CN204167254U - 离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置，所述离子注入均匀性调整装置包括反馈控制系统、与所述反馈控制系统电连接的驱动装置、及由所述驱动装置根据所述反馈控制系统的反馈信息驱动从而使得基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置；若检测离子束上部分的剂量小于离子束下部分的剂量，所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动基板上部分向靠近离子束方向倾斜；若检测离子束上部分的剂量大于离子束下部分的剂量，所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动基板上部分向远离离子束方向倾斜，从而调节到达基板表面的离子密度，提高基板竖直方向上的注入均匀性。

Description

离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置

技术领域

本实用新型涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置。

背景技术

离子注入是将改变导电率的杂质引入半导体材料中的标准技术。所需要的杂质材料在离子源中被离子化，离子被加速成具有规定能量的离子束，而且离子束对准晶片或平板的表面。射束中的高能离子深入半导体材料的主体并且嵌入半导体材料的晶格形成导电率符合需要的区域。

采用离子注入工艺在单晶或多晶硅等材料中掺杂，是制造平板显示器过程中使用的一种常规工艺过程。面板尺寸越大，离子注入所需的时间就越长，因此要想达到注入剂量均匀性和注入角度均匀性也变得越来越困难。

为了动态调节注入剂量等注入参数以确保注入均匀性，制作平板显示器所采用的离子注入装置中通常采用反馈控制系统，所述反馈控制系统包括由一系列均匀分布的法拉第杯组成的法拉第杯组以及控制单元。如图1所示，制作平板显示器所采用的离子注入装置的离子束1呈竖直带状分布，法拉第杯组3设置于离子束注入区域内，对基板2进行注入前，所述法拉第杯组3接收离子束并将所述离子束1转化为电流再将上述电流信息反馈至控制单元，控制单元根据上述电流信息调整离子源注入参数，然后根据上述离子源注入参数，移动底座带动基板2在水平方向上移动进而完成离子注入过程。通过基板2在水平方向上来回扫描可实现基板水平方向上注入离子的均匀分布。然而，实践中发现，检测离子注入后的基板时经常出现基板竖直方向上注入不均匀的情况，影响产品的良率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高基板竖直方向上注入均匀性的离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种离子注入均匀性调整装置，包括：反馈控制系统、与所述反馈控制系统电连接的驱动装置，及由所述驱动装置根据所述反馈控制系统的反馈信息驱动从而使得所述基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述基板夹持装置包括横向支架以及与所述横向支架连接的竖向支架，所述横向支架以及竖向支架上均设置有多个固定夹。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述横向支架与所述竖向支架固定连接形成一“L”型结构。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述驱动装置为电机，所述电机通过设置的传动轴与所述横向支架连接。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述驱动装置为电机，所述电机通过设置的传动轴与所述竖向支架连接。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述离子注入均匀性调整装置还包括移动底座，所述驱动装置固定于所述移动底座上。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述反馈控制系统包括法拉第杯组以及与所述法拉第杯组连接的控制单元，所述驱动装置与所述控制单元连接。

可选的，在所述的离子注入均匀性调整装置中，所述法拉第杯组由若干竖直均匀排列的法拉第杯组成。

本实用新型还提供一种离子注入装置，包括如上所述的离子注入均匀性调整装置。

可选的，在所述的离子注入装置中，还包括离子源和束流传输系统。

与现有技术相比，本实用新型提供一种离子注入均匀性调整装置，所述离子注入均匀性调整装置包括反馈控制系统、与所述反馈控制系统电连接的驱动装置及由所述驱动装置根据所述反馈控制系统的反馈信息驱动从而使得所述基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置。对基板注入前，所述反馈控制系统检测离子束的均匀性，并根据检测结果通过所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动所述基板相对于离子束方向向前或向后倾斜一定角度从而调节到达基板表面的离子密度，提高基板竖直方向上的注入均匀性。

附图说明

图1是离子注入装置的反馈控制系统的工作原理示意图。

图2是本实用新型的离子注入均匀性调整装置的结构示意图。

图3a-3c是本实用新型的离子注入均匀性调整装置的工作原理示意图。

具体实施方式

在针对背景技术中提到的问题的研究中，本实用新型的发明人发现，之所以出现基板竖直方向上注入不均匀的问题，是因为现有的制作平板显示器所采用的离子注入装置中虽然采用反馈控制系统，在对基板注入前反馈控制系统能够检测出这个现象，但是仅通过调整离子源的参数还不足以保证基板竖直方向上注入的均匀性。究其原因，制作平板显示器所需要的杂质材料在离子源中被离子化后，离子被加速成具有规定能量的竖直带状的离子束，该竖直带状的离子束在到达基板之前经过很多环节，任一环节出现偏差均可能导致最终基板竖直方向上的注入离子不均匀。而调节基板竖立时的倾斜角度即调节基板相对于离子束的距离，可使离子束注入到基板上的离子束保持均匀，这是因为离子束自身带有正电荷会互相排斥，随着离子束传输距离的增加，其离子密度会减小。

基于上述发现，提出了本实用新型的离子注入均匀性调整装置，所述离子注入均匀性调整装置包括反馈控制系统、与所述反馈控制系统电连接的驱动装置及由所述驱动装置根据所述反馈控制系统的反馈信息驱动从而使得所述基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置。对基板注入前，所述反馈控制系统检测离子束的均匀性，并根据检测结果通过所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动所述基板相对于离子束方向向前或向后倾斜一定角度；具体地说，若反馈控制系统检测离子束上部分的剂量小于离子束下部分的剂量，所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动基板上部分向靠近离子束方向倾斜，使得离子束上部分传输距离减小；若检测离子束上部分的剂量大于离子束下部分的剂量，所述驱动装置控制所述基板夹持装置带动基板上部分向远离离子束方向倾斜，使得离子束上部分传输距离增大，从而调节到达基板表面的离子密度，提高基板竖直方向上的注入均匀性。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的离子注入均匀性调整装置以及离子注入装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供一种离子注入均匀性调整装置，如图2所示，所述离子注入均匀性调整装置包括：反馈控制系统110、与所述反馈控制系统110电连接的驱动装置130、及由所述驱动装置130根据所述反馈控制系统110的反馈信息驱动从而使得基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置120。其中，所述反馈控制系统110用以检测离子束的均匀性，并根据检测结果通过所述驱动装置130控制所述基板夹持装置120带动所述基板200倾斜，即，所述反馈控制系统110控制驱动装置130运动，所述驱动装置130控制所述基板夹持装置120摆动，所述基板夹持装置120带动所述基板200随之摆动，进而控制所述基板200倾斜。

本实施例中，所述基板夹持装置120包括一横向支架121以及与所述横向支架121连接的竖向支架122，所述横向支架121以及竖向支架122固定连接形成一“L”型结构，所述横向支架121以及竖向支架122上均设置有多个固定夹123，通过所述固定夹123固定所述基板200。所述驱动装置130包括一电机，所述电机通过传动轴与所述横向支架121连接，所述电机根据所述反馈控制系统110的检测结果通过传动轴132控制所述横向支架121摆动，由于所述基板200固定于所述横向支架121上，所述横向支架121摆动所述基板200也随之摆动。可以理解的是，在本实用新型其他实施例中，还可使所述驱动装置130与竖向支架122连接，所述驱动装置130控制竖向支架摆动，进而带动基板200摆动。本实用新型并不限定驱动装置130与基板夹持装置120具体构造，只要实现控制基板相对于离子束方向向前或向后倾斜一定角度的目的即可。

继续参考图2，所述离子注入均匀性调整装置还包括一移动底座140，所述驱动装置130固定于所述移动底座140上，所述移动底座140能够沿水平方向直线移动，向基板200注入离子时，通过移动底座140带动基板200在水平方向上来回扫描实现注入离子的均匀分布。

本实施例中，所述反馈控制系统110包括法拉第杯组以及与所述法拉第杯组连接的控制单元，所述驱动装置130与所述控制单元连接，所述法拉第杯组设置于离子束注入区域内，对基板200进行注入前，所述法拉第杯组先接收所述离子束，将所述离子束转化为电流，并将上述电流信息反馈至控制单元，控制单元可经由对离子束电流的计算而确定累加离子剂量进而调整离子源注入参数以及控制驱动装置130动作。其中，所述法拉第杯组由一系列均匀分布的法拉第杯组成，所述法拉第杯的杯口方向与所述离子束的传输方向相同，使得离子束可以注入所述法拉第杯中；所述法拉第杯的杯底与所述基板相平行，使得所述离子束注入所述法拉第杯的杯底的角度与所述离子束注入所述基板的角度相同。所述法拉第杯的杯底为离子束感应板，用于感应所述离子束并转化为电流。优选方案中，所述离子注入均匀性调整装置采用离子注入装置原有的反馈控制系统，只需将驱动装置与所述反馈控制系统连接即可。

下面结合图3a-3c说明本实用的离子注入均匀性调整装置的工作原理：

如3a所示，对基板进行离子注入前，如果反馈控制系统110检测到离子束上部分与下部分的离子密度相同，则基板200竖直放置，即使基板200与离子束300方向完全垂直；

如3b所示，对基板进行离子注入前，如果反馈控制系统110检测到离子束上部分相较于下部分的离子密度大，则调节基板200上部相对于离子束300向后(远离离子束方向)倾斜，使基板200上部相对于离子源的距离增大，如此，使离子束到达所述基板200上部行进的距离增大，因为离子束自身带有正电荷会互相排斥，随着离子束传输距离的增加，其离子密度会减小，从而使注入到基板200竖直方向上的离子剂量保持均匀；

如3c所示，对基板进行离子注入前，如果反馈控制系统110检测到离子束上部分相较于下部分的离子密度小，则调节基板200上部相对于所述离子束300向前(靠近离子束方向)倾斜，使基板200上部相对于离子源的距离减小，即使离子束到达所述基板200上部行进的距离变小，随之使到达基板200上部的离子密度增大，从而使注入到基板200竖直方向上的离子剂量保持均匀。

采用上述离子注入均匀性调整装置，通过调整基板倾斜从而使基板竖直方向上离子束的行进距离不同，使注入到基板200竖直方向上的离子剂量保持均匀，具体的倾斜角度可通过有限次实验获知，此处不再赘述。

本实用新型还提供一种离子注入装置，包括离子源、束流传输系统以及如上所述的离子注入均匀性调整装置100。其中，所述离子源用于产生离子并通过所述束流传输系统生成注入基板的离子束，从而实现改变基板上特定膜层的导电率。由于所述离子源和所述束流传输系统为离子注入中的常规部件所以此处不再详细论述。

虽然已经通过示例性实施例对本实用新型进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例性实施例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种离子注入均匀性调整装置，其特征在于，包括：反馈控制系统、与所述反馈控制系统电连接的驱动装置、及由所述驱动装置根据所述反馈控制系统的反馈信息驱动从而使得基板相对离子束发生倾斜的基板夹持装置。

2.如权利要求1所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述基板夹持装置包括横向支架以及与所述横向支架连接的竖向支架，所述横向支架以及竖向支架上均设置有多个固定夹。

3.如权利要求2所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述横向支架与所述竖向支架固定连接形成一“L”型结构。

4.如权利要求2所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述驱动装置为电机，所述电机通过设置的传动轴与所述横向支架连接。

5.如权利要求2所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述驱动装置为电机，所述电机通过设置的传动轴与所述竖向支架连接。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述离子注入均匀性调整装置还包括移动底座，所述驱动装置固定于所述移动底座上。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述反馈控制系统包括法拉第杯组以及与所述法拉第杯组连接的控制单元，所述驱动装置与所述控制单元连接。

8.如权利要求7所述的离子注入均匀性调整装置，其特征在于，所述法拉第杯组由若干竖直均匀排列的法拉第杯组成。

9.一种离子注入装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的离子注入均匀性调整装置。

10.如权利要求9所述的离子注入装置，其特征在于，还包括离子源和束流传输系统。