[發明專利]一種晶體管T型納米柵的制作方法

無效

• 申請號: 200710064854.6
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101276750A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 劉亮;張海英;劉訓春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及化合物半導體技術領域，尤其涉及一種高電子遷移率晶體管T型納米柵的制作方法。

背景技術

柵的制作是高電子遷移率晶體管(HEMT)器件制作工藝中最關鍵的工藝。由于柵長大小直接決定了HEMT器件的頻率、噪聲等特性，柵長越小，器件的電流截止頻率(f_T)和功率增益截止頻率(f_max)越高，器件的噪聲系數也越小，人們通過不斷減小高電子遷移率晶體管(HEMT)器件的柵長來得到更好特性的器件。

隨著柵長縮短，柵電阻增大，當柵長減至0.5μm以下時，柵電阻的微波損耗使增益衰減比較嚴重。因此要在柵金屬的頂部構筑大的金屬截面，從而形成T形柵的制作方法。

目前國內外應用廣泛、已報道的制作HEMT器件T型柵的典型方法有以下兩種：

一種方法采用PMMA/PMGI/PMMA三層電子束膠結構，通過一次電子束曝光制作柵(石華芬，張海英，劉訓春等.一種新的高成品率InP基T型納米柵制作方法.半導體學報，2003，23(4)：411～415)；

另一種方法采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三層電子束膠結構，通過兩次電子束曝光制作柵(Yoshimi?Yamashita，Akira?Endoh，KeisukeShinohara，ec?al.Ultra-Short?25-nm-Gate?Lattice-Matched?InAlAs/InGaAsHEMTs?within?the?Range?of?400GHz?Cutoff?Frequency.IEEE?Electron?DeviceLetters，Aug?2001，22(8)：367～369)。

如圖1所示，圖1為目前采用PMMA/PMGI/PMMA三層電子束膠結構和一次電子束曝光制作柵的示意圖。該方法采用PMMA/PMGI/PMMA三層電子束膠結構，通過一次電子束曝光來制作柵，僅使用一次電子束曝光，不存在柵帽和柵腳的對準問題。但由于PMMA電子束膠對顯影液非常敏感，使顯影時間不易控制，不易做出極小尺寸的納米柵線條。

如圖2所示，圖2為目前采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三層電子束膠結構和兩次電子束曝光制備柵的方法示意圖。該方法采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三層電子束膠結構，通過兩次電子束曝光來制備柵。該方法柵帽版和柵腳版之間的套刻精度要求極高，工藝實現難度較大。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種高電子遷移率晶體管T型納米柵的制作方法，以克服目前高電子遷移率晶體管(HEMT)T型納米柵制作時存在的不足。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種晶體管T型納米柵的制作方法，該方法包括：

A、在清洗干凈的外延片上淀積一層氮化硅或二氧化硅介質；

B、在所述氮化硅或二氧化硅介質上勻第一層電子束膠ZEP520A，然后前烘；

C、在所述第一層電子束膠ZEP520A上勻一層易于實現去膠和剝離的第二層電子束膠，然后前烘；

D、在所述第二層電子束膠上勻第三層電子束膠ZEP520A，然后前烘；

E、進行柵版電子束曝光；

F、依次顯影第三層電子束膠ZEP520A，易于實現去膠和剝離的第二層電子束膠和第一層電子束膠ZEP520A；

G、等離子刻蝕所述氮化硅或二氧化硅介質；

H、腐蝕柵槽，蒸發柵金屬并剝離，形成晶體管T型納米柵。

所述步驟A之前進一步包括清洗外延片，具體步驟包括：先用丙酮沖洗，再用乙醇沖洗，然后用去離子水沖洗，如此反復至少6次，最后用氮氣吹干。

所述易于實現去膠和剝離的第二層電子束膠為PMGI電子束膠，或為LOR膠。

步驟A中所述氮化硅或二氧化硅介質的厚度為100至1000埃，典型值為200埃。

步驟B中所述第一層電子束膠ZEP520A在前烘前的厚度為1000至2500埃，典型值為1800埃；在前烘后的厚度為900至2300埃，典型值為1600埃；前烘條件為在180度烘箱中烘30分鐘。

步驟C中所述第二層電子束膠在前烘前的厚度為3000至5500埃，典型值為4500埃；在前烘后的厚度為2500至5000埃，典型值為4000埃；前烘條件為在180度烘箱中烘6分鐘。