離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置包括反饋控制系統(tǒng)、與所述反饋控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置、及由所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)的反饋信息驅(qū)動從而使得基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置；若檢測離子束上部分的劑量小于離子束下部分的劑量，所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動基板上部分向靠近離子束方向傾斜；若檢測離子束上部分的劑量大于離子束下部分的劑量，所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動基板上部分向遠離離子束方向傾斜，從而調(diào)節(jié)到達基板表面的離子密度，提高基板豎直方向上的注入均勻性。
【專利說明】離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及平板顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]離子注入是將改變導(dǎo)電率的雜質(zhì)引入半導(dǎo)體材料中的標準技術(shù)。所需要的雜質(zhì)材料在離子源中被離子化，離子被加速成具有規(guī)定能量的離子束，而且離子束對準晶片或平板的表面。射束中的高能離子深入半導(dǎo)體材料的主體并且嵌入半導(dǎo)體材料的晶格形成導(dǎo)電率符合需要的區(qū)域。
[0003]采用離子注入工藝在單晶或多晶硅等材料中摻雜，是制造平板顯示器過程中使用的一種常規(guī)工藝過程。面板尺寸越大，離子注入所需的時間就越長，因此要想達到注入劑量均勻性和注入角度均勻性也變得越來越困難。
[0004]為了動態(tài)調(diào)節(jié)注入劑量等注入?yún)?shù)以確保注入均勻性，制作平板顯示器所采用的離子注入裝置中通常采用反饋控制系統(tǒng)，所述反饋控制系統(tǒng)包括由一系列均勻分布的法拉第杯組成的法拉第杯組以及控制單元。如圖1所示，制作平板顯示器所采用的離子注入裝置的離子束I呈豎直帶狀分布，法拉第杯組3設(shè)置于離子束注入?yún)^(qū)域內(nèi)，對基板2進行注入前，所述法拉第杯組3接收離子束并將所述離子束I轉(zhuǎn)化為電流再將上述電流信息反饋至控制單元，控制單元根據(jù)上述電流信息調(diào)整離子源注入?yún)?shù)，然后根據(jù)上述離子源注入?yún)?shù)，移動底座帶動基板2在水平方向上移動進而完成離子注入過程。通過基板2在水平方向上來回掃描可實現(xiàn)基板水平方向上注入離子的均勻分布。然而，實踐中發(fā)現(xiàn)，檢測離子注入后的基板時經(jīng)常出現(xiàn)基板豎直方向上注入不均勻的情況，影響產(chǎn)品的良率。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種提高基板豎直方向上注入均勻性的離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供一種離子注入均勻性調(diào)整裝置，包括:反饋控制系統(tǒng)、與所述反饋控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置，及由所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)的反饋信息驅(qū)動從而使得所述基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置。
[0007]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述基板夾持裝置包括橫向支架以及與所述橫向支架連接的豎向支架，所述橫向支架以及豎向支架上均設(shè)置有多個固定夾。
[0008]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述橫向支架與所述豎向支架固定連接形成一“L”型結(jié)構(gòu)。
[0009]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述驅(qū)動裝置為電機，所述電機通過設(shè)置的傳動軸與所述橫向支架連接。
[0010]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述驅(qū)動裝置為電機，所述電機通過設(shè)置的傳動軸與所述豎向支架連接。
[0011]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置還包括移動底座，所述驅(qū)動裝置固定于所述移動底座上。
[0012]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述反饋控制系統(tǒng)包括法拉第杯組以及與所述法拉第杯組連接的控制單元，所述驅(qū)動裝置與所述控制單元連接。
[0013]可選的，在所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置中，所述法拉第杯組由若干豎直均勻排列的法拉第杯組成。
[0014]本實用新型還提供一種離子注入裝置，包括如上所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置。
[0015]可選的，在所述的離子注入裝置中，還包括離子源和束流傳輸系統(tǒng)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供一種離子注入均勻性調(diào)整裝置，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置包括反饋控制系統(tǒng)、與所述反饋控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置及由所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)的反饋信息驅(qū)動從而使得所述基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置。對基板注入前，所述反饋控制系統(tǒng)檢測離子束的均勻性，并根據(jù)檢測結(jié)果通過所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動所述基板相對于離子束方向向前或向后傾斜一定角度從而調(diào)節(jié)到達基板表面的離子密度，提高基板豎直方向上的注入均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是離子注入裝置的反饋控制系統(tǒng)的工作原理示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的離子注入均勻性調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3a_3c是本實用新型的離子注入均勻性調(diào)整裝置的工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0020]在針對【背景技術(shù)】中提到的問題的研究中，本實用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，之所以出現(xiàn)基板豎直方向上注入不均勻的問題，是因為現(xiàn)有的制作平板顯示器所采用的離子注入裝置中雖然采用反饋控制系統(tǒng)，在對基板注入前反饋控制系統(tǒng)能夠檢測出這個現(xiàn)象，但是僅通過調(diào)整離子源的參數(shù)還不足以保證基板豎直方向上注入的均勻性。究其原因，制作平板顯示器所需要的雜質(zhì)材料在離子源中被離子化后，離子被加速成具有規(guī)定能量的豎直帶狀的離子束，該豎直帶狀的離子束在到達基板之前經(jīng)過很多環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差均可能導(dǎo)致最終基板豎直方向上的注入離子不均勻。而調(diào)節(jié)基板豎立時的傾斜角度即調(diào)節(jié)基板相對于離子束的距離，可使離子束注入到基板上的離子束保持均勻，這是因為離子束自身帶有正電荷會互相排斥，隨著離子束傳輸距離的增加，其離子密度會減小。
[0021]基于上述發(fā)現(xiàn)，提出了本實用新型的離子注入均勻性調(diào)整裝置，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置包括反饋控制系統(tǒng)、與所述反饋控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置及由所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)的反饋信息驅(qū)動從而使得所述基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置。對基板注入前，所述反饋控制系統(tǒng)檢測離子束的均勻性，并根據(jù)檢測結(jié)果通過所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動所述基板相對于離子束方向向前或向后傾斜一定角度；具體地說，若反饋控制系統(tǒng)檢測離子束上部分的劑量小于離子束下部分的劑量，所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動基板上部分向靠近離子束方向傾斜，使得離子束上部分傳輸距離減?。蝗魴z測離子束上部分的劑量大于離子束下部分的劑量，所述驅(qū)動裝置控制所述基板夾持裝置帶動基板上部分向遠離離子束方向傾斜，使得離子束上部分傳輸距離增大，從而調(diào)節(jié)到達基板表面的離子密度，提高基板豎直方向上的注入均勻性。
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的離子注入均勻性調(diào)整裝置以及離子注入裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0023]本實用新型提供一種離子注入均勻性調(diào)整裝置，如圖2所示，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置包括:反饋控制系統(tǒng)110、與所述反饋控制系統(tǒng)110電連接的驅(qū)動裝置130、及由所述驅(qū)動裝置130根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)110的反饋信息驅(qū)動從而使得基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置120。其中，所述反饋控制系統(tǒng)110用以檢測離子束的均勻性，并根據(jù)檢測結(jié)果通過所述驅(qū)動裝置130控制所述基板夾持裝置120帶動所述基板200傾斜，即，所述反饋控制系統(tǒng)110控制驅(qū)動裝置130運動，所述驅(qū)動裝置130控制所述基板夾持裝置120擺動，所述基板夾持裝置120帶動所述基板200隨之?dāng)[動，進而控制所述基板200傾斜。
[0024]本實施例中，所述基板夾持裝置120包括一橫向支架121以及與所述橫向支架121連接的豎向支架122，所述橫向支架121以及豎向支架122固定連接形成一 “L”型結(jié)構(gòu)，所述橫向支架121以及豎向支架122上均設(shè)置有多個固定夾123，通過所述固定夾123固定所述基板200。所述驅(qū)動裝置130包括一電機，所述電機通過傳動軸與所述橫向支架121連接，所述電機根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)110的檢測結(jié)果通過傳動軸132控制所述橫向支架121擺動，由于所述基板200固定于所述橫向支架121上，所述橫向支架121擺動所述基板200也隨之?dāng)[動?？梢岳斫獾氖?，在本實用新型其他實施例中，還可使所述驅(qū)動裝置130與豎向支架122連接，所述驅(qū)動裝置130控制豎向支架擺動，進而帶動基板200擺動。本實用新型并不限定驅(qū)動裝置130與基板夾持裝置120具體構(gòu)造，只要實現(xiàn)控制基板相對于離子束方向向前或向后傾斜一定角度的目的即可。
[0025]繼續(xù)參考圖2，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置還包括一移動底座140，所述驅(qū)動裝置130固定于所述移動底座140上，所述移動底座140能夠沿水平方向直線移動，向基板200注入離子時，通過移動底座140帶動基板200在水平方向上來回掃描實現(xiàn)注入離子的均勻分布。
[0026]本實施例中，所述反饋控制系統(tǒng)110包括法拉第杯組以及與所述法拉第杯組連接的控制單元，所述驅(qū)動裝置130與所述控制單元連接，所述法拉第杯組設(shè)置于離子束注入?yún)^(qū)域內(nèi)，對基板200進行注入前，所述法拉第杯組先接收所述離子束，將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流，并將上述電流信息反饋至控制單元，控制單元可經(jīng)由對離子束電流的計算而確定累加離子劑量進而調(diào)整離子源注入?yún)?shù)以及控制驅(qū)動裝置130動作。其中，所述法拉第杯組由一系列均勻分布的法拉第杯組成，所述法拉第杯的杯口方向與所述離子束的傳輸方向相同，使得離子束可以注入所述法拉第杯中；所述法拉第杯的杯底與所述基板相平行，使得所述離子束注入所述法拉第杯的杯底的角度與所述離子束注入所述基板的角度相同。所述法拉第杯的杯底為離子束感應(yīng)板，用于感應(yīng)所述離子束并轉(zhuǎn)化為電流。優(yōu)選方案中，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置采用離子注入裝置原有的反饋控制系統(tǒng)，只需將驅(qū)動裝置與所述反饋控制系統(tǒng)連接即可。
[0027]下面結(jié)合圖3a_3c說明本實用的離子注入均勻性調(diào)整裝置的工作原理:
[0028]如3a所示，對基板進行離子注入前，如果反饋控制系統(tǒng)110檢測到離子束上部分與下部分的離子密度相同，則基板200豎直放置，即使基板200與離子束300方向完全垂直；
[0029]如3b所示，對基板進行離子注入前，如果反饋控制系統(tǒng)110檢測到離子束上部分相較于下部分的離子密度大，則調(diào)節(jié)基板200上部相對于離子束300向后(遠離離子束方向)傾斜，使基板200上部相對于離子源的距離增大，如此，使離子束到達所述基板200上部行進的距離增大，因為離子束自身帶有正電荷會互相排斥，隨著離子束傳輸距離的增加，其離子密度會減小，從而使注入到基板200豎直方向上的離子劑量保持均勻；
[0030]如3c所示，對基板進行離子注入前，如果反饋控制系統(tǒng)110檢測到離子束上部分相較于下部分的離子密度小，則調(diào)節(jié)基板200上部相對于所述離子束300向前(靠近離子束方向)傾斜，使基板200上部相對于離子源的距離減小，即使離子束到達所述基板200上部行進的距離變小，隨之使到達基板200上部的離子密度增大，從而使注入到基板200豎直方向上的離子劑量保持均勻。
[0031]采用上述離子注入均勻性調(diào)整裝置，通過調(diào)整基板傾斜從而使基板豎直方向上離子束的行進距離不同，使注入到基板200豎直方向上的離子劑量保持均勻，具體的傾斜角度可通過有限次實驗獲知，此處不再贅述。
[0032]本實用新型還提供一種離子注入裝置，包括離子源、束流傳輸系統(tǒng)以及如上所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置100。其中，所述離子源用于產(chǎn)生離子并通過所述束流傳輸系統(tǒng)生成注入基板的離子束，從而實現(xiàn)改變基板上特定膜層的導(dǎo)電率。由于所述離子源和所述束流傳輸系統(tǒng)為離子注入中的常規(guī)部件所以此處不再詳細論述。
[0033]雖然已經(jīng)通過示例性實施例對本實用新型進行了詳細說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例性實施例僅是為了進行說明，而不是為了限制本實用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實用新型的范圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，包括:反饋控制系統(tǒng)、與所述反饋控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置、及由所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述反饋控制系統(tǒng)的反饋信息驅(qū)動從而使得基板相對離子束發(fā)生傾斜的基板夾持裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述基板夾持裝置包括橫向支架以及與所述橫向支架連接的豎向支架，所述橫向支架以及豎向支架上均設(shè)置有多個固定夾。
3.如權(quán)利要求2所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述橫向支架與所述豎向支架固定連接形成一 “L”型結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為電機，所述電機通過設(shè)置的傳動軸與所述橫向支架連接。
5.如權(quán)利要求2所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為電機，所述電機通過設(shè)置的傳動軸與所述豎向支架連接。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述離子注入均勻性調(diào)整裝置還包括移動底座，所述驅(qū)動裝置固定于所述移動底座上。
7.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述反饋控制系統(tǒng)包括法拉第杯組以及與所述法拉第杯組連接的控制單元，所述驅(qū)動裝置與所述控制單兀連接。
8.如權(quán)利要求7所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置，其特征在于，所述法拉第杯組由若干豎直均勻排列的法拉第杯組成。
9.一種離子注入裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8中任意一項所述的離子注入均勻性調(diào)整裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的離子注入裝置，其特征在于，還包括離子源和束流傳輸系統(tǒng)。
【文檔編號】H01J37/317GK204167254SQ201420684644
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳策 申請人:昆山國顯光電有限公司