一種陣列基板的摻雜方法和摻雜設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陣列基板的摻雜方法及摻雜設(shè)備，其方法包括提供定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)的基板；通過光刻工藝在基板上形成光阻層，該光阻層對應(yīng)待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，第一光阻部比第二光阻部薄，第二光阻部比第三光阻部?。唤?jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。通過上述方式，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對基板的溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)的一次摻雜，簡化工藝，降低成本。
【專利說明】_種陣列基板的摻雜方法和摻雜設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基板制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種陣列基板的摻雜方法和摻雜設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管(TFT)是液晶顯示器中控制每個像素亮度的基本電路組件，一般由非晶硅結(jié)構(gòu)制造而成，隨著技術(shù)的進步，越來越多的使用低溫多晶硅結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)大大的改善了薄膜晶體管的電性能。
[0003]使用低溫多晶硅(LTPS)技術(shù)形成薄膜晶體管，一般標準低溫多晶硅薄膜晶體管在多晶硅層上有作為源極和漏極的N型重摻雜區(qū)，由于兩個N性重摻雜區(qū)的摻雜濃度較高，且與柵電極導體間的距離較小，導致漏極附近電場太強，而產(chǎn)生熱載流子效應(yīng)，使多晶硅薄膜晶體管在關(guān)閉狀態(tài)下會有漏電流的問題，組件穩(wěn)定性受到嚴重影響。為解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行三次摻雜以減少漏電流的問題。
[0004]請參閱圖la、圖1b以及圖lc，圖1a是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第一次摻雜的工藝示意圖，圖1b是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第二次摻雜的工藝示意圖，圖1c是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第三次摻雜的工藝示意圖。其中，在基板101上形成多晶硅102，多晶硅102上定義有待重慘雜區(qū)103 (所需慘雜濃度為a)、待輕慘雜區(qū)104 (所需慘雜濃度為b)以及待慘雜溝道區(qū)105 (所需摻雜濃度為c)。圖1a中即對待重摻雜區(qū)103、待輕摻雜區(qū)104以及待摻雜溝道區(qū)105同時進行摻雜，第一次摻雜濃度為c ;圖1b中多晶硅102上形成有覆蓋待摻雜溝道區(qū)105的柵極106，首先通過光掩膜板107形成光阻108，光阻108覆蓋待輕摻雜區(qū)104以及柵極106，待輕摻雜區(qū)104以及待摻雜溝道區(qū)105上所覆蓋的光阻108以及柵極106整體厚度均勻，然后對待重摻雜區(qū)103進行第二次摻雜，第二次摻雜濃度為a-b-c ;圖1c中除去光阻108，對重摻雜區(qū)103以及輕摻雜區(qū)104進行第三次摻雜，第三次摻雜濃度為b。
[0005]根據(jù)以上描述可知，現(xiàn)有技術(shù)中摻雜工藝較為復雜，且需要進行三次摻雜，增加了成本和生產(chǎn)周期，同時也容易導致工藝誤差的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種陣列基板的摻雜方法和摻雜設(shè)備，實現(xiàn)對基板的溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)的一次摻雜，簡化工藝，降低成本。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種陣列基板的摻雜方法，其包括:提供基板，該基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)；通過光刻工藝在基板上形成光阻層，其中，光阻層對應(yīng)待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，第一光阻部比第二光阻部薄，第二光阻部比第三光阻部??；經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0008]其中，基板包括基板主體以及設(shè)置在基板主體上的多晶硅層，其中多晶硅層上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
[0009]其中，通過光刻工藝在基板上形成光阻層的步驟包括:在待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上設(shè)置有均勻厚度的光刻膠；通過光掩膜板對光刻膠進行曝光，其中，光掩膜板包括第一透光部、第二透光部以及第三透光部，第一透光部、第二透光部以及第三透光部的透光率依次增大或依次減?。焕蔑@影液對曝光后的光刻膠進行顯影，以形成對應(yīng)第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)第三透光部的第三光阻部。
[0010]其中，光掩膜板為半色調(diào)光罩或灰階光罩；半色調(diào)光罩對應(yīng)第二光阻部的第二透光部為半透光膜，半透光膜的透過率在O?100%之間；灰階光罩對應(yīng)第二光阻部的第二透光部具有至少一條狹縫，以遮擋部分光源實現(xiàn)半透光效果，狹縫控制透過率在O?100%之間。
[0011]其中，經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜的步驟包括:采用擴散法或離子注入工藝經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種陣列基板的摻雜設(shè)備，其包括:光刻裝置，用于在基板上形成光阻層，其中基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)；光阻層對應(yīng)待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，第一光阻部比第二光阻部薄，第二光阻部比第三光阻部薄；以及摻雜裝置，用于經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0013]其中，基板包括基板主體以及設(shè)置在基板主體上的多晶硅層，其中多晶硅層上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
[0014]其中，光刻裝置包括光刻膠、光掩膜板、顯影液以及曝光光源；其中，光刻膠以均勻的厚度設(shè)置在待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上；光掩膜板包括第一透光部、第二透光部以及第三透光部，第一透光部、第二透光部以及第三透光部的透光率依次增大或依次減??；曝光光源通過光掩膜板對光刻膠進行曝光；顯影液對曝光后的光刻膠進行顯影，以形成對應(yīng)第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)第三透光部的第三光阻部。
[0015]其中，光掩膜板為半色調(diào)光罩或灰階光罩；半色調(diào)光罩對應(yīng)第二光阻部的第二透光部為半透光膜，半透光膜的透過率在O?100%之間；灰階光罩對應(yīng)第二光阻部的第二透光部具有至少一條狹縫，以遮擋部分光源實現(xiàn)半透光效果，狹縫控制透過率在O?100%之間。
[0016]其中，摻雜裝置采用采用擴散法或離子注入工藝經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0017]通過上述方案，本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過光刻工藝在基板上形成光阻層，所形成的光阻層上具有三個不同厚度的光阻部，通過光阻層對進行摻雜，摻雜物經(jīng)過不同厚度的光阻部，到達基板。在進行一次摻雜時，摻雜功率相同，光阻部厚度不同，因此摻雜物經(jīng)過不同厚度的光阻部到達基板的量也不同，因此一次摻雜即能夠形成具有不同摻雜濃度的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)，相應(yīng)的簡化了工藝，降低了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1a是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第一次摻雜的工藝示意圖；
[0019]圖1b是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第二次摻雜的工藝示意圖；
[0020]圖1c是現(xiàn)有技術(shù)中對溝道區(qū)、重摻雜區(qū)以及輕摻雜區(qū)進行第三次摻雜的工藝示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明陣列基板的摻雜方法的第一實施方式的流程示意圖；
[0022]圖3是圖2所示摻雜方法的第一實施方式對應(yīng)的工藝示意圖；
[0023]圖4是圖2所示摻雜方法的第一實施方式中納米壓印光刻工藝示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明陣列基板的摻雜方法的第二實施方式的流程示意圖；
[0025]圖6是圖5所示摻雜方法的第二實施方式對應(yīng)的工藝示意圖；
[0026]圖7是圖5所示摻雜方法的第二實施方式中灰階光罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是結(jié)合本發(fā)明陣列基板的摻雜方法制造出的薄膜晶體管的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9是本發(fā)明陣列基板的摻雜裝置的第一實施方式在工藝流程中使用方式示意圖。

【具體實施方式】
[0029]請參閱圖2和圖3，圖2是本發(fā)明陣列基板的摻雜方法的第一實施方式的流程示意圖，圖3是圖2所示摻雜方法的第一實施方式對應(yīng)的工藝示意圖，本實施方式提供一種摻雜方法，包括步驟:
[0030]S201:提供基板，基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
[0031]一般來說，對基板301進行孔加工、電鍍、蝕刻以及設(shè)置電子元件等工藝可以實現(xiàn)電學、磁學或光學等方面的功能。在基板301中摻入少量的其他元素或化合物，可以使基板301產(chǎn)生特定的性能。具體而言，例如在半導體硅基板中摻入磷P或鎵Ga可以分別得η型或P型半導體材料；在無機固體化合物氧化釔Y2O3基板中摻入金屬離子銪Eu，可以得到發(fā)紅光的熒光材料。
[0032]摻雜物的濃度對基板301性能的影響很大，因此具有不同濃度摻雜物的基板301對應(yīng)有不同的性能，且對具有不同濃度摻雜物的基板301組合使用可實現(xiàn)特定功能。例如薄膜晶體管中的輕摻雜漏區(qū)域(LDD)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包括N型重摻雜區(qū)和N型輕摻雜區(qū)，重摻雜區(qū)中產(chǎn)生的載流子向輕摻雜區(qū)擴散，以減小漏電流的問題。
[0033]本實施方式中，在基板301上定義有需要不同摻雜濃度的三個待摻雜區(qū)域:所需慘雜濃度為h的待重慘雜區(qū)302、所需慘雜濃度為I的待輕慘雜區(qū)303以及所需慘雜濃度為c的待摻雜溝道區(qū)304，其中h > I > C。在其他實施方式中，可以根據(jù)實際需求設(shè)置不同數(shù)量具有不同摻雜濃度的區(qū)域，且各區(qū)域的位置關(guān)系也并不僅限于圖3中的位置關(guān)系。
[0034]S202:通過光刻工藝在基板上形成光阻層，其中，光阻層對應(yīng)待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，第一光阻部比第二光阻部薄，第二光阻部比第三光阻部薄。
[0035]本實施方式中，在對基板301進行摻雜之前先在基板301上形成光阻層305，且光阻層305對應(yīng)待重摻雜區(qū)302形成第一光阻部3051，對應(yīng)待輕摻雜區(qū)303形成第二光阻部3052，對應(yīng)待摻雜溝道區(qū)304形成第三光阻部3053，且第一光阻部3051厚度為P1、第二光阻部3052厚度為p2、第三光阻部3053厚度為P3，其中Pl< P 2< P 3。
[0036]本實施方式可以使用納米壓印光刻工藝來形成光阻層305，請參閱圖4，圖4是圖2所示摻雜方法的第一實施方式中納米壓印光刻工藝示意圖。首先在基板301上鋪設(shè)一層厚度均勻的光刻膠401，然后將納米模具402下壓，使光刻膠401流動并填充致納米模具402的圖型中，隨后增大納米模具402下壓載荷，使其光刻膠401厚度達到要求的范圍后固化光刻膠以形成光阻層，且通過對納米模具402的設(shè)計，可以使光阻層形成分別具有厚度Pl、P2和P3的三個光阻部。
[0037]本實施方式也可以采用傳統(tǒng)光學光刻工藝來形成光阻層305。在基板301上鋪設(shè)一層厚度均勻的光刻膠，強光通過光掩膜板照射在光刻膠上，被強光照射到的光刻膠會發(fā)生變質(zhì)，然后再使用腐蝕性液體清洗基板301，使變質(zhì)的光刻膠被除去。通過控制光刻膠被強光照射的程度，可以光刻膠發(fā)生變質(zhì)的量得到控制，因此對三個區(qū)域的光刻膠采用三種程度的光照，可以使三個區(qū)域的光刻膠具有三種不同的變質(zhì)的量，然后通過腐蝕性液體的清洗，最后在基板上形成光阻層305，且相應(yīng)的在三個區(qū)域形成有不同的厚度Pl、p#P P 3的三個光阻部。
[0038]S203:經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0039]步驟S202后形成了具有三個光阻部的光阻層305，且光阻層305覆蓋在基板301上，然后再經(jīng)過光阻層305對待重摻雜區(qū)302、待輕摻雜區(qū)303以及待摻雜溝道區(qū)304進行一次摻雜，在基板301上一次形成重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0040]不同的材料的基板所采用的摻雜方法不同，對于半導體硅基板一般采用擴散法或離子注入法；而對于發(fā)光材料基板則多采用化學方法，如高溫固相法、溶膠凝膠法等。當將摻雜物通過光阻層305注入到基板上時，由于光阻層305有一定的阻礙作用，且不同厚度光阻部的阻礙作用不同，由于本實施方式中三個區(qū)域的摻雜過程一次完成，即對于三個區(qū)域來說，摻雜過程中除了對應(yīng)光阻部的厚度不同，即Pl< P 2< P3，其他條件完全相同。因此P1厚度的第一光阻部阻礙作用最小，則對應(yīng)摻雜濃度為h的待重摻雜區(qū)302 ;p2厚度的第二光阻部阻礙作用一般，則對應(yīng)摻雜濃度為I的待輕摻雜區(qū)303 ;且P3厚度的第三光阻部阻礙作用最大，則對應(yīng)摻雜濃度為c的待摻雜溝道區(qū)304。
[0041]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實施方式中通過光刻工藝在基板上形成光阻層，光阻層具有不同厚度的光阻部，通過對光阻部厚度的控制實現(xiàn)對摻雜阻礙作用的限制，繼而實現(xiàn)對基板上摻雜濃度的限制，從而使得在一次摻雜后，基板上能夠形成具有不同摻雜濃度的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)，簡化了摻雜工藝，降低成本。
[0042]請參閱圖5和圖6，圖5是本發(fā)明陣列基板的摻雜方法第二實施方式的流程示意圖，圖6是圖5所示摻雜方法的第二實施方式對應(yīng)的工藝示意圖，本實施方式提供了一種摻雜方法，包括步驟:
[0043]S501:提供基板，基板包括基板主體以及設(shè)置在基板主體上的多晶硅層，其中多晶硅層上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
[0044]本實施方式中的基板601包括基板主體6011和多晶硅層6012，多晶硅層6012上定義了待重摻雜區(qū)6013、待輕摻雜區(qū)6014以及待摻雜溝道區(qū)6015。
[0045]為了實現(xiàn)LCD輕薄化設(shè)計以及減小功耗，越來越多的使用多晶硅液晶材料，多晶硅結(jié)構(gòu)一般是對非晶硅結(jié)構(gòu)進行處理得到的，本實施方式中的多晶硅層6012的形成采用低溫多晶硅技術(shù)，首先是在基板主體6011上利用化學氣相沉積制程或等離子體加強化學氣相沉積制程形成非晶硅層，其中基板主體6011可以為玻璃或石英，然后將準分子激光作為熱源，激光經(jīng)過透射系統(tǒng)后，產(chǎn)生能量均勻分布的激光束并透射在非晶硅層上，當非晶硅層吸收準分子激光的能量后，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼?012，此過程在500-600攝氏度以下完成，普通的玻璃基板也能夠承受，因此低溫多晶硅技術(shù)實現(xiàn)了低成本的將多晶硅用于LCD顯示領(lǐng)域。
[0046]本實施方式中的基板主體6011為玻璃基板，多晶硅層6012為低溫多晶硅層，并將其用于制造低溫多晶硅薄膜晶體管，對于NMOS管，多晶硅層上的源極和漏極是N型重摻雜區(qū)，且相應(yīng)的于柵極距離較小，因此漏極附近產(chǎn)生較強的電池，繼而產(chǎn)生熱載流子效應(yīng)，使得薄膜晶體管在關(guān)閉狀態(tài)下會有漏電流的問題，因此在源極和漏極之間形成重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)以減小漏電流的問題。相應(yīng)的在S501步驟中，需要在多晶硅層6012上定義待重摻雜區(qū)6013、待輕摻雜區(qū)6014以及待摻雜溝道區(qū)6015。
[0047]S502:在待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上設(shè)置均勻厚度的光刻膠。
[0048]光刻膠(圖未示)包括感光樹脂、增感劑以及溶劑，其中感光樹脂經(jīng)光照后會發(fā)生光固化反應(yīng)，繼而光刻膠的物理性能，特別是溶解性和親和性發(fā)生變化。光刻膠分為正性膠和負性膠兩種，光照后形成不可溶物質(zhì)的是負性膠，反之，光照后形成可溶物質(zhì)的是正性膠。本實施方式中光刻膠為正性膠。
[0049]通過旋轉(zhuǎn)涂膠的方法將光刻膠涂覆在基板601上，主要有兩種方式，一是靜態(tài)涂膠，基板601靜止時滴膠，然后基板601加速旋轉(zhuǎn)甩膠，最后揮發(fā)溶劑；二是動態(tài)涂膠，基板601低速旋轉(zhuǎn)時滴膠，然后高速旋轉(zhuǎn)甩膠，最后揮發(fā)溶劑。為得到較為均勻的光刻膠層，本實施方式采用動態(tài)涂膠，并控制旋轉(zhuǎn)加速的時間點，且盡量以較高的速度甩膠。
[0050]S503:通過光掩膜板對光刻膠進行曝光，其中光掩膜板包括第一透光部、第二透光部以及第三透光部，第一透光部、第二透光部以及第三透光部是依次增大或依次減小的。
[0051]本實施方式最終目的是為了在多晶硅6012上形成不同摻雜濃度的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)，摻雜濃度決定了光阻層602的厚度以及一次摻雜的功率，而光阻層602的厚度則決定了光刻膠的厚度及相應(yīng)的曝光率，繼而可以確定曝光工藝中的曝光光源、曝光速度、光掩膜板603的透光率以及涂膠工藝中光刻膠的厚度。
[0052]本實施方式中曝光光源采用紫外光源，且光刻膠為正性膠，因此所選用的光掩膜板603具有第一透光部6031透光率為^、第二透光部6032透光率為丨2以及第三透光部6033透光率為t3，第一透光部6031、第二透光部6032以及第三透光部6033的透光率是依次減小的，即t2> 13;若是采用負性光刻膠，則第一透光部6031、第二透光部6032以及第三透光部6033的透光率是依次增大的，即t2< t3o以下均已正性光刻膠相應(yīng)的光掩膜板進行描述，負性光刻膠相應(yīng)光掩膜板的相關(guān)參數(shù)可作對應(yīng)的調(diào)整。
[0053]紫外光通過光掩膜板603對光刻膠進行曝光，光掩膜板603與光刻膠有三種位置關(guān)系，一是光掩膜板603放置在光刻膠上且直接接觸，曝光的精確度高，但光刻膠容易污染光掩膜板603，造成光掩膜板603的損耗；二是光掩膜板603與光刻膠以一定距離略微分開，可保證光掩膜板603的壽命，但是由于衍射效應(yīng)，曝光的精確度不高；三是在光掩膜板603和光刻膠之間設(shè)置透鏡，解決了前面兩種的問題，但多設(shè)置透鏡相應(yīng)的制造成本較高。在本實施方式中光掩膜板603與光刻膠以一定距離略微分開，即上述第二種方式。
[0054]具體的，本實施方式中的光掩膜板603可以為半色調(diào)光罩，其第一透光部6031為透光部分，第二透光部6032為半透光部分，第三透光部6033為不透光部分；其中，第二透光部6032半透光部分的透過率在O?100%之間；光掩膜板603也可以為灰階光罩；其第一透光部6031為透光部分，第二透光部6032為半透光部分，第三透光部6033為不透光部分；第二透光部6032具有至少一條狹縫，以遮擋部分光源實現(xiàn)半透光效果，所述狹縫控制透過率在O?100%之間。具體請參閱圖7，圖7是圖5所示摻雜方法的第二實施方式中灰階光罩的結(jié)構(gòu)示意圖。其中第一透光部6031的狹縫最少，第三透光部6033的狹縫最多。
[0055]S504:利用顯影液對曝光后的所述光刻膠進行顯影，以形成光阻層，其中光阻層包括對應(yīng)所述第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)所述第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)所述第三透光部的第三光阻部。
[0056]在通過不同透光率的透光部對光刻膠進行曝光后，不同透光部對應(yīng)區(qū)域的光刻膠發(fā)送不同的固化反應(yīng)。然后使用顯影液對光刻膠進行顯影，最終形成光阻層602，且對應(yīng)第一透光部6031形成有第一光阻部6021厚度為P1，對應(yīng)第二透光部6032形成有第二光阻部6022厚度為P2，對應(yīng)第三透光部6033形成有第三光阻部6023厚度為p3，由于透光率&>t2> t 3，因此光阻部厚度相應(yīng)的Pi< P 2< P 3°
[0057]由于本實施方式中采用正性光刻膠，因此顯影液605相應(yīng)的選擇四甲基氫氧化銨(TMAOH)，光刻膠在曝光過程中產(chǎn)生羧酸，顯影液605中的堿和酸中和使得曝光的光刻膠溶于顯影液605，而未曝光的沒有影響。具體顯影過程可采用浸沒式顯影或連續(xù)噴霧式顯影，浸沒式顯影是將整個基板601浸沒在顯影液605中，此方式消耗的顯影液605較多，且顯影均勻性較差；連續(xù)噴霧式顯影則是使用一個或多個噴嘴將顯影液605噴灑在基板601表面，同時基板601低速旋轉(zhuǎn)，同時實現(xiàn)光刻膠的溶解率以及顯影的均勻性。本實施方式中采用連續(xù)噴霧式顯影。
[0058]S505:經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0059]在多晶硅層6012上形成了光阻層602，且光阻層602中厚度Sp1的第一光阻部6021對應(yīng)待重摻雜區(qū)6013，厚度為P2的第二光阻部6022對應(yīng)待輕摻雜區(qū)6014，p i的第一光阻部6021對應(yīng)待重摻雜區(qū)6013。
[0060]開始進行一次摻雜，將氮氣(氮氣N2+或者氮N+)經(jīng)光阻層602摻雜注入多晶硅層6012，摻雜的可以采用離子注入工藝或擴散法，離子注入工藝是將雜質(zhì)離化，通過磁場加速，將這些離化的雜質(zhì)直接打入多晶硅層6012，以達到摻雜的目的；擴散法是在高溫驅(qū)動下使摻雜物從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)運動。本實施方式中采用離子注入工藝，且注入所使用能量的大小由光阻層602的厚度以及多晶硅層6012的摻雜濃度所決定。離子以一定能量經(jīng)過光阻層602，并注入多晶硅層6012，由于光阻層602中不同厚度的阻礙作用，使得注入多晶硅層6012的數(shù)量也不一樣，繼而能夠相應(yīng)形成重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
[0061]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實施方式首先在多晶硅層上涂覆一層光刻膠，并通過光掩膜板對光刻膠進行曝光，然后利用顯影液對曝光后的光刻膠進行顯影，以形成具有三個不同厚度的光阻層。通過對光阻層厚度的控制實現(xiàn)對摻雜阻礙作用的限制，繼而實現(xiàn)對多晶硅層上摻雜濃度的限制，從而使得在一次摻雜后，基板上能夠形成具有不同摻雜濃度的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)，簡化了摻雜工藝，降低成本。
[0062]請參閱圖8，圖8是結(jié)合本發(fā)明陣列基板的摻雜方法制造出的薄膜晶體管的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]薄膜晶體管800包括玻璃基板801、多晶硅層802、柵極絕緣層803以及柵極層804。
[0064]請參考圖8中的A部分，多晶娃層802設(shè)置于玻璃基板801上的，包括重摻雜區(qū)8021、輕摻雜區(qū)8022以及溝道區(qū)8023，重摻雜區(qū)8021作為薄膜晶體管800的源極和漏極。柵極絕緣層803設(shè)置在多晶硅層802上，柵極層804設(shè)置在柵極絕緣層803上。
[0065]另一種結(jié)構(gòu)請參考圖8中的B部分，將柵極層804設(shè)置在玻璃基板801上，柵極絕緣層803覆蓋柵極層804，繼而將多晶硅層802設(shè)置在柵極絕緣層803上。
[0066]請參閱圖9，圖9是本發(fā)明陣列基板的摻雜裝置的第一實施方式在工藝流程中使用方式示意圖。本實施方式提供一種摻雜設(shè)備900，其包括光刻裝置901和摻雜裝置902，光刻裝置901還包括光刻膠903、光掩膜板904、顯影液(未圖示)以及曝光光源905。
[0067]其中，光刻裝置901用于在基板上形成光阻層，其中，所述基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)；所述光阻層對應(yīng)所述待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)所述待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)所述待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，所述第一光阻部比所述第二光阻部薄，所述第二光阻部比所述第三光阻部薄。
[0068]光刻裝置901具體工作過程如下:
[0069]S901:將光刻膠以均勻的厚度設(shè)置在所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上。
[0070]此步驟S901類似于陣列基板的摻雜方法第二實施方式中的步驟S502，在此不再贅述。
[0071]S902:曝光光源905通過光掩膜板904對光刻膠903進行曝光。
[0072]光刻膠903為正性膠；光掩膜板904包括第一透光部9041、第二透光部9042以及第三透光部9043，所述第一透光部9041的透光率大于所述第二透光部9042的透光率，所述第二透光部9042的透光率大于所述第三透光部9043的透光率；此步驟S902類似于陣列基板的摻雜方法第二實施方式中的步驟S503，在此不再贅述。
[0073]S903:使用顯影液對曝光后的光刻膠進行顯影，以形成光阻層。
[0074]光阻部包括對應(yīng)所述第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)所述第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)所述第三透光部的第三光阻部。此步驟S903類似于陣列基板的摻雜方法第二實施方式中的步驟S504，在此不再贅述。
[0075]摻雜裝置902用于經(jīng)光阻層對待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。摻雜裝置902的具體工作過程類似于陣列基板的摻雜方法第二實施方式中的步驟S505，在此不再贅述。
[0076]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實施方式中使用光刻裝置在基板上涂覆光刻膠，并通過光掩膜板及顯影液對光刻膠進行曝光顯影操作，使基板上形成具有三個不同厚度的光阻層。然后再利用摻雜裝置通過光阻層對基板進行一次摻雜，使得基板上能夠一次形成具有不同摻雜濃度的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)以及溝道區(qū)，簡化了摻雜設(shè)備的復雜度，減小摻雜設(shè)備運行時間，降低成本。
[0077]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列基板的摻雜方法，其特征在于，所述摻雜方法包括: 提供基板，所述基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)； 通過光刻工藝在所述基板上形成光阻層，其中，所述光阻層對應(yīng)所述待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)所述待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)所述待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，所述第一光阻部比所述第二光阻部薄，所述第二光阻部比所述第三光阻部??； 經(jīng)所述光阻層對所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，所述基板包括基板主體以及設(shè)置在基板主體上的多晶硅層，其中所述多晶硅層上定義有所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，所述通過光刻工藝在所述基板上形成光阻層的步驟包括: 在所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上設(shè)置均勻厚度的光刻膠； 通過光掩膜板對所述光刻膠進行曝光，其中，所述光掩膜板包括第一透光部、第二透光部以及第三透光部，所述第一透光部、第二透光部以及第三透光部的透光率依次增大或依次減?。? 利用顯影液對曝光后的所述光刻膠進行顯影，以形成對應(yīng)所述第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)所述第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)所述第三透光部的第三光阻部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜方法，其特征在于，所述光掩膜板為半色調(diào)光罩或灰階光罩；所述半色調(diào)光罩對應(yīng)所述第二光阻部的第二透光部為半透光膜，所述半透光膜的透過率在0?100%之間；所述灰階光罩對應(yīng)所述第二光阻部的第二透光部具有至少一條狹縫，以遮擋部分光源實現(xiàn)半透光效果，所述狹縫控制透過率在0?100%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的摻雜方法，其特征在于，所述經(jīng)所述光阻層對所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜的步驟包括: 采用擴散法或離子注入工藝經(jīng)所述光阻層對所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
6.一種陣列基板的摻雜設(shè)備，其特征在于，所述摻雜設(shè)備包括: 光刻裝置，用于在基板上形成光阻層，其中，所述基板上定義有待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)；所述光阻層對應(yīng)所述待重摻雜區(qū)形成第一光阻部，對應(yīng)所述待輕摻雜區(qū)形成第二光阻部，對應(yīng)所述待摻雜溝道區(qū)形成第三光阻部，所述第一光阻部比所述第二光阻部薄，所述第二光阻部比所述第三光阻部??； 以及摻雜裝置，用于經(jīng)所述光阻層對所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摻雜設(shè)備，其特征在于，所述基板包括基板主體以及設(shè)置在基板主體上的多晶硅層，其中所述多晶硅層上定義有所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摻雜設(shè)備，其特征在于，所述光刻裝置包括光刻膠、光掩膜板、顯影液以及曝光光源； 其中，所述光刻膠以均勻的厚度設(shè)置在所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)上； 所述光掩膜板包括第一透光部、第二透光部以及第三透光部，所述第一透光部、第二透光部以及第三透光部的透光率依次增大或依次減小； 所述曝光光源通過所述光掩膜板對所述光刻膠進行曝光； 所述顯影液對曝光后的所述光刻膠進行顯影，以形成對應(yīng)所述第一透光部的第一光阻部，對應(yīng)所述第二透光部的第二光阻部以及對應(yīng)所述第三透光部的第三光阻部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摻雜設(shè)備，其特征在于，所述光掩膜板為半色調(diào)光罩或灰階光罩；所述半色調(diào)光罩對應(yīng)所述第二光阻部的第二透光部為半透光膜，所述半透光膜的透過率在0?100%之間；所述灰階光罩對應(yīng)所述第二光阻部的第二透光部具有至少一條狹縫，以遮擋部分光源實現(xiàn)半透光效果，所述狹縫控制透過率在0?100%之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的摻雜設(shè)備，其特征在于，所述摻雜裝置采用擴散法或離子注入工藝經(jīng)所述光阻層對所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)進行一次摻雜，以一次形成分別與所述待重摻雜區(qū)、待輕摻雜區(qū)以及待摻雜溝道區(qū)對應(yīng)的重摻雜區(qū)、輕摻雜區(qū)和溝道區(qū)。
【文檔編號】H01L21/22GK104485278SQ201410770410
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】薛景峰, 陳歸, 郝思坤, 張鑫 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司