CN107403732B - 改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法。该方法通过对氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折或对氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，利用弯折使得所述氧化物半导体层压缩或拉伸，进而改变氧化物半导体薄膜晶体管的沟道中原子间的距离，使得氧化物半导体层中的原子间成键轨道和反键轨道之间的能量差值改变，最终将氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压调控到合适的范围内，达到改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的目的。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法。
背景技术
有机发光二极管显示(Organic Light Emitting Display，OLED)器件由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可实现柔性显示、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，被认为是下一代显示器的新兴应用技术。
柔性显示器件是指采用柔性基板制成的显示器件，其具有可弯折易携带的特点，可以实现传统平面显示器件所不能实现的功能，具有成本及用户体验的优势，已成为显示技术领域研究和开发的主要领域。
而OLED显示是目前最适合制作柔性显示器件的显示技术，与传统的平面显示器件一样在柔性OLED显示器件中，一般也需要通过薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)来控制像素的作业或是驱动像素。常用的薄膜晶体管依其有源层的性质通常可分成非晶硅(a-Si)、多晶硅(poly-Si)、氧化物半导体(oxide)等多种类型。
目前，在柔性OLED显示器件中最常用的薄膜晶体管仍是低温多晶硅薄膜晶体管。但氧化物半导体由于相比于非晶硅具有较高的电子迁移率，相比低温多晶硅具有较简单的制程工艺，因此其在柔性显示器件中的应用仍然受到瞩目，具有良好的应用发展前景，是当前业界研究热门。但氧化物半导体的应用及开发仍面临很多问题，例如铟镓锌氧化物(IGZO)是一种载流子浓度低于1018/cm3的包含In、Ga及Zn的氧化物半导体，但采用IGZO制作的沟道层通常是非晶态的，因此在材料本身结构中缺陷较多，容易受到环境的影响，使TFT的稳定性较差，阈值电压的漂移较为严重，阻碍了氧化物半导体的应用及开发。
发明内容
本发明的目的在于一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，能够改变氧化物半导体薄膜晶体管的沟道中原子间的距离，进而改善氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压。
为实现上述目的，本发明提供了一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一氧化物半导体薄膜晶体管，包括：栅极、覆盖所述栅极的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的氧化物半导体层、以及设于所述氧化物半导体层上间隔分布的源极和漏极；
步骤2、对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折或对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，通过弯折使得所述氧化物半导体层压缩或拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压。
所述步骤2中的预设次数大于或等于10万次。
所述步骤2中预设的时长大于或等于45天。
对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折时，所述氧化物半导体薄膜晶体管的弯折半径小于或等于3mm。
所述步骤2通过弯折使得所述氧化物半导体层拉伸，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压减小并逐渐稳定。
所述步骤2通过弯折使得所述氧化物半导体层压缩，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压增大并逐渐稳定。
所述氧化物半导体层的材料为IGZO。
所述栅极、源极和漏极的材料均钼、铝、及钛中的一种或多种的组合。
所述栅极绝缘层包括覆盖所述栅极的氮化硅层、以及覆盖所述氮化硅层的氧化硅层。
所述步骤1还提供一柔性衬底，所述氧化物半导体薄膜晶体管设于所述柔性衬底上。
本发明的有益效果：本发明提供改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，该方法通过对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折或对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，利用弯折使得所述氧化物半导体层压缩或拉伸，进而改变氧化物半导体薄膜晶体管的沟道中原子间的距离，使得氧化物半导体层中的原子间成键轨道和反键轨道之间的能量差值改变，最终将氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压调控到合适的范围内，达到改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的目的。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法的步骤1的示意图；
图2为本发明的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法一实施例的步骤2的示意图；
图3为本发明的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法另一实施例的步骤2的示意图；
图4为本发明的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图4，本发明提供一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图1，提供一氧化物半导体薄膜晶体管，包括：栅极10、覆盖所述栅极10的栅极绝缘层20、设于所述栅极绝缘层20上的氧化物半导体层30、以及设于所述氧化物半导体层30上间隔分布的源极40和漏极50。
具体地，所述步骤1中还提供一柔性衬底，所述氧化物半导体薄膜晶体管设于所述柔性衬底上。
优选地，所述氧化物半导体层30的材料为IGZO。所述栅极10、源极40和漏极50的材料均钼、铝、及钛中的一种或多种的组合。所述栅极绝缘层20包括覆盖所述栅极10的氮化硅层21、以及覆盖所述氮化硅层21的氧化硅层22。
步骤2、请参阅图2或图3，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折或对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，通过弯折使得所述氧化物半导体层30压缩或拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压。
优选地，所述步骤2中的预设次数大于或等于10万次。优选地，所述步骤2中预设的时长大于或等于45天。具体地，所述步骤2可根据需要选择通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压减小并逐渐稳定，或者通过弯折使得所述氧化物半导体层30压缩，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压增大并逐渐稳定，进一步地，如图2所示，所述步骤2中通过将所述氧化物半导体薄膜晶体管向靠近栅极10的方向弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，如图3所示，所述步骤2中通过将所述氧化物半导体薄膜晶体管向远离栅极10的方向弯折使得所述氧化物半导体层30压缩。
具体地，在本发明的第一实施例中，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行10万次弯折半径为3mm的弯折，并通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压，此时所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的变化关系如表1所示。
表1弯折半径为3mm时氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的变化关系表；
| 弯折次数 | 阈值电压 |
| 0 | 1.06V |
| 10000 | 1.00V |
| 30000 | 0.87V |
| 60000 | 0.75V |
| 100000 | 0.56V |
根据表1可知，在本发明的第一实施例中，所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的增加而减小。
具体地，在本发明的第二实施例中，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行10万次弯折半径为5mm的弯折，并通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压，此时所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的变化关系如表2所示。
表2弯折半径为5mm时氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的变化关系表；
| 弯折次数 | 阈值电压 |
| 0 | 1.06V |
| 23000 | 1.11V |
| 60000 | 1.01V |
| 100000 | 1.04V |
比较表1和表2可知，当弯折半径为3mm时，弯折对于阈值电压的影响相比于弯折半径为5mm时对阈值电压的影响更加明显。因此在对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折时，所述氧化物半导体薄膜晶体管的弯折半径优选为小于或等于3mm。
具体地，在本发明的第三实施例中，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折半径为3mm的弯折并保持45天，并通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压，此时所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折天数的变化关系如表3所示。
表3弯折半径为3mm时氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折天数的变化关系表；
| 弯折天数 | 阈值电压 |
| 0 | 1.06V |
| 15 | -0.23V |
| 22 | -0.37V |
| 30 | -0.35V |
| 45 | -0.72V |
根据表3可知，在本发明的第三实施例中，所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折次数的增加而减小。
具体地，在本发明的第四实施例中，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折半径为5mm的弯折并保持45天，并通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压，此时所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折天数的变化关系如表4所示。
表4弯折半径为5mm时氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压随弯折天数的变化关系表；
比较表3和表4可知，当弯折半径为3mm时，弯折对于阈值电压的影响相比于弯折半径为5mm时对阈值电压的影响更加明显。因此在对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折时，所述氧化物半导体薄膜晶体管的弯折半径优选为小于或等于3mm。
需要说明的是，虽然上述实施例中均为通过弯折使得所述氧化物半导体层30拉伸，但本发明并限于此，在本发明的其他实施例中，根据工作场景的需要，也可以通过弯折使得所述氧化物半导体层30压缩，达到改善氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压的目的。
综上所述，本发明提供改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，该方法通过对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折或对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，利用弯折使得所述氧化物半导体层压缩或拉伸，进而改变氧化物半导体薄膜晶体管的沟道中原子间的距离，使得氧化物半导体层中的原子间成键轨道和反键轨道之间的能量差值改变，最终将氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压调控到合适的范围内，达到改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的目的。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一氧化物半导体薄膜晶体管，包括：栅极(10)、覆盖所述栅极(10)的栅极绝缘层(20)、设于所述栅极绝缘层(20)上的氧化物半导体层(30)、以及设于所述氧化物半导体层(30)上间隔分布的源极(40)和漏极(50)；
步骤2、对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行预设次数的弯折，通过弯折使得所述氧化物半导体层(30)拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压；
所述步骤2通过弯折使得所述氧化物半导体层(30)拉伸，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压减小并逐渐稳定。
2.如权利要求1所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述步骤2中的预设次数大于或等于10万次。
3.如权利要求1所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述氧化物半导体层(30)的材料为IGZO。
4.如权利要求1所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述栅极(10)、源极(40)和漏极(50)的材料均为钼、铝、及钛中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述栅极绝缘层(20)包括覆盖所述栅极(10)的氮化硅层(21)、以及覆盖所述氮化硅层(21)的氧化硅层(22)。
6.如权利要求1所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述步骤1还提供一柔性衬底，所述氧化物半导体薄膜晶体管设于所述柔性衬底上。
7.一种改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一氧化物半导体薄膜晶体管，包括：栅极(10)、覆盖所述栅极(10)的栅极绝缘层(20)、设于所述栅极绝缘层(20)上的氧化物半导体层(30)、以及设于所述氧化物半导体层(30)上间隔分布的源极(40)和漏极(50)；
步骤2、对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折并保持预设的时长，通过弯折使得所述氧化物半导体层(30)拉伸，以改善所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压；
所述步骤2中预设的时长大于或等于45天；
所述步骤2通过弯折使得所述氧化物半导体层(30)拉伸，以使得所述氧化物半导体薄膜晶体管的阈值电压减小并逐渐稳定。
8.如权利要求7所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，对所述氧化物半导体薄膜晶体管进行弯折时，所述氧化物半导体薄膜晶体管的弯折半径小于或等于3mm。
9.如权利要求7所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述氧化物半导体层(30)的材料为IGZO。
10.如权利要求7所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述栅极(10)、源极(40)和漏极(50)的材料均为钼、铝、及钛中的一种或多种的组合。
11.如权利要求7所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述栅极绝缘层(20)包括覆盖所述栅极(10)的氮化硅层(21)、以及覆盖所述氮化硅层(21)的氧化硅层(22)。
12.如权利要求7所述的改善氧化物半导体薄膜晶体管阈值电压的方法，其特征在于，所述步骤1还提供一柔性衬底，所述氧化物半导体薄膜晶体管设于所述柔性衬底上。
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