[發明專利]HEMT器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201110364028.X
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103117221A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 劉果果;魏珂;黃俊;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

1.一種HEMT器件制造方法，可用于Ka波段或更高頻段，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括襯底、位于所述襯底表面上的緩沖層，位于所述緩沖層表面上的外延層、位于所述外延層表面上的帽層以及位于所述帽層表面上的源極、漏極和鈍化層；

在所述基底表面內形成柵槽，所述柵槽穿過所述鈍化層、帽層并深入到所述外延層表面內；

在所述柵槽底面上形成T型柵，所述T型柵的柵腳邊緣與所述柵槽側壁具有一定間距，所述T型柵的柵帽下表面高于所述鈍化層上表面且與所述鈍化層上表面具有一定間距。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述基底表面內形成柵槽的過程具體為：

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形成柵槽圖形；

以具有柵槽圖形的電子束膠層為掩膜，去除未被電子束膠層覆蓋的鈍化層材料、帽層材料和部分外延層材料，在所述基底表面內形成柵槽。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述以具有柵槽圖形的電子束膠層為掩膜，在所述基底表面內形成柵槽具體為：以具有柵槽圖形的電子束膠層為掩膜，采用非諧振型電感耦合等離子刻蝕ICP工藝，去除未被電子束膠層覆蓋的基底材料，在所述基底表面內形成柵槽。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述柵槽的寬度在0.2μm-0.3μm以內。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述柵槽底面上形成T型柵的過程具體為：

在具有柵槽的基底表面上形成雙層電子束膠層，其中，表層電子束膠層和底層電子束膠層之間具有隔離層；

采用兩次電子束光刻工藝，在所述雙層電子束膠層表面內形成T型柵圖形，其中，第一次電子束光刻工藝在所述表層電子束膠層表面內形成T型柵的柵帽圖形，以具有柵帽圖形的表層電子束膠層為掩膜，去除未被表層電子束膠層覆蓋的隔離層材料，在所述隔離層表面內形成柵帽圖形，第二次電子束光刻工藝在所述底層電子束膠層表面內形成T型柵的柵腳圖形；

以具有T型柵圖形的雙層電子束膠層為掩膜，在T型柵圖形的缺口內填充柵極材料，形成T型柵。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述隔離層的厚度為10nm。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述隔離層為Al層。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述T型柵的柵腳寬度在0.1μm-0.15μm以內，所述T型柵的柵帽寬度在0.6μm-0.8μm以內。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述在T型柵圖形的缺口內填充柵極材料，形成T型柵的過程具體為：

在所述T型柵圖形的缺口內形成金屬Ni層，所述Ni層覆蓋所述T型柵圖形的缺口的底部和側壁，所述Ni層的厚度為

在所述Ni層表面上填充Au，以填滿所述T型柵圖形的缺口；

去除多余的Ni層和Au層材料，使T型柵的柵帽上表面與所述表層電子束膠層表面齊平，所述Au層厚度為

去除雙層電子束膠層和隔離層，得到T型柵。

10.根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述T型柵的中軸線與所述柵槽的中軸線為同一條直線。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，在所述基底表面內形成柵槽之后，在所述柵槽底面上形成T型柵之前，還包括：

對具有柵槽并去除電子束膠層的基底進行快速熱退火。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述快速熱退火過程的退火溫度為340℃-360℃，退火時間為50s-70s。

13.一種HEMT器件，可用于Ka波段或更高頻段，其特征在于，包括：

基底，所述基底包括襯底、位于所述襯底表面上的緩沖層，位于所述緩沖層表面上的外延層、位于所述外延層表面上的帽層以及位于所述帽層表面上的源極、漏極和鈍化層，所述鈍化層位于所述源極和漏極之間的帽層表面上；

貫穿所述鈍化層、帽層并深入到所述外延層表面內的柵槽；

位于所述柵槽底面上的T型柵，所述T型柵的柵腳邊緣與所述柵槽側壁具有一定間距，所述T型柵的柵帽下表面高于所述鈍化層上表面且與所述鈍化層上表面具有一定間距。