[实用新型]一种掩膜板及离子注入设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子掺杂技术领域，特别是涉及一种掩膜板及离子注入设备。

背景技术

低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor，简称LTPS TFT)具有高载流子迁移率(Mobility)与高输出电流等特性，常用于高分辨率显示器上，并且，低温多晶硅技术已逐渐取代非晶硅技术从而成为薄膜晶体管研发的主流。

在LTPS-TFT或其它半导体器件工艺制程中，一般地，有源层需要进行多次不同浓度的离子掺杂，以形成重掺杂区和轻掺杂区，而每次离子掺杂都需要进行一次光刻工艺，即涂布光刻胶(Photo Resist)，透过具有设定图形的掩膜板(Mask)对光刻胶进行曝光，对曝光后的光刻胶进行刻蚀，对刻蚀后的光刻胶进行显影，显影后即将设定图形转移到光刻胶上，然后透过具有设定图形的光刻胶对有源层进行离子注入，因此需要多次光刻工艺来实现对有源层不同区域不同浓度的离子掺杂。

上述离子掺杂制程工序复杂，光刻工艺的各项参数控制难度较大，在曝光工艺中线宽(CD)不易管控，在刻蚀工艺中容易出现未刻蚀(Remain)和过度刻蚀(Over Etch)等问题，在显影工艺中容易产生PR胶未剥离的问题，这一系列的制程问题会导致后续工艺及产品中发生多种不良，且无法得到改善，大大降低了工程能力(Capa)及产品竞争力。

现有技术的缺陷在于，在离子掺杂工序中，工艺复杂，工艺时间较长，导致产品的生产效率较低。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种掩膜板及一种离子注入设备，用以简化离子掺杂工艺，并提高产品的生产效率。

本实用新型实施例首先提供一种掩膜板，所述掩膜板包括：透过掺杂离子的全透过区、透过部分掺杂离子的半透过区，以及不透过掺杂离子的全遮挡区，其中，所述全透过区正对基板的重掺杂区域，所述半透过区正对基板的轻掺杂区域，所述全遮挡区正对基板的无掺杂区域。

根据本实用新型提供的上述掩膜板，当需要对基板进行重掺杂和轻掺杂时，仅需采用上述具有全透过区、半透过区和全遮挡区的掩膜板直接进行离子注入，在基板相应的区域形成重掺杂区域、轻掺杂区域和无掺杂区域，避免了现有的多次光刻工艺，实现了不同区域不同浓度的一次性掺杂，大大简化了TFT或半导体器件制程的复杂性，提高了产品的生产效率，并且也消除了光刻工艺出现的残留光刻胶、过度刻蚀等多种制程问题，大大提高了产品的良率，也提升了工程能力和产品竞争力。另外，采用上述掩膜板不需要光刻系统，也节省了设备成本。

对于上述具有全透过区、半透过区和全遮挡区的掩膜板，可以采用以下两种方式形成，一种方式为：

所述掩膜板包括透过掺杂离子的衬底层以及位于所述衬底层之上的离子阻挡层，其中，所述离子阻挡层仅位于所述全遮挡区和所述半透过区，所述全遮挡区的厚度为毫米级，所述半透过区的厚度为纳米级。

这种方式是通过掩膜板的厚度变化来实现不同程度的离子掺杂，在半透过区高能量的注入离子与较薄的离子阻挡层的离子碰撞后只有部分离子可以穿出掩膜板到达基板表面，从而使半透过区所对应的基板区域的离子注入量介于全遮挡区和全透过区之间，在基板上一次形成注入离子浓度的梯度分布。

另一种方式为：所述掩膜板包括透过掺杂离子的衬底层以及位于所述衬底层之上的离子阻挡层，其中，所述离子阻挡层仅位于所述全遮挡区和所述半透过区，位于所述全遮挡区的离子阻挡层遮盖所述衬底层，位于所述半透过区的离子阻挡层为条形光栅结构。

该种方式在掩膜板的半透过区采用条形光栅结构，使得离子掺杂时部分离子注入到基板中，在基板上形成轻掺杂区域；在全遮挡区由于离子阻挡层的阻挡作用，使得几乎没有离子进入到基板上，在基板上形成无掺杂区；在全透过区未设置离子阻挡层，注入的离子穿过衬底层注入到基板中，在基板上形成重掺杂区，也能实现一次掺杂形成注入离子浓度的梯度分布。

对于上述条形光栅结构的半透过区，优选的，所述条形光栅为等间距光栅，所述光栅的狭缝间距为1～2纳米。

对于上述离子阻挡层，优选的，所述离子阻挡层为铬金属层。

优选的，所述掩膜板还包括位于所述铬金属层之上的氮化铬层或氧化铬层。

氮化铬层或氧化铬层的作用一是用来增加铬膜与衬底层之间的黏附力；二是用来保护铬金属层。

在上述两种方式中，优选的，所述衬底层为硼硅玻璃或石英玻璃。