照明部件位于正对所述薄膜晶体管的位置处。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述加热部件包括位于所述测试腔顶部的第一加热部件和/或与所述支撑板直接接触的第二加热部件。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一加热部件包括电吹风，所述第二加热部件包括电阻丝。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述支撑板为空心支撑板，所述第二加热部件设置在所述支撑板的内部；

或者，所述支撑板为实心支撑板，所述第二加热部件设置在所述支撑板的下表面。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述照明部件包括位于所述测试腔顶部的第一照明部件和/或位于所述测试腔底部的第二照明部件。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述第一照明部件和所述第二照明部件均为紫外光照明部件。

7.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述支撑板为透明支撑板；

或者，所述支撑板为非透明支撑板，且所述支撑板的中间设置有与所述第二照明部件对应的通孔。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的测试装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

加压探头为薄膜晶体管提供栅极电压；

测试探头读取薄膜晶体管的源极电流；

根据所述栅极电压和所述源极电流得到所述薄膜晶体管的I-V曲线；

所述加压探头和测试探头分别与控制电路相连；

其中，所述加压探头为薄膜晶体管提供栅极电压包括：

所述加压探头为所述薄膜晶体管提供不同的栅极电压；

或者，所述加压探头为所述薄膜晶体管提供相同的栅极电压，且加热部件对所述薄膜晶体管进行加热；所述加热部件设置于相对接近所述薄膜晶体管或者正对所述薄膜晶体管的位置处；

或者，所述加压探头为所述薄膜晶体管提供相同的栅极电压，且照明部件对所述薄膜晶体管进行光照；所述照明部件设置于正对所述薄膜晶体管的位置处。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述加热部件对所述薄膜晶体管进行加热具体包括：

位于测试腔顶部的第一加热部件为所述薄膜晶体管提供热源；和/或

与测试腔中的支撑板直接接触的第二加热部件为所述薄膜晶体管提供热源。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，所述第一加热部件包括电吹风，所述第二加热部件包括电阻丝。

11.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述照明部件对所述薄膜晶体管进行光照具体包括：

位于测试腔顶部的第一照明部件为所述薄膜晶体管提供光源；和/或

位于测试腔底部的第二照明部件为所述薄膜晶体管提供光源。

12.根据权利要求11所述的测试方法，其特征在于，所述第一照明部件和所述第二照明部件均为所述薄膜晶体管提供紫外光源。