CN109786197B - 电荷量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电荷量检测装置，包括：支撑板；至少一个电荷承载单元，设置于所述支撑板上；至少一个电压检测单元，一一对应地与所述电荷承载单元电连接；控制单元，与各所述电压检测单元电连接。上述电荷量检测装置，电荷承载单元用于接受离子注入，电压检测单元与电荷承载单元和控制单元连接，控制单元可控制电压检测单元的不同时刻采集电荷承载单元上的电压信号，由于电压检测单元与电荷承载单元一一对应地连接，故控制单元可采集整个离子注入区域内每个电荷承载单元的电压，进而计算出每个电荷承载单元的电荷量，从而得到整个离子注入区域内电荷承载单元的电荷分布情况。

Description

电荷量检测装置及方法

技术领域

本发明涉及设备检测领域，特别是涉及电荷量检测装置及方法。

背景技术

随着LTPS(Low Temperature Poly Silicon，低温多晶硅)技术的发展，离子注入工艺被引入显示面板的制备工艺中并扮演越来越重要的角色。离子注入过程中检测基板的掺杂情况可防止基板电势积累过高，影响掺杂结果，损坏器件，防止对后续工艺产生影响。故研究离子注入过程中基板表面电荷的分布情况能够有效的提升离子注入的效果，使器件达到最佳电性性能。

通常，在离子注入工艺中可采用法拉第杯检测离子束的束流大小。而法拉第杯只能监测离子束的束流大小，无法监测离子束注入基板后基板上的电荷分布情况。

发明内容

本发明提供了一种电荷量检测装置及方法，以实现对注入电荷量的检测。

一种电荷量检测装置，包括：支撑板；至少一个电荷承载单元，设置于所述支撑板上；至少一个电压检测单元，一一对应地与所述电荷承载单元电连接；控制单元，与各所述电压检测单元电连接。

上述电荷量检测装置，电荷承载单元用于接受离子注入，电压检测单元与电荷承载单元电连接，控制单元与电压检测单元电连接，通过这样的电荷量检测装置的结构设计，可以得到注入过程中电荷承载单元所承载的电荷量，进而可获取在相同条件下相同位置处所放置的基板所承载的电荷量。

在其中一个实施例中，所述电荷量检测装置包括多个所述电压检测单元和多个所述电荷承载单元，多个所述电压检测单元和多个所述电荷承载单元数量相同且一一对应连接，其中，所述电荷承载单元呈阵列排布在所述支撑板上。

上述电荷量检测装置，通过设置多个相互配合工作的电荷承载单元与电压检测单元，多个电荷承载单元用于接受离子注入，控制单元控制多个电压检测单元在不同时刻采集多个电荷承载单元上的电压信号。通过这样的电荷量检测装置的结构设计，可以根据电压信号计算出每个电荷承载单元的电荷量，从而得到整个离子注入区域内多个电荷承载单元的电荷分布情况，为改善离子注入设备的性能提供了依据。

在其中一个实施例中，所述电压检测单元一一对应的设置在所述电荷承载单元和所述支撑板之间。

在其中一个实施例中，所述电荷承载单元包括电容，所述电容包括第一极板、第二极板以及位于所述第一极板和所述第二极板之间的绝缘介质，所述第二极板贴附于所述电压检测单元。

在其中一个实施例中，所述第一极板与所述电压检测单元电连接，所述第二极板接地。

在其中一个实施例中，所述电压检测单元包括电感，所述电感一端连接所述第一极板，另一端连接所述控制单元。

在其中一个实施例中，多个所述电感和所述电容一一对应设置，且多个所述电感和所述电容阵列排布。

在其中一个实施例中，电荷量检测装置还包括数据存储单元，与所述控制单元连接，用于存储所述第一极板的电压信息；优选地，所述电荷量检测装置还包括屏蔽层，设置于所述支撑板上，用于包覆所述控制单元和所述数据存储单元。

一种电荷量检测方法，包括：提供电荷量检测装置，所述电荷量检测装置包括至少一个电压检测单元和至少一个电荷承载单元，所述电压检测单元和所述电荷承载单元电连接；

将所述电荷量检测装置置于预定位置；

采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入，并获取离子注入过程中所述多个电荷承载单元的电压信息；

根据所述多个电荷承载单元的电压信息确定电荷量信息。

在其中一个实施例中，所述电荷量检测装置包括一一对应电连接的多个电压检测单元和多个电荷承载单元；

所述采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入之前，还包括：获取所述电荷量检测装置中多个电荷承载单元的坐标信息；

所述根据所述多个电荷承载单元的电压信息确定电荷量信息包括：

根据所述多个电荷承载单元的电压信息和坐标信息确定特定坐标位置的电荷量信息。

在其中一个实施例中，在采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入的过程中，控制所述电压信息的采集时间，并依照所述采集时间获取所述多个电荷承载单元的电压信息；

并根据所述电荷承载单元的电压信息、采集时间和坐标信息确定特定坐标位置、特定时段的电荷量信息。

上述电荷量检测方法采用前述电荷量检测装置，当电荷量检测装置接受离子注入后，电压采集单元可采集离子注入过程中电荷承载单元的电压信息，并根据电压信息计算出对应的电荷量信息，进而可获取在相同条件下相同位置处所放置的基板所承载的电荷量。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的电荷量检测装置截面示意图；

图2为本申请的又一实施例提供的电荷量检测装置截面示意图；

图3为本申请的又一实施例提供的电荷量检测装置截面示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的电荷量检测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

请参见图1，本申请的一个实施例提供一种电荷量检测装置100，包括支撑板110，用于支撑、保护整个装置。控制单元120设置于支撑板上。至少一个电压检测单元130设置于支撑板110上，且每个电压检测单元130均电连接至控制单元120。至少一个电荷承载单元140一一对应地设置于所述电压检测单元130上，且与电压检测单元130电连接。

具体的，本实施例中，电荷承载单元140用作离子注入的对象，且均位于离子注入的区域内。电荷承载单元140可以看做一块完整的基板。该检测装置主要检测离子注入时或离子注入后电荷承载单元140上的电压，进而根据电压计算出电荷承载单元140上的电荷量。

进一步地，由于离子注入时，不同区域内的电荷量分布情况可能不同，故可采用多个相互分离的电荷承载单元140设置于不同的区域，其中，多个电荷承载单元阵列排布于支撑板110上。单独测量不同子区域内基板的电荷量，从而得到整个基板的电荷分布情况。

电压检测单元130与电荷承载单元140电连接。可以理解的是，当电荷承载单元140有多个时，电压检测单元130也有多个，且电压检测单元与电荷承载单元140的数量相同，并一一对应电连接。需要说明的是，虽然图1所示电压检测单元130设置于支撑板110和电荷承载单元140之间，但本实施例并不对电压检测单元130的位置做限定，也可以位于支撑板110内部或其他位置，只要与电荷承载单元140一一对应连接即可。当对电荷承载单元140进行离子注入时，电荷承载单元140上的电势得到积累。由于多个电压检测单元130相互分离，且与电荷承载单元140一一对应连接，因此每个电压检测单元130可检测对应设置的电荷承载单元140上的电压信息。

控制单元120与电压检测单元130电连接，用于发送控制信号并控制电压检测单元130采集电荷承载单元140上的电压信息。具体的，控制单元120可控制电压检测单元130在不同的时段对不同区域的电荷承载单元140的电压信息进行采集。

上述实施例提供的基板电荷量检测装置，电荷承载单元用于接受离子注入，电压检测单元与电荷承载单元和控制单元连接，控制单元可控制电压检测单元的不同时刻采集电荷承载单元上的电压信号，由于电压检测单元与电荷承载单元一一对应地连接，故控制单元可采集整个离子注入区域内每个电荷承载单元的电压，进而计算出每个电荷承载单元的电荷量。同样地，可获取在相同条件下相同位置处所放置的基板所承载的电荷量。

在其中一个实施例中，电荷承载单元140包括电容，所述电容包括第一极板141、第二极板142以及位于第一极板141和第二极板142之间的绝缘介质143。其中，第二极板142贴附于电压检测单元130设置。第一极板141与所述电压检测单元130电连接，第二极板142接地。

具体的，请参见图2，多个电容一一对应地设置于电压检测单元130上，每个电容之间也相互分离。电容包括第一极板141、第二极板142和设置于第一极板141和第二极板142之间的绝缘介质143。其中，第二极板142贴附于电压检测单元130上并接地，第一极板141与电压检测单元130电连接。当电容有多个时，第一极板141呈阵列排布，第二极板142可以是阵列排布的极板，并与每个第一极板141的位置一一对应，也可以是整块的基板，与阵列排布的第一极板141位置对应。

本实施例中，第一极板141用于接受离子注入。当离子注入到第一极板141时，由于第一极板141与电压检测单元130电连接，故控制单元120可控制电压检测单元130检测第一极板141的电压。本实施例中每个电容的容量相同且已知，假设每个电容的容量均为C。根据电容的CV原理：Q＝CV可知，只要测得第一极板141的电压，根据电容容量即可得到注入到第一极板141上的电荷量。得到每个第一极板141上的电荷量后，即可得到离子注入区域内注入到基板上的总电荷量分布情况。

上述实施例提供的基板电荷量检测装置，通过采用电容极板进行离子注入，根据电容的CV原理即可方便地计算出每个电容极板上注入的电荷量，进而可以得知离子注入区域内整块基板的电荷量分布。若用户需要，控制单元可控制电压采集装置在不同时间获取不同区域的电压信息，并由电压信息计算出电荷量信息随时间变化的情况。根据离子注入后电荷量的分布情况，可分析离子注入的质量，为调试离子注入设备的参数提供参考。

在其中一个实施例中，电压检测单元包括电感，电感的一端连接第一极板，另一端连接控制单元。

具体的，多个电感阵列排布，每个电感均与电容一一对应设置并与电容的第一极板141电连接，用于采集对应的第一极板141的电压。每个电感均连接控制单元120，控制单元120用于控制电感采集第一极板141的电压。控制单元120包括时钟模块和电压写入模块。时钟模块用于计时，每隔一段时间，电压写入模块发射不同频率脉冲信号，来读取电感上的电压并将其写入数据存储单元。

本实施例提供的电荷量检测装置，由于电感体积小，可设置于电容和支撑板之间，减小整个装置的体积。

在其中一个实施例中，该电荷量检测装置还包括数据存储单元，与控制单元连接，用于存储第一极板的电压信息。

进一步的，该电荷量检测装置还包括屏蔽层，数据存储单元和控制单元均设置在屏蔽层内，屏蔽层设置于支撑板上，屏蔽层用于屏蔽外界的电磁干扰，保证内部电路的正常工作，同时防止屏蔽层内的电路元件对屏蔽层外的电路产生干扰。

具体的，请参见图3，屏蔽层160设置于支撑板110上，用于保护数据存储单元150和控制单元120不受电磁场及电离辐射的影响。

数据存储单元150与控制单元120电连接。当离子注入到电容的第一极板141上时，控制单元120发送脉冲信号并控制电感采集对应的第一极板141的电压信号，并将相应的电压信息存储于数据存储单元150中。此处电压信息包括时间信息、电容坐标信息与相应电容第一极板的电压值，即某一时刻某一位置的电容第一极板的电压值。外部智能设备例如计算机可与数据存储单元连接并读取数据存储单元存储的电压信息，且可根据电压信息得到整个基板上不同时刻的电荷分布情况。

请参见图4，本申请的一个实施例提供一种电荷量检测方法，包括：

S100：提供电荷量检测装置，其中，电荷量检测装置包括至少一个电压检测单元和至少一个电荷承载单元。电压检测单元和电荷承载单元电连接。

具体的，电荷承载单元用于接受离子注入。电压检测单元与电荷承载单元电连接，用于采集电压承载单元上的电压信息。当电荷承载单元有多个时，多个电荷承载单元呈阵列排布，每个电荷承载单元与每个电压检测单元一一对应连接。通过测量不同区域内电荷承载单元的电荷量信息，可以得到整个区域内离子注入时电荷量的分布情况。

本实施例中，电荷承载单元可以是电容，电容呈阵列排布，包括第一极板、第二极板和设置于两个极板之间的绝缘介质。其中，第一极板用于接受离子注入，第二极板接地。电压检测单元可以是电感，多个电感组成阵列，且电感与电容的第一极板一一对应连接，用于采集离子注入时第一极板上的电压信息。

S200：将电荷量检测装置置于预定位置。

其中，预定位置为离子注入对应的位置。设置电荷量检测装置时，将电荷承载单元中的第一极板朝向离子注入装置设置。

S300：采用离子注入设备对电荷量检测装置进行离子注入，并获取离子注入过程多个电荷承载单元的电压信息。

本实施例中，电荷量检测装置还包括控制单元。在进行离子注入时，电荷承载单元上的电势得到积累，则控制单元控制多个电压检测装置采集对应连接的电荷承载单元上的电压信息。

S400：根据多个电荷承载单元的电压信息确定电荷量信息。

本实施例中，电荷承载单元包括电容，且每个电容的容量相同均为C。根据电容的CV原理：Q＝CV可知，控制单元控制电压采集单元采集第一极板的电压信息后，根据电容容量即可得到注入到第一极板上的电荷量信息。

上述实施例提供的电荷量检测方法，通过采用电荷量采集装置并对电荷量采集装置中的电荷承载单元进行离子注入，电压检测单元可实时采集离子注入过程中电荷承载单元的电压信息，并根据电压信息计算出相应的电荷量信息，进而得到整个基板上的电荷量分布情况，为改善离子注入设备的参数提供了参考依据。

在其中一个实施例中，采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入之前，还包括获取所述电荷量检测装置中多个电荷承载单元的坐标信息的步骤。然后根据多个电荷承载单元的电压信息和坐标信息确定特定坐标位置的电荷量信息。

具体的，阵列排布的电容中每一个电容均具有各自对应的坐标，每个电容的第一极板的坐标与电容坐标相同。控制单元可先获取每个阵列排布的每个第一极板的坐标信息并存储。然后向电容阵列中的第一极板进行离子注入。控制单元控制电压检测单元采集第一极板上的电压信息。当用户需要指定区域的电荷量信息时，控制单元可调用相应区域内电容的坐标信息并生成触发信号。电压检测单元获取触发信号后，采集坐标对应的电容第一极板的电压信息。然后根据电压信息即可方便的获取对应区域的电荷量信息。

进一步的，在采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入的过程中，可以控制所述电压信息的采集时间，并依照所述采集时间获取所述多个电荷承载单元的电压信息，然后根据电荷承载单元的电压信息、采集时间和坐标信息确定特定坐标位置、特定时段的电荷量信息。

具体的，控制单元包括时钟模块和电压写入模块。每隔一段时间，电压写入模块生成触发信息并发送，该时间即为采集时间，用户可自行设定采集时间的时长。电压检测单元接收所述触发信息，并根据触发信息中的第一极板的坐标信息，采集相应坐标的第一极板的电压信息。其中，电压信息包括采集时间、第一极板的坐标以及对应的第一极板的电压值。电压检测单元采集电压信息后，控制单元将所述电压信息写入数据存储单元。控制单元内部具有时钟模块，可从开始离子注入时至离子注入结束后计时采集信号。故数据存储单元存储的电压信息包括每一时刻、每一坐标的第一极板的电压值。

当用户需要某一时段某一区域的电荷量信息，可将外部智能设备连接数据存储单元并读取相应的数据。计算机接收用户输入的采集时间、第一极板坐标等信息，并根据所述信息确定对应时间段内对应坐标的第一极板的电压值。然后根据电容的CV原理：Q＝CV，计算出第一极板的电荷量，即可得到对应时间段内对应区域的电荷量分布信息。若用户在离子注入过程中读取，即可得到离子注入过程中电荷量的实时信息。可以理解的是，每一时刻控制单元均控制电压检测单元采集电容阵列中所有第一极板的电压值。故离子注入结束后，用户可选择某一区域内的数据，并检测离子注入时该区域内电荷量随时间变化的情况。

上述实施例提供的电荷量检测方法采用电荷量检测装置，当电荷量检测装置接受离子注入后，电压采集单元可采集每一个第一极板的电压信息，且控制器可将该电压信息写入数据存储单元中。若用户需要，即可调用某一时段某一区域的电压信息，并由电压信息计算出电荷量信息。根据离子注入后电荷量的分布情况，可分析离子注入的质量，为调试离子注入设备提供参考。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电荷量检测装置，其特征在于，包括：

支撑板；

至少一个电荷承载单元，设置于所述支撑板上，用于接受离子注入；

至少一个电压检测单元，一一对应的与所述电荷承载单元电连接；

控制单元，与各所述电压检测单元电连接；

所述电荷承载单元包括电容，所述电容包括第一极板、第二极板以及位于所述第一极板和所述第二极板之间的绝缘介质，所述第二极板贴附于所述电压检测单元。

2.根据权利要求1所述的电荷量检测装置，其特征在于，所述电荷量检测装置包括多个所述电压检测单元和多个所述电荷承载单元，多个所述电压检测单元和多个所述电荷承载单元数量相同且一一对应连接，其中，所述电荷承载单元呈阵列排布在所述支撑板上。

3.根据权利要求1所述的电荷量检测装置，其特征在于，所述电压检测单元一一对应地设置在所述电荷承载单元和所述支撑板之间。

4.根据权利要求3所述的电荷量检测装置，其特征在于，所述第一极板与所述电压检测单元电连接，所述第二极板接地。

5.根据权利要求3所述的电荷量检测装置，其特征在于，所述电压检测单元包括电感，所述电感一端连接所述第一极板，另一端连接所述控制单元。

6.根据权利要求3所述的电荷量检测装置，其特征在于，还包括数据存储单元，与所述控制单元连接，用于存储所述第一极板的电压信息。

7.根据权利要求6所述的电荷量检测装置，其特征在于，所述电荷量检测装置还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述支撑板上，用于包覆所述控制单元和所述数据存储单元。

8.一种电荷量检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供电荷量检测装置，所述电荷量检测装置包括至少一个电压检测单元和至少一个电荷承载单元，所述电压检测单元和所述电荷承载单元电连接，所述电荷承载单元包括电容，所述电容包括第一极板、第二极板以及位于所述第一极板和所述第二极板之间的绝缘介质，所述第二极板贴附于所述电压检测单元；

将所述电荷量检测装置置于预定位置，所述预定位置为离子注入对应的位置；

采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入，并获取离子注入过程中各所述电荷承载单元的电压信息；

根据各所述电荷承载单元的电压信息确定电荷量信息。

9.根据权利要求8所述的电荷量检测的方法，其特征在于，所述电荷量检测装置包括一一对应电连接的多个电压检测单元和多个电荷承载单元；

所述采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入之前，还包括：获取所述电荷量检测装置中多个电荷承载单元的坐标信息；

所述根据各电荷承载单元的电压信息确定电荷量信息包括：根据所述多个电荷承载单元的电压信息和坐标信息确定特定坐标位置的电荷量信息。

10.根据权利要求9所述的电荷量检测的方法，其特征在于，在采用离子注入设备对所述电荷量检测装置进行离子注入的过程中，控制所述电压信息的采集时间，并依照所述采集时间获取所述多个电荷承载单元的电压信息；

以及根据所述电荷承载单元的电压信息、采集时间和坐标信息确定特定坐标位置、特定时段的电荷量信息。

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