[發(fā)明專利]一種T型柵HEMT器件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110340553.8
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102361010A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏珂;劉新宇;黃俊;劉果果
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/28;H01L21/027;H01L29/778;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域領(lǐng)域，尤其涉及一種T型柵HEMT器件及其制 作方法。

背景技術(shù)

隨著HEMT(High?Electron?Mobility?Transistors，高電子遷移率晶體管) 器件的工作頻率增加，對于HEMT器件的截止頻率的要求也隨之增加。

HEMT器件的截止頻率是衡量晶體管高速性能的一個重要因子，其公式 為：

fT=vs2πLg,]]>

式中，v_s為HEMT器件的載流子的飽和漂移速率，L_g為HEMT器件中柵 極的長度。

由于載流子的飽和漂移速率v_s相對是固定的，所以由上式可以看出，柵 長L_g是決定HEMT器件截止頻率最關(guān)鍵的因素。

縮小L_g可以增大截止頻率，但是，縮小L_g會導(dǎo)致柵電阻的增加，進(jìn)而導(dǎo) 致器件噪聲的增加和最大振蕩頻率的降低等一系列問題，于是在縮小L_g的同 時還要減小柵電阻。減小柵電阻的方法一般包括：縮小器件源極和漏極間的 距離；減小柵極、源極、漏極的電極金屬的電阻；減小柵極與源極間的距離 等方法，所以人們提出了T型柵的HEMT器件。現(xiàn)有的T型柵的HEMT器件 一般采用在待制作T型柵的本體層表面涂覆三層光刻膠結(jié)構(gòu)(一般為 PMMA/PMGI/PMMA膠層)，利用電子束曝光、顯影、定影、刻蝕、剝離等 步驟得到T型柵，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：碳化硅基底1、設(shè)置在碳化硅基 底1表面上的緩沖層2，設(shè)置在緩沖層2表面上的外延層3，設(shè)置在外延層3 表面上的源極4和漏極5以及在源極4和漏極5之間的鈍化層6和柵極7，柵 極7為T形，柵腳與外延層3接觸且被鈍化層6包裹住，柵長L_g通常在200nm 以下。

但是，現(xiàn)有的T型柵的HEMT器件的擊穿電壓較低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種T型柵HEMT器件及其制作方法，以解決在 現(xiàn)有的T型柵HEMT器件擊穿電壓較低的問題。

該T型柵HEMT器件的制作方法包括：

提供基底，所述基底包括：本體層，設(shè)置在所述本體層表面上的緩沖層， 設(shè)置在緩沖層表面上的外延層，設(shè)置在所述外延層表面上的源極、漏極以及 源極與漏極之間的鈍化層；

在所述鈍化層表面內(nèi)形成細(xì)柵圖形；

在具有細(xì)柵圖形的鈍化層表面上形成雙層光刻膠層，所述不同層面上的 光刻膠適用于不同的顯影液，同一種顯影液只能對一層光刻膠層進(jìn)行顯影， 在所述雙層光刻膠層表面內(nèi)形成T型柵圖形，所述T型柵圖形靠近源極的一 側(cè)與所述鈍化層表面上的交線和所述細(xì)柵圖形靠近源極一側(cè)與所述鈍化層表 面上的交線為同一條直線；

以具有T型柵圖形的雙層光刻膠層為掩膜，在所述鈍化層表面內(nèi)和外延 層表面內(nèi)形成T型柵圖形的柵腳圖形；

以具有T型柵圖形的雙層光刻膠層為掩膜，形成T型柵，所述T型柵的 柵腳部分穿過所述鈍化層深入到所述外延層表面內(nèi)，且所述柵腳底部被分為 呈階梯狀排列的兩部分，其中，靠近源極的部分比靠近漏極的部分長。

優(yōu)選的，所述在所述鈍化層表面內(nèi)形成細(xì)柵圖形的過程具體包括：

在所述鈍化層表面上形成電子束膠層，采用電子束直寫工藝，在所述電 子束膠層表面內(nèi)形成第一細(xì)柵圖形；

以具有所述第一細(xì)柵圖形的電子束膠層為掩膜，去除所述第一細(xì)柵圖形 下方的的鈍化層材料，以在所述鈍化層表面內(nèi)形成細(xì)柵圖形。

優(yōu)選的，所述細(xì)柵圖形的寬度為50nm～100nm。

優(yōu)選的，所述細(xì)柵圖形的深度為70nm～90nm。

優(yōu)選的，所述在所述雙層光刻膠層表面內(nèi)形成T型柵圖形的過程，具體 包括：

采用光學(xué)光刻工藝或電子束曝光工藝在表層的光刻膠層表面內(nèi)形成T型 柵圖形的柵帽圖形；