專利名稱：凹陷溝道晶體管裝置、包括其的顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例涉及半導體裝置，更具體地講，涉及具有凹陷柵極結(jié)構(gòu) 的凹陷溝道晶體管(RCT)裝置、制造RCT裝置的方法以及包括RCT裝置的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導體裝置集成度的增加，半導體裝置的圖案間距會迅速地減小。具體地講， 隨著晶體管尺寸的減小，晶體管溝道長度會減小，且會出現(xiàn)短溝道效應(yīng)。因此，為了在不減 小溝道長度的情況下減小晶體管尺寸，已引入了具有凹陷溝道結(jié)構(gòu)的晶體管(RCT)。在RCT中，柵極絕緣層可以設(shè)置在形成柵極電極的柵極多晶硅(GPOLY)與源極/ 漏極區(qū)域之間。當高電場施加到漏極時，會產(chǎn)生不期望的柵極致漏極泄漏(GIDL)電流。為 了克服該問題，可以增加柵極絕緣層的厚度，和/或可以減小源極/漏極的密度。然而，在 這種情況下，RCT的制造工藝會變復(fù)雜，和/或裝置的電流驅(qū)動能力會劣化。GIDL電流會在顯示器驅(qū)動IC(DDI)中更頻繁地產(chǎn)生，其中，高電壓可以施加到 DDI，且DDI可包括具有相對寬的凹陷柵極的RCT。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供凹陷溝道晶體管(RCT)裝置、制造RCT裝置的方法 以及包括RCT裝置的顯示設(shè)備，在該RCT裝置中，減小和/或防止了柵極致漏極泄漏(GIDL) 電流。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供了一種凹陷溝道晶體管(RCT)裝置，該裝置 可以包括基底；第一溝槽，形成在第一基底中并具有第一寬度；第一柵極絕緣層，形成在 第一溝槽的內(nèi)壁上；第一凹陷柵極，形成在第一柵極絕緣層上，并具有在第一凹陷柵極的上 表面的中心部分中的凹槽；源極和漏極，形成第一凹陷柵極兩側(cè)上的基底中。RCT裝置還可以包括第二溝槽，第二溝槽具有使第二溝槽的內(nèi)部部分通過硅間隙 填充工藝不被完全填充的寬度，且多晶硅可以以一定的高度形成，以免沿水平方向與源極 和漏極疊置。具體地講，源極和漏極可以包括在上部中的高度摻雜的高密度摻雜區(qū)以及在 下部中的低摻雜的低密度摻雜區(qū)，且多晶硅層可以以一定的高度形成，以免沿著水平方向 與高密度摻雜區(qū)疊置。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供了一種凹陷溝道晶體管(RCT)裝置，該裝置 可以包括基底，包括第一溝槽；柵極絕緣層，在第一溝槽中的基底上；柵極，在柵極絕緣層 上；凹槽，在所述柵極的表面中；源極和漏極，在與所述柵極相鄰的基底中。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供了一種顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備可以包括液 晶顯示面板，包括多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線；柵極驅(qū)動器，用于驅(qū)動多條柵極線；源極驅(qū)動器，用于驅(qū)動多條數(shù)據(jù)線；存儲器，用于存儲數(shù)字視頻數(shù)據(jù)并將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)提供給源極驅(qū) 動器。包括在柵極驅(qū)動器或源極驅(qū)動器中的晶體管可以由上述的RCT裝置形成。RCT裝置 也可以形成在存儲器中。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供了一種制造凹陷溝道晶體管(RCT)裝置的方 法。該方法可以包括以下步驟在基底上形成溝槽，該溝槽具有足夠大的寬度，使得該溝槽 的內(nèi)部部分沒有使用多晶硅間隙填充工藝而被完全填充；在溝槽的內(nèi)壁上和基底的上表面 上形成柵極絕緣層；通過使用多晶硅間隙填充在柵極絕緣層上形成覆蓋溝槽的多晶硅層； 在多晶硅層上形成光致抗蝕劑(PR)，以填充溝槽的未被填充的部分；在保持溝槽下部的多 晶硅層的同時，通過使用回蝕刻工藝除去ra和多晶硅層來形成凹陷柵極；在溝槽兩側(cè)的基 底上形成源極或漏極。在除去光致抗蝕劑和多晶硅層的過程中，當I3R存留時，可以通過使用I3R剝?nèi)スに?來除去存留的冊。因此，通過除去存留的PR，可以在凹陷柵極的上表面上的中心部分中形 成凹槽。形成I3R的步驟可包括涂覆PR(同時調(diào)整ra涂覆方案)以及回流PR。在形成ra 的步驟中，PR可以被旋涂，同時調(diào)整I3R涂覆方案，調(diào)整I3R涂覆方案的步驟可以包括調(diào)整I3R 的旋涂速度和調(diào)整PR的粘度。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供了一種制造凹陷溝道晶體管(RCT)的方法。 該方法可以包括在基底上形成第一溝槽；在第一溝槽的內(nèi)表面上形成柵極絕緣層；在第 一溝槽中的柵極絕緣層上形成柵極層，形成柵極層使第一溝槽包括未被填滿的內(nèi)部部分； 通過從第一溝槽除去部分柵極層來形成凹陷柵極；形成與第一溝槽相鄰的源極和漏極；


通過下面結(jié)合附圖進行的扼要描述，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例將被更清楚地理 解。圖1至圖4H表示這里所描述的非限制性的示例實施例。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的凹陷溝道晶體管(RCT)裝置的剖視 圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的RCT裝置的剖視圖；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的包括RCT裝置的顯示設(shè)備的框圖；圖4A-圖4H為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的制造圖2的RCT裝置的方法 的剖視圖。應(yīng)該注意的是，這些附圖意在示出在特定示例實施例中使用的方法、結(jié)構(gòu)和/或 材料的一般特性，并意在補充下面提供的文字描述。然而，這些附圖并非按比例繪制，不會 精確地反應(yīng)任意給出的實施例的精確結(jié)構(gòu)或性能特性，且不應(yīng)解釋為限定或限制被示例實 施例包含的值和性質(zhì)的范圍。例如，為了清晰起見，可以減小或夸大分子、層、區(qū)域和/或結(jié) 構(gòu)元件的相對厚度和位置。在各個附圖中使用的相似或相同的標號意在表示存在相似或相 同的元件或特征。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，在附圖中示出了示例 實施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例可以以多種不同形式實施，且不應(yīng)解釋為局限于這
5里提出的實施例；另外，提供這些實施例使本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明構(gòu)思的示 例實施例的構(gòu)思充分地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層 和區(qū)域的厚度。在附圖中，相同的標號代表相同的元件，因此，將省略它們的描述。應(yīng)該理解，當元件被稱作“連接到”或“結(jié)合到”另一個元件時，它可以直接連接或 結(jié)合到另一個元件，或可以存在中間元件。相反，當元件被稱作“直接連接”到或“直接結(jié)合” 到另一個元件時，不存在中間元件。相同的標號始終代表相同的元件。這里使用的術(shù)語“和 /或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任意結(jié)合和全部結(jié)合。用來描述元件或?qū)又g關(guān)系
的其他詞語應(yīng)以相同的方式來解釋(例如，“在......之間”與“直接在......之間”、“相
鄰”與“直接相鄰”和“在......上”與“直接在......上”)。應(yīng)該理解，雖然這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種元件、組件、區(qū)域、 層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅 用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的教導的情況下，可以將下面討論的第一元件、組件、區(qū) 域、層或部分稱作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。為了便于描述，在這里可使用空間相對術(shù)語，如“在......之下”、“在......下
方”、“下面的”、“在......上方”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個元件或特征與
另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對術(shù)語意在包含除了在附圖中描述的方 位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為“在” 其它元件或特征“下方”或“之下”的元件隨后將被定位為“在”其它元件或特征“上方”。因
而，術(shù)語“在......下方”可包括“在......上方”和“在......下方”兩種方位。所述裝
置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位)，因此相應(yīng)地解釋這里使用的空間相對描述 詞。這里使用的術(shù)語僅為了描述特定實施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明構(gòu)思的示例 實施例。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。 還應(yīng)理解的是，如果這里使用術(shù)語“包含”和/或“包括”，則說明存在所述特征、整體、步驟、 操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、 組件和/或它們的組。在此參照作為理想實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖面圖來描述本發(fā)明構(gòu)思的 示例實施例。這樣，預(yù)計會出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因 此，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例不應(yīng)該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的具體形狀，而將包 括例如由制造導致的形狀偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)域?qū)⑼ǔＴ谄溥吘壘哂械箞A或 彎曲的特征和/或具有注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)域到非注入?yún)^(qū)域的二元變化。同 樣，通過注入形成的埋區(qū)會導致在埋區(qū)和通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的一些注 入。因此，在圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖示出裝置的區(qū)域的實 際形狀，也不意圖限制本發(fā)明的范圍。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)具有與本 發(fā)明構(gòu)思的示例實施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解 的是，除非這里明確定義，否則術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與 相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境中它們的意思一致的意思，而將不以理想的或者過于正式的含義來解釋它們。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的凹陷溝道晶體管(RCT)裝置的剖視 圖。參照圖1，RCT裝置可以包括基底100中的裝置隔離層120、在裝置隔離層120之間的 凹陷柵極150a、部分地圍繞凹陷柵極150a的柵極絕緣層140以及在凹陷柵極150a兩側(cè)上 的源極/漏極160。例如，基底100可以為半導體層(例如，體半導體基底、絕緣體上半導體 基底和/或外延層)。柵極絕緣層140可以在凹陷柵極150和源極/漏極160之間。源極 /漏極160可以包括高密度摻雜區(qū)域162和/或低密度摻雜區(qū)域164。高密度摻雜區(qū)域162 與低密度摻雜區(qū)域164相比可以為重摻雜。層間介電層(ILD) 180可以在凹陷柵極150a和 柵極絕緣層140上。覆蓋絕緣層(未示出)可以在凹陷柵極150a的上表面上以及在凹陷 柵極150a與層間絕緣層之間。接觸塞(未示出)可以穿過ILD 180和柵極絕緣層140，并 可以電連接到源極/漏極160?？梢酝ㄟ^在基底100中形成溝槽Tl并利用多晶硅填充溝槽Tl的間隙來形成凹陷 柵極150a。根據(jù)示例實施例，溝槽Tl可以具有足夠大的寬度，使得通過多晶硅間隙填充工 藝可以不完全填充溝槽Tl。因此，在多晶硅間隙填充之后，溝槽Tl的中心部分可以未被完 全填充且可留有凹坑(hollow)。當通過多晶硅間隙填充來填充溝槽Tl時，多晶硅可以與溝槽Tl的內(nèi)壁共形。溝 槽Tl的寬度可以足夠大，使溝槽Tl沒有因多晶硅間隙填充工藝而被完全填充?？梢酝ㄟ^ 溝槽Tl的寬度W和多晶硅的厚度t來確定溝槽Tl的寬度。例如，當溝槽Tl的寬度W超 過多晶硅厚度t的兩倍時，溝槽Tl可未被多晶硅間隙填充工藝完全填充(見圖4C)。當溝 槽Tl的一部分未填充時，由于在回蝕刻(etch-back)之后多晶硅可沒有留在溝槽的一部分 中，所以可以不執(zhí)行用于除去多晶硅的回蝕刻工藝。當執(zhí)行回蝕刻工藝時，溝槽Tl的中心 (其中，多晶硅的厚度小)可被暴露。當溝槽Tl未被完全填充時，可以不執(zhí)行回蝕刻工藝。根據(jù)示例實施例，在基底上執(zhí)行多晶硅填充工藝之后，可以在其上涂覆光致抗蝕 劑(PR)，并可執(zhí)I3R回流工藝。利用I3R回流工藝可以使用I3R填充溝槽Tl的空的部分?？?以執(zhí)行回蝕刻工藝來除去溝槽Tl的上部中的多晶硅。如果在回蝕刻工藝之后I3R留在溝槽 Tl中，則可以通過使用ra剝?nèi)スに嚦a。也可以通過調(diào)整ra旋涂工藝中的涂覆方案 (recipe)(例如，通過調(diào)整旋涂速度或I3R粘度)來獲得與通過I3R回流工藝獲得的效果相同 的效果。也可以通過同時使用I3R回流工藝和調(diào)整ra涂覆方案來獲得相同的效果；可以使 用I3R填充溝槽Tl的空的部分。在回蝕刻工藝之后，凹槽G可形成在剩余在凹陷柵極150a的上表面中的溝槽Tl 中的多晶硅中。凹陷柵極150a的上表面可以保持一定的高度，使凹陷柵極150a沿著水平方 向不與與其相鄰的源極/漏極160疊置。S卩，凹陷柵極150a的頂表面的水平面比基底100 的頂表面低。凹陷柵極150a的上表面可以比源極/漏極160的下表面低。當源極/漏極160 包括高密度摻雜區(qū)162和低密度摻雜區(qū)164時，凹陷柵極150a的上表面可以保持一定的高 度，使得凹陷柵極150a不與高密度摻雜區(qū)162疊置。凹陷柵極150a的上表面可以與低密 度摻雜區(qū)164疊置。由于凹陷柵極150a的上表面可以不與源極/漏極160的高密度摻雜區(qū)162疊置， 所以可以減小和/或防止根據(jù)傳統(tǒng)工藝的會因薄的柵極絕緣層而產(chǎn)生的GIDL電流。為了防止GIDL電流，可不需要在凹陷柵極與源極/漏極彼此疊置的部分中形成厚的柵極絕緣層， 且在溝槽的內(nèi)表面上，柵極絕緣層的厚度可以是均勻的。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的RCT裝置中，柵極絕緣層可以在柵極電極的多晶硅(例如， GP0LY)與源極/漏極之間。當高電場施加到漏極時，會產(chǎn)生GIDL電流。為了減小和/或防 止GIDL電流，可以增大柵極絕緣層的厚度和/或可以減小源極/漏極的密度。傳統(tǒng)的RCT 裝置的制造工藝會變復(fù)雜，和/或RCT裝置的電流驅(qū)動能力會劣化。在DDI中會頻繁地產(chǎn) 生GIDL電流的問題，其中，高電壓可以施加到DDI，且DDI可以包括具有相對寬的凹陷柵極 的RCT。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的RCT裝置，由于凹陷柵極150a的上表面可不與源 極/漏極160的高密度摻雜區(qū)162疊置，所以可以減小和/或防止在該RCT裝置中的GIDL 電流。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的RCT裝置的剖視圖。參照圖2，圖2的 RCT裝置與圖1的RCT裝置相似，二者的不同之處在于，圖2的RCT裝置還可以包括凹陷柵 極150b。凹陷柵極150b的寬度可以比凹陷柵極150a的寬度小。包括凹陷柵極的多個RCT裝置可以在基底100上。凹陷柵極可以分為兩種類型的 凹陷柵極。第一種類型的凹陷柵極可以為在溝槽Tl中的凹陷柵極150a，溝槽Tl具有可未 被多晶硅間隙填充工藝完全填充的寬度。第二種類型的凹陷柵極可以為在溝槽T2中的凹 陷柵極150b，溝槽T2具有能夠被多晶硅間隙填充工藝完全填充的寬度。當溝槽的寬度為0. 6 μ m或更大時，會難以通過使用間隙填充工藝完全填充溝槽。 為了完全填滿溝槽，可以需要附加的光掩模工藝?？梢詫喜鄣膶挾让枋鰹?.6μπι以區(qū)分 凹陷柵極的類型，但描述不局限于此。根據(jù)示例實施例，可以根據(jù)溝槽是否被間隙填充工藝 完全填充來對凹陷柵極分類。當溝槽被多晶硅間隙填充工藝填埋時，多晶硅可以與溝槽的內(nèi)壁共形。為了確定 溝槽的足夠使溝槽可未被多晶硅完全填充的寬度，可以比較溝槽的寬度w與多晶硅的厚度 t。例如，當溝槽的寬度w超過多晶硅厚度t的兩倍時，溝槽可以不被多晶硅完全填充(見 圖 4C)。當只形成窄凹陷柵極150b時，可以使用間隙填充工藝使用多晶硅來填充窄溝槽 T2?？梢酝ㄟ^使用回蝕刻工藝除去窄溝槽T2中的多晶硅來形成窄凹陷柵極150b，而無需 使用例如I3R回流工藝。當也形成根據(jù)示例實施例的寬凹陷柵極150a時，可以使用I3R回流 工藝，以利用I3R填充寬溝槽Tl的未填充的部分?？梢酝ㄟ^使用回蝕刻工藝除去溝槽Tl和 T2中的多晶硅。可以將窄凹陷柵極150b的上表面保持在一定的高度處，使窄凹陷柵極150b沿著 水平方向不與源極/漏極160疊置(例如，窄凹陷柵極150b的頂表面可以在源極/漏極 160的底部區(qū)域之下)。當源極/漏極160包括高密度摻雜區(qū)162和低密度摻雜區(qū)164時， 窄凹陷柵極150b的上表面可以在一定高度處形成，在該高度處，窄凹陷柵極150b沿水平方 向不與高密度摻雜區(qū)162疊置。寬凹陷柵極150a可以構(gòu)成包括在DDI中的源極驅(qū)動器和/或柵極驅(qū)動器的驅(qū)動 晶體管，和/或在邏輯電路中的晶體管。高電壓可以施加到驅(qū)動晶體管；例如，大約8V-12V 的電壓可以施加到驅(qū)動晶體管。根據(jù)示例實施例，凹陷柵極150a不與高密度的源極/漏極 160疊置，并可以減小和/或防止GIDL電流。例如，窄凹陷柵極150b可以應(yīng)用到形成在存儲單元區(qū)域中的晶體管。窄凹陷柵極150b沿水平方向可以不與高密度的高密度源極/漏 極160疊置?？梢詼p小和/或防止存儲單元區(qū)域中的GIDL電流。雖然將驅(qū)動晶體管和/或單元區(qū)域晶體管描述為可以應(yīng)用寬凹陷柵極和窄凹陷 柵極的元件，但也可以將寬凹陷柵極和窄凹陷柵極應(yīng)用到其他類型的晶體管。對于包括寬 凹陷柵極和窄凹陷柵極的半導體裝置，可以執(zhí)行I3R回流工藝和回蝕刻工藝來形成凹陷柵 極，使得凹陷柵極沿著水平方向不與源極/漏極區(qū)域疊置，從而減小和/或防止GIDL電流。圖3為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的包括RCT裝置的顯示設(shè)備的框圖。參 照圖3，顯示設(shè)備可以包括源極驅(qū)動器200、柵極驅(qū)動器300、存儲器400、控制器500、顯示 面板600和電源700。源極驅(qū)動器200可以接收來自控制器500的控制信號以響應(yīng)水平同 步信號HSYNC，并逐行地將數(shù)據(jù)輸出給顯示面板600。柵極驅(qū)動器300可以接收來自控制器 500的控制信號以控制柵極線，并將由源極驅(qū)動器200輸出的數(shù)據(jù)順序地輸出給顯示面板 600。顯示面板600可以包括多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線以顯示從源極驅(qū)動器200輸入 的數(shù)據(jù)。存儲器400可以存儲數(shù)據(jù)(例如，數(shù)字視頻數(shù)據(jù))，并可以將該數(shù)據(jù)提供給源極驅(qū) 動器200。電源700可以向源極驅(qū)動器200、柵極驅(qū)動器300、存儲器400、控制器500以及 顯示面板600供電?？刂破?00可以接收垂直同步信號VSYNC、水平同步信號HSYNC、數(shù)據(jù) 使能信號DE和/或時鐘信號CLK，并可以將控制信號傳輸給源極驅(qū)動器200和柵極驅(qū)動器 300。如果存儲器400未連接到源極驅(qū)動器200而直接連接到控制器500，則控制器500可 以將數(shù)據(jù)傳輸給源極驅(qū)動器200。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，源極驅(qū)動器200和柵極驅(qū)動器300可以分別包括 多個驅(qū)動晶體管，且驅(qū)動晶體管可以包括寬凹陷柵極。驅(qū)動晶體管可以具有寬凹陷柵極，寬 凹陷柵極通過使用I3R回流工藝和回蝕刻工藝而沿水平方向不與高密度源極/漏極區(qū)域疊 置，從而減小和/或防止GIDL電流。存儲器400中可以包括多個晶體管，且晶體管可以包 括窄凹陷柵極?？梢酝ㄟ^使用I3R回流工藝和回蝕刻工藝來形成窄凹陷柵極，以沿水平方向 不與高密度源極/漏極疊置。也可以減小和/或防止單元區(qū)域中的GIDL電流。例如，參照圖1和圖2所描述的，顯示設(shè)備可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思示例實施例的 RCT0例如，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思示例實施例的RCT裝置可以應(yīng)用到顯示設(shè)備的源極驅(qū)動器和/ 或柵極驅(qū)動器，也可以應(yīng)用到可以包括具有寬凹陷柵極的晶體管的任何其他裝置。例如，其 他邏輯裝置元件和/或電子裝置和/或電氣裝置。圖4A至圖4H為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思示例實施例的制造圖2的RCT裝置的方法的 剖視圖。參照圖4A，可以在基底100中形成溝槽Tl和T2，其中，可以在基底100中形成限 定有源區(qū)的多個裝置隔離層120。圖4A中右側(cè)的溝槽Tl可以用于形成寬凹陷柵極，圖4A 中左側(cè)的溝槽T2可以用于形成窄凹陷柵極。溝槽Tl可以足夠?qū)?，使得溝槽Tl在多晶硅間 隙填充工藝期間可以不被完全地填充。溝槽T2可以足夠窄，使得可以通過使用多晶硅間隙 填充工藝來填充溝槽T2。參照圖4B，可以在其中形成有溝槽Tl和T2的基底100上形成柵極絕緣層140。 柵極絕緣層140也可形成在凹槽Tl和T2的內(nèi)壁上。例如，柵極絕緣層140可以由氧化硅 層和/或高k介電材料形成。參照圖4C，可以在柵極絕緣層140上形成多晶硅層150?？?以使用多晶硅填充和/或部分地填充溝槽Tl和T2。該使用多晶硅填充溝槽Tl和T2的步驟可以稱作多晶硅間隙填充工藝。如圖4C中所示，左側(cè)的溝槽T2可以被多晶硅完全填充。 右側(cè)的溝槽Tl可以不被多晶硅完全填充，且在溝槽Tl中可以存在中空的中心部分H。溝 槽Tl的寬度w可以為多晶硅層150厚度t的兩倍或超過多晶硅層150厚度t的兩倍。由 于中心部分H為中空的，所以可以不執(zhí)行用于除去溝槽Tl中的多晶硅的回蝕刻工藝。參照圖4D，在多晶硅層150上涂覆I3R層170?？梢酝ㄟ^調(diào)整I3R涂覆方案將I3R層 形成為期望的厚度。根據(jù)示例實施例，可在基底100上將ra層170形成為均勻的厚度。如 圖4D中所示，凹槽Hl可以形成在溝槽Tl的未被多晶硅填充的部分中。I3R層170和多晶硅 層150的蝕刻選擇比可以為大約1 0.5-2，使得在隨后的回蝕刻工藝中以相似的蝕刻速度 將I3R層170和多晶硅層150除去。參照圖4E，在涂覆ra層170之后，可以執(zhí)行ra回流工藝以除去在溝槽Tl中形成 的凹槽HI。ra回流工藝可以指通過加熱(例如，至大約ioo°c的溫度層170來形成ra 層170a使冊流到凹槽Hl中(例如，填充凹槽Hl)的操作。如圖4E中所示，溝槽Tl的凹 槽Hi可以被除去?？蛇x擇地，例如，可以在ra回流工藝之前通過調(diào)整ra涂覆方案而不形 成凹槽HI。例如，通過調(diào)整旋涂的速度和/或ra的粘度，可以使ra流到凹槽HI中，從而除 去凹槽HI。當通過調(diào)整ra涂覆方案來除去凹槽HI時，可以省略ra回流工藝。為了除去凹 槽hi，ra涂覆方案的調(diào)整和ra回流工藝都可以執(zhí)行。根據(jù)示例實施例，可以通過調(diào)整ra涂覆方案、執(zhí)行ra回流工藝和/或通過調(diào)整ra 涂覆方案和執(zhí)行I3R回流工藝兩者來填充溝槽Tl的凹槽HI?？梢圆粓?zhí)行ra掩模工藝以填 充溝槽τι的未填充的部分。參照圖4F?？梢栽诨?00上執(zhí)行回蝕刻工藝。通過使用回蝕刻工藝可以除去 柵極絕緣層140上的大部分的多晶硅和ra。多晶硅和rai70b可以存留在溝槽τι和Τ2的 下部中。剩余在溝槽Tl和Τ2的下部中的多晶硅可以分別為凹陷柵極150a和150b?；匚g 刻工藝之后剩余的多晶硅(例如，凹陷柵極150a和150b)的上表面可以保持在一定的高度 處，在該高度處，凹陷柵極150a和150b不與源極/漏極區(qū)域160疊置，其中，源極/漏極區(qū) 域160可以分別形成在凹陷柵極150a和150b的兩側(cè)上。凹陷柵極150a和150b的上表面 可以比源極/漏極區(qū)域的下表面低。凹陷柵極150a和150b的上表面可以比源極/漏極區(qū) 域的高密度摻雜區(qū)域的下表面低。根據(jù)回蝕刻工藝的條件，凹陷柵極150a和150b的上表 面可以被平坦化(未示出)。參照圖4G，可以通過使用I3R剝?nèi)スに噷⑹Ｓ嘣趯挵枷輺艠O150a中的I3R 170b除 去。凹槽H2可以形成在寬凹陷柵極150a的中心部分中。凹陷柵極150a可以具有相對于 基底100的頂表面的變化的深度。如果在寬凹陷柵極150a中未存留PR，則可以省略I3R剝 去工藝。參照圖4H，可以使用雜質(zhì)對凹陷柵極150a和150b的兩側(cè)部分進行摻雜，以形成 源極/漏極區(qū)域160。源極/漏極160可以包括通過調(diào)整摻雜密度而得到的上部中的高密 度摻雜區(qū)162以及下部中的低密度摻雜區(qū)域164。根據(jù)示例實施例，凹陷柵極150a和150b 的上表面可以比高密度摻雜區(qū)域162的下表面低，使凹陷柵極150a和150b沿水平方向不 與高密度摻雜區(qū)域162疊置?？梢栽诨?00上形成ILD 180?？梢栽跍喜跿l和T2中的凹陷柵極150a和150b 的上表面上形成覆蓋絕緣層(未示出)，并可以在覆蓋絕緣層上形成ILD 180。隨后的工藝 可以與典型的RCT制造工藝中的隨后的工藝相同，因此，將省略其詳細描述。
雖然已經(jīng)具體地示出和描述了本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該理解，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以做形式和細節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種凹陷溝道晶體管裝置，所述凹陷溝道晶體管裝置包括 基底，包括第一溝槽；柵極絕緣層，在基底上并在第一溝槽中；第一柵極，在柵極絕緣層上，凹槽在第一柵極的表面中；源極和漏極，在基底中并與第一柵極相鄰。
2.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，所述凹陷溝道晶體管裝置還包括 第二溝槽，形成在基底的表面上，第二柵極，形成在第二溝槽中， 第一柵極和第二柵極包括柵極層， 柵極層至少與第一溝槽和第二溝槽共形，凹槽在第一溝槽中并在柵極層的在第一溝槽的側(cè)壁上的相對的表面區(qū)域之間， 柵極層的在第二溝槽的側(cè)壁上的相對表面區(qū)域的至少一部分接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，其中，第一柵極包括柵極層，第一溝槽的 寬度大于柵極層厚度的兩倍。
4.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，其中，第一柵極不與源極和漏極中的至 少一個疊置。
5.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，其中，源極和漏極中的至少一個包括高 密度摻雜區(qū)和低密度摻雜區(qū)，第一柵極不與高密度摻雜區(qū)疊置，且與低密度摻雜區(qū)域疊置。
6.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，其中，在第一溝槽中的柵極絕緣層的厚 度均勻。
7.如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置，所述凹陷溝道晶體管裝置還包括在第一 柵極上的層間介電層。
8.—種顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備包括如權(quán)利要求1所述的凹陷溝道晶體管裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備還包括 液晶顯示面板，包括多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線； 柵極驅(qū)動器，構(gòu)造為驅(qū)動所述多條柵極線；源極驅(qū)動器，構(gòu)造為驅(qū)動所述多條數(shù)據(jù)線，源極驅(qū)動器和柵極驅(qū)動器中的至少一個包 括凹陷溝道晶體管裝置； 存儲器，構(gòu)造為存儲數(shù)據(jù)， 其中，第一柵極不與源極和漏極中至少一個疊置。
10.一種制造凹陷溝道晶體管裝置的方法，所述方法包括以下步驟 在基底上形成第一溝槽；在第一溝槽的內(nèi)表面上形成柵極絕緣層；在第一溝槽中的柵極絕緣層上形成柵極層，形成的柵極層使第一溝槽包括未填充的內(nèi) 部部分；通過從第一溝槽除去柵極層的一部分來形成凹陷柵極； 形成與第一溝槽相鄰的源極和漏極；其中，凹陷柵極的頂表面的水平面比基底的頂表面的水平面低。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括如下步驟在柵極層上形成光致抗蝕劑層，以填充第一溝槽的所述未填充的內(nèi)部部分。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在將柵極層的所述一部分從第一溝槽除去之后， 剩余光致抗蝕劑層的至少一部分，形成凹陷柵極的步驟包括使用回蝕刻工藝將柵極層的所述一部分從第一溝槽除去，以 及使用光致抗蝕劑剝?nèi)スに噭內(nèi)ス庵驴刮g劑層的剩余的部分，形成柵極層的步驟包括使用間隙填充工藝形成柵極層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過剝?nèi)ス庵驴刮g劑層的剩余的部分，在凹陷柵 極的上表面上的中心部分中形成凹槽。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成光致抗蝕劑層的步驟包括回流光致抗蝕劑。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成光致抗蝕劑層的步驟包括根據(jù)涂覆方案來 旋涂光致抗蝕劑，使得光致抗蝕劑至少填充第一溝槽的所述未填充的內(nèi)部部分，涂覆方案指旋涂速度和光致抗蝕劑的粘度。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括以下步驟在基底上形成第二溝槽，其中，形成柵極層的步驟包括在第二溝槽中形成柵極層，使得柵極層的材料填充第二 溝槽的內(nèi)部部分。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，凹陷柵極層不與源極和漏極中的至少一個疊置。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，源極和漏極中的至少一個包括高密度摻雜區(qū)和 低密度摻雜區(qū)，凹陷柵極不與高密度摻雜區(qū)疊置，且與低密度摻雜區(qū)域疊置。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，光致抗蝕劑層和柵極層的蝕刻選擇比為 1 0. 5-2。
20.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括如下步驟在基底和凹陷柵極上形成層間介電層。
全文摘要
本發(fā)明提供了凹陷溝道晶體管裝置、包括其的顯示設(shè)備及其制造方法，即凹陷溝道晶體管(RCT)裝置、制造該RCT裝置的方法以及包括該RCT裝置的顯示設(shè)備。RCT裝置包括基底，第一溝槽在第一基底中且具有第一寬度；第一柵極絕緣層，在第一溝槽的內(nèi)壁上；第一凹陷柵極，在第一柵極絕緣層上，且在第一凹陷柵極的上表面的中心部分中具有凹槽；源極和漏極，在基底中并在第一凹陷柵極的兩側(cè)上。
文檔編號H01L21/336GK102064194SQ20101051559
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者李泰喆, 鄭用相, 金榮睦 申請人:三星電子株式會社