CN108766329A - 阈值电压监测方法及监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阈值电压监测方法及监测设备。该阈值电压监测方法，包括：获取栅‑源电压数值和漏‑源电流数值；根据所述获取的栅‑源电压数值和漏‑源电流数值，确定阈值电压数值；输出所述阈值电压数值进行显示。本发明提供的方案，能更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，提高监测效率。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示技术领域，具体涉及一种阈值电压监测方法及监测设备。
背景技术
随着显示技术的发展，出现了各种各样的显示器产品，例如LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示器)和OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示器等。近年来，液晶显示器LCD得到了蓬勃发展，TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)LCD产品的类型也与日俱增，LCD在车载、工业、消费品、医疗等显示领域相比其他的显示技术也有很大的优势。
目前，随着LCD研究的深入，关于TFT转移特性曲线(TR曲线)的研究也受到了越来越多的关注。随着LCD显示技术的广泛应用，其对于工作环境以及产品质量方面的要求也变得更严格，因此对于正向偏压应力(P/NBS)、温度偏压应力(TP/NBS)、光照偏压应力(IP/NBS)的关注也逐日见涨，如果对于TR曲线的监测只局限于开态电流(Ion)、关态电流(Ioff)，将无法满足与日俱增的市场质量管理需求。因为阈值电压(Vth)可以间接地反映出TFT沟道界面以及陷阱态密度的状态，也即Vth可以间接反映沟道特性，因此关于阈值电压Vth的监测对于TFT显得尤为重要。
目前监测非晶硅TFT Vth的方法主要包括两种，一种是人为手动对Vth进行计算，需要人员对数据进行手动处理，这会造成大量的人力资源浪费；另一种是监测到漏-源电压Vds＝1V、漏-源电流Ids＝1nA时所对应的栅-源电压Vgs即为Vth，但该种方法需要在现有的TR测试体系上，额外添加一组Vds的测试，这样也会造成时间成本浪费，降低生产效率。
因此，业界希望能提供一种更为简单有效的阈值电压监测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种阈值电压监测方法及监测设备，能更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，提高监测效率。
根据本发明的一个方面，提供一种阈值电压监测方法，包括：
获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；
根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值；
输出所述阈值电压数值进行显示。
优选的，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值；
所述根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值，包括：
根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
优选的，所述根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值，包括：
确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；
将所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；
根据所述第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
优选的，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
优选的，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
通过工程数据分析软件获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
优选的，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
从转移特性曲线测试数据中，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
根据本发明的另一个方面，提供一种监测设备，包括：
参数获取模块，用于获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；
阈值电压监测模块，用于根据所述参数获取模块获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值；
显示模块，用于输出所述阈值电压监测模块确定的所述阈值电压数值进行显示。
优选的，所述参数获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值；
第二获取子模块，用于获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
优选的，所述阈值电压监测模块包括：
第一确定子模块，用于确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；
第二确定子模块，用于将所述第一确定子模块确定的所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；
第三确定子模块，用于根据所述第二确定子模块确定的第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
优选的，所述参数获取模块在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
可以发现，本发明实施例的技术方案，是获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，然后根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值。因为栅-源电压数值和漏-源电流数值都可以从现有的TR测试体系的测试数据中得到，因此无需人为进行手动计算筛选数据，也无需像现有技术那样需要额外添加一组Vds的测试才可以得到阈值电压值，这样就可以更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，可以减少时间成本浪费，提高生产效率，加快Vth监测的效率。
进一步的，本发明实施例可以获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值；根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
进一步的，本发明实施例可以确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；将所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；根据所述第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
进一步的，本发明实施例可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；也是说，栅-源电压数值Vgs与阈值电压数值Vth之差的结果越接近漏-源电压数值Vds时，所得到的Vth值越准确。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的一示意性流程图；
图2是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的另一示意性流程图；
图3是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的另一示意性流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的一种监测设备的结构示意图；
图5是根据本发明的一个实施例的一种监测设备的结构的另一示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供一种阈值电压监测方法，能更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，提高监测效率。
以下结合附图详细描述本发明实施例的技术方案。
图1是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的一示意性流程图。该阈值电压监测方法可以应用于监测设备中。
参照图1，所述方法包括：
在步骤101中，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；及，可以从转移特性曲线测试数据中，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，可以获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值等。
在步骤102中，根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
其中，可以根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
在步骤103中，输出所述阈值电压数值进行显示。
可以发现，本发明实施例的技术方案，是获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，然后根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值。因为栅-源电压数值和漏-源电流数值都可以从现有的TR测试体系的测试数据中得到，因此无需人为进行手动计算筛选数据，也无需像现有技术那样需要额外添加一组Vds的测试才可以得到阈值电压值，这样就可以更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，可以减少时间成本浪费，提高生产效率，加快Vth监测的效率。
图2是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的另一示意性流程图。该阈值电压监测方法可以应用于监测设备中。
参照图2，所述方法包括：
在步骤201中，获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
其中，可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，从转移特性曲线测试数据中，获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
在步骤202中，根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
其中，该步骤可以包括：
确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；
将所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；
根据所述第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
在步骤203中，输出所述阈值电压数值进行显示。
可以发现，本发明实施例的技术方案，可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，从转移特性曲线测试数据中，获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，然后根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。因为栅-源电压数值和漏-源电流数值都可以从现有的TR测试体系的测试数据中得到，因此无需额外添加一组Vds的测试，所以可以更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，可以减少时间成本浪费，提高生产效率，加快Vth监测的效率。
图3是根据本发明的一个实施例的一种阈值电压监测方法的另一示意性流程图。图3相对于图1和图2更具体描述了本发明技术方案。
本发明利用对TFT Vth的模型运算公式推导，可以得到确定Vth的运算公式，根据该公式可以发现只需要提供栅-源电压数值Vgs和漏-源电流数值Ids就可以确定Vth，而Vgs和Ids都可以从现有的TR测试体系的测试数据中得到，因此利用Vgs、Ids及Vth运算公式，可以简单有效地实现在EDA(Engineering Data Analysis，工程数据分析)软件上对Vth的监测反馈。
参照图3，所述方法包括：
在步骤301中，利用EDA软件获取从TR测试数据中选择得到的两个栅-源电压数值Vgs1和Vgs2、两个漏-源电流数值Ids1和Ids2。
该步骤中，可以直接从TR测试数据中获取相应的数值，例如选择两个栅-源电压数值Vgs1和Vgs2、两个漏-源电流数值Ids1和Ids2。
在步骤302中，将Vgs1、Vgs2、Ids1和Ids2根据预设公式进行运算，确定出阈值电压数值Vth。
本发明预先利用TFT Ids模型推导出Vth计算公式，Vth公式推导可以如下：
其中，W、L和Cox分别表示有效沟道宽度、有效沟道长度和栅氧化层电容；u表示迁移率。
当Vds≥Vgs-Vth时：
在公式两端开根号也即求平方根可以得到：
当Ids＝0时，即Vgs＝Vth，因此根据公式(3)可以发现，该公式(3)是一个以Vgs为x，为y的线性方程。当取两个相应Vgs值为Vg1与Vg2，分别对应Ids值为I1与I2，带入公式(3)可以求出Vth计算公式如下：
也就是说，上述公式(4)的运算过程包括：
确定第二漏-源电流数值I2的根号值与第一栅-源电压数值Vg1的第一乘积，确定第一漏-源电流数值I1的根号值与第二栅-源电压数值Vg2的第二乘积；
将所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值I2与第一漏-源电流数值I1相减得到第二差值；
根据所述第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值Vth。
需要说明的是，上述公式可以在Vds≥Vgs-Vth时适用，当Vds＝Vgs-Vth时，计算出的数据更为准确，也即Vgs-Vth的结果越接近Vds的数值，所计算出的Vth值越准确。
本发明可以在EDA软件中进行编程，按照上述Vth运算公式得到Vth并在EDA软件界面显示。本发明可以是以在Vds＝10v的条件下测得的TR数据为例进行实验测试。例如对于a-Si(非晶硅)N型半导体TFT来说，Vth一般是大于0的，因此可以是以Vg1＝9V、Vg2＝10V为例进行选取数据，而I1、I2分别为TR测试数据中9V与10V对应的测试值；然后，根据Vth运算公式进行运算，可以得到阈值电压数值Vth。需说明的是，此处只是以Vg1＝9V、Vg2＝10V举例说明但不局限于此，也可以选取其他电压值。
在步骤303中，在EDA软件界面输出Vth进行显示。
该步骤在上述计算出Vth数值后，将Vth数值输出到EDA软件界面中进行显示。
可以发现，应用本发明方法，不需另外测试Vds＝1v或0.1v时的其它TR数据，直接可在原有监测体系中用现有TR测试体系的测试数据进行计算，因此可以加快TEG(TestElement Group，测试元件组)测试设备的生产节奏，也无需人为进行手动计算筛选数据，直接可在EDA数据分析软件中自动计算输出Vth值，加快Vth监测的效率；另外，通过EDA数据分析软件监测Vth数据，可以对该项数据进行SPC(Statistical Process Control，统计工序控制)质量管控、优化DOE(Design Of Experiment，试验设计)实验数据结果筛选等，从而提升产品质量，加强产品竞争力。
上述详细介绍了本发明的阈值电压监测方法，以下相应介绍本发明的监测设备。
图4是根据本发明的一个实施例的一种监测设备的结构示意图。
参见图4，本发明的一种监测设备40，包括：参数获取模块41、阈值电压监测模块42、显示模块43。
参数获取模块41，用于获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，参数获取模块41可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；及，可以从转移特性曲线测试数据中，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，参数获取模块41可以通过工程数据分析软件获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，参数获取模块41可以获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值等。
阈值电压监测模块42，用于根据所述参数获取模块获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
其中，阈值电压监测模块42可以根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
显示模块43，用于输出所述阈值电压监测模块确定的所述阈值电压数值进行显示。
可以发现，本发明实施例的技术方案，是获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，然后根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值。因为栅-源电压数值和漏-源电流数值都可以从现有的TR测试体系的测试数据中得到，因此无需人为进行手动计算筛选数据，也无需像现有技术那样需要额外添加一组Vds的测试才可以得到阈值电压值，这样就可以更简单有效地实现对阈值电压Vth的监测，可以减少时间成本浪费，提高生产效率，加快Vth监测的效率。
图5是根据本发明的一个实施例的一种监测设备的结构的另一示意图。
参见图5，本发明的一种监测设备50，包括：参数获取模块41、阈值电压监测模块42、显示模块43。
其中，参数获取模块41、阈值电压监测模块42、显示模块43可以参见前面图4的描述。
其中，所述参数获取模块41可以包括：第一获取子模块411、第二获取子模块412。
第一获取子模块411，用于获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值。
第二获取子模块412，用于获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
其中，第一获取子模块411可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，及从转移特性曲线测试数据中，获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值。
其中，第二获取子模块412，可以在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，及从转移特性曲线测试数据中，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
其中，第一获取子模块411和第二获取子模块412可以通过EDA工程数据分析软件获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
其中，所述阈值电压监测模块42可以包括：第一确定子模块421、第二确定子模块422、第三确定子模块423。
第一确定子模块421，用于确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积。
第二确定子模块422，用于将所述第一确定子模块421确定的所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值。
第三确定子模块423，用于根据所述第二确定子模块确422定的第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
可以发现，应用本发明方法，不需另外测试Vds＝1v或0.1v时的其它TR数据，直接可在原有监测体系中用现有TR测试体系的测试数据进行计算，因此可以加快TEG(TestElement Group，测试元件组)测试设备的生产节拍，也无需人为进行手动计算筛选数据，直接可在EDA数据分析软件中自动计算输出Vth值，加快Vth监测的效率。
上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的技术方案。
本领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阈值电压监测方法，其特征在于，包括：
获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；
根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值；
输出所述阈值电压数值进行显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值，获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值；
所述根据所述获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值，包括：
根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一栅-源电压数值、第二栅-源电压数值、第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值，确定阈值电压数值，包括：
确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；
将所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；
根据所述第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
通过工程数据分析软件获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取栅-源电压数值和漏-源电流数值，包括：
从转移特性曲线测试数据中，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
7.一种监测设备，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取栅-源电压数值和漏-源电流数值；
阈值电压监测模块，用于根据所述参数获取模块获取的栅-源电压数值和漏-源电流数值，确定阈值电压数值；
显示模块，用于输出所述阈值电压监测模块确定的所述阈值电压数值进行显示。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述参数获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取第一栅-源电压数值和第二栅-源电压数值；
第二获取子模块，用于获取第一漏-源电流数值和第二漏-源电流数值。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述阈值电压监测模块包括：
第一确定子模块，用于确定第二漏-源电流数值的根号值与第一栅-源电压数值的第一乘积，确定第一漏-源电流数值的根号值与第二栅-源电压数值的第二乘积；
第二确定子模块，用于将所述第一确定子模块确定的所述第一乘积与所述第二乘积相减得到第一差值，将所述第二漏-源电流数值与第一漏-源电流数值相减得到第二差值；
第三确定子模块，用于根据所述第二确定子模块确定的第一差值与所述第二差值相除，得到阈值电压数值。
10.根据权利要求7至9任一项所述的设备，其特征在于：
所述参数获取模块在漏-源电压数值大于或等于栅-源电压数值与阈值电压数值之差时，获取栅-源电压数值和漏-源电流数值。
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2018
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