一种抑制薄膜晶体管阈值电压漂移的方法与流程

本发明属于显示面板技术领域，具体涉及各种显示面板（包括液晶显示面板，amoled显示面板，以及其它采用tft作为驱动及内部电路元件的显示面板）制造中抑制薄膜晶体管（tft）阈值电压漂移的方法。

背景技术：

在主动矩阵液晶（amlcd）显示面板，主动矩阵oled显示面板，以及其它采用tft作为驱动及内部电路元件的显示器件的array中，用于每一个亚像素驱动，以及构成面板驱动电路的半导体器件为薄膜晶体管（tft）。tft器件的稳定性对于面板显示画面的质量至关重要。但在实际的生产制造过程中，由于tft器件中的电荷中心以及缺陷态的存在，会使得tft在工作的过程中出现阈值电压的漂移。表现为图1和图2中所示的，器件转移特性曲线向左（曲线2和4）或向右（曲线1和3）移动。阈值电压的这种漂移，会引起显示屏上画面质量的消极变化。尤其是amoled显示面板亮度的显著变化。

在amoled等类似显示面板的array中，通常采用补偿电路来补偿每一个亚像素中驱动tft阈值电压的漂移。这可以在一定程度上减小驱动tft阈值电压的漂移。所谓补偿电路，就是由具有一定数量的tft和电容（c）构成的电路单元，连接到驱动tft的gate端，通过利用电路的特性，消除驱动tft阈值电压漂移的影响。

但是，补偿电路的存在增加了amoled等类似显示面板中每一个亚像素的尺寸。一方面，使得高ppi的面板制造变得困难。另一方面，tft数量的增加会增大面板的功耗。此外，因为要设计和制造补偿电路，所以也会增加设计和制造的难度和成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够方便、有效的抑制薄膜晶体管（tft）阈值电压漂移的方法。

本发明提供的抑制薄膜晶体管（tft）阈值电压漂移的方法，是在tft（包括n型和p型）开始工作前，通过降低位于tft栅绝缘层内部，以及栅绝缘层与半导体薄膜界面处的缺陷态密度或缺陷态的俘获截面，从而抑制tft在工作时阈值电压的漂移。具体如下技术措施之一种：

在现有tft结构及制程的基础上，引入电场，提供的一种钝化位于tft栅绝缘层内部，以及栅绝缘层与半导体薄膜界面处的缺陷态的方法。包括以下技术手段：

（1）生长不同的电介质薄膜并对薄膜及其内部的固定电荷量通过热处理进行调控；

（2）离子注入；

（3）在半导体薄膜靠近栅绝缘层一侧的表面注入额外的电子或空穴；

（4）调节作为沟道层的半导体薄膜的掺杂浓度和薄膜厚度；

（5）在tft的gate端预置偏置电场。

本发明方法操作方便，抑制薄膜晶体管（tft）阈值电压漂移效果明显。

附图说明

图1为本发明中n型tft的转移特性曲线示意图。

图2为本发明中p型tft的转移特性示意图。

图3为本发明中n型tft的能带结构示意图。

图4为本发明中p型tft的能带结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的抑制薄膜晶体管（tft）阈值电压漂移的方法。具体内容包括;

参照图1，对于n型tft出现类似曲线（1）所示的，器件的转移特性曲线向vgs的正方向漂移，或p型tft出现类似曲线（3）所示的，器件转移特性曲线向vgs的正方向漂移时，采用图3方法。具体地：

采用界面存在有固定正电荷的电介质薄膜作为栅绝缘层，所述电介质薄膜包括氮化硅、氧化硅、本征非晶硅、氧化锆或氧化铪等。通过常规热处理或快速热处理，调控栅绝缘层内部，靠近栅绝缘层和半导体薄膜材料界面处固定正电荷的数量，使得界面固定正电荷增加，半导体材料的能带向下弯曲，少量的电子在界面处积累；从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心，并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，采用离子注入的方法，在栅绝缘层内部，或者栅绝缘层与半导体薄膜材料界面处，注入正电荷，抑或通过离子注入的方法在半导体薄膜材料靠近界面的一侧注入h相关的离子，钝化这里的缺陷中心；使得tft器件在开始工作前达到图3所示的状态，即栅绝缘层和半导体界面处的，半导体一侧的能带向下弯曲，电子在这一界面处有所积累。并使这种状态保持在tft的整个工作过程中。

或者，通过电注入、光注入，或者等离子体处理，在半导体薄膜材料靠近界面的一侧引入电子，钝化这里的缺陷中心，并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，调节作为沟道层的半导体薄膜的掺杂浓度和薄膜厚度。

或者，在tft开始工作之前，在gate端预置正向偏置电场，使半导体材料的能带向下弯曲，少量的电子在界面处积累；从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心；并使这种状态保持在tft的整个工作过程中。

或采用图4中示意的方法。

具体的，采用界面存在有固定负电荷的电介质薄膜作为栅绝缘层，所述电介质薄膜包括氧化铝、氧化钇等电介质薄膜。通过常规热处理或快速热处理，调控栅绝缘层内部，靠近栅绝缘层和半导体薄膜材料界面处固定负电荷的数量，使得界面固定负电荷增加，半导体材料的能带向上弯曲，少量的空穴在界面处积累，从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心；并且使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，采用离子注入的方法，在栅绝缘层内部，或者靠近栅绝缘层与半导体薄膜材料界面处，注入负电荷，抑或通过离子注入的方法在半导体薄膜材料靠近界面的一侧注入h相关的离子，钝化这里的缺陷中心，使得tft器件在开始工作前达到图4所示的状态，即栅绝缘层和半导体界面处，半导体一侧的能带向上弯曲，空穴在这一界面处有所积累；并且使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，通过电注入、光注入，或者等离子体处理，在半导体薄膜材料靠近界面的一侧引入空穴，钝化这里的缺陷中心；并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，在tft开始工作之前，在gate端预置反向（负电压）偏置电场，使半导体材料的能带向上弯曲，少量的空穴在界面处积累；从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心；并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

图1中n型tft和图2中p型tft的转移特性曲线，对于n型tft出现类似曲线（2）所示的，器件的转移特性曲线向vgs的负方向漂移，或p型tft出现类似曲线（4）所示的，器件转移特性曲线向vgs的负方向漂移时，采用图4中示意的方法。

具体的，采用界面存在有固定负电荷的电介质薄膜作为栅绝缘层，所述电介质薄膜包括氧化铝、氧化钇等电介质薄膜。通过常规热处理或快速热处理，调控栅绝缘层内部，靠近栅绝缘层和半导体薄膜材料界面处固定负电荷的数量，使得界面固定负电荷增加，半导体材料的能带向上弯曲，少量的空穴在界面处积累；从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心，并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，采用离子注入的方法，在栅绝缘层内部，或者靠近栅绝缘层与半导体薄膜材料界面处，注入负电荷，抑或通过离子注入的方法在半导体薄膜材料靠近界面的一侧注入h相关的离子，钝化这里的缺陷中心，使得tft器件在开始工作前达到图4所示的状态，即栅绝缘层和半导体界面处，半导体一侧的能带向上弯曲，空穴在这一界面处有所积累；并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，通过电注入，光注入，或者等离子体处理，在半导体薄膜材料靠近界面的一侧引入空穴，钝化这里的缺陷中心，并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，在tft开始工作之前，在gate端预置反向（负电压）偏置电场，使半导体材料的能带向上弯曲，少量的空穴在界面处积累；从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心；并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者采用图3中示意的方法。

具体的，采用界面存在有固定正电荷的电介质薄膜作为栅绝缘层，所述电介质薄膜包括氮化硅、氧化硅、本征非晶硅、氧化锆或氧化铪等。通过常规热处理或快速热处理，调控栅绝缘层内部，靠近栅绝缘层和半导体薄膜材料界面处固定正电荷的数量，使得界面固定正电荷增加，半导体材料的能带向下弯曲，少量的电子在界面处积累。从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷态。并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。

或者，采用离子注入的方法，在栅绝缘层内部，或者栅绝缘层与半导体薄膜材料界面处，注入正电荷，抑或通过离子注入的方法在半导体薄膜材料靠近界面的一侧注入h相关的离子，钝化这里的缺陷态；使得tft器件在开始工作前达到图3所示的状态，并使这种状态保持在tft的整个工作过程中。

或者，通过电注入、光注入，或者等离子体处理，在半导体薄膜材料靠近界面的一侧引入电子，钝化这里的缺陷中心。并使这种状态保持在tft的整个工作过程中。

或者，调节作为沟道层的半导体薄膜的掺杂浓度和薄膜厚度。

或者，在tft开始工作之前，在gate端预置正向偏置电场；使半导体材料的能带向下弯曲，少量的电子在界面处积累。从而在tft开始工作前，钝化界面处，以及界面附近的缺陷中心。并使这种状态保持在在tft的整个工作过程中。