[發明專利]納米T型柵的制作方法

有效

• 申請號: 201510433165.2
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105118774B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 張立森;邢東;王俊龍;梁士雄;楊大寶;馮志紅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 蘇英杰

技術領域

本發明涉及半導體器件及集成電路制作工藝技術領域，尤其涉及一種納米T型柵的制作方法。

背景技術

磷化銦基、砷化鎵基和氮化鎵基等化合物半導體材料在超高速微電子領域應用廣泛，其中高電子遷移率晶體管（HEMT）發展迅速。國際上采用30nm柵制作技術研制出最大振蕩頻率大于1.2THz的磷化銦基HEMT，是工作速度最快的三端器件，也是下一代通信系統收發模塊的理想器件。

HEMT器件的工作頻率與柵長和柵電阻密切相關，降低柵長和減小柵電阻，可以提高器件的工作頻率。但是柵長與柵電阻是一對矛盾，隨著柵長的減小，柵電阻也會增加，反而降低器件的工作頻率，因此國際上一般采用T型柵來降低柵電阻。傳統的納米T型柵工藝可以降低柵長，但是為抑制自掩蔽效應，制作的柵根高度較低，從而增加了器件的寄生電容；另一種工藝是采用介質輔助方法制作T柵，該方法增加了工藝復雜性，提高了器件制作成本。這兩種方法都會引入較大的柵寄生電容，對器件的頻率也會產生較大影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種納米T型柵的制作方法，所述方法工藝簡單，易行，提高了納米T型柵的機械強度和器件成品率，降低了生產成本。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種納米T型柵的制作方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

1）在襯底的上表面涂覆第一電子束光刻膠，然后烘干，形成第一電子束光刻膠層；

2）在第一電子束光刻膠層的上表面涂覆第二電子束光刻膠，然后烘干，形成第二電子束光刻膠層；

3）在第二電子束光刻膠層的上表面涂覆第三電子束光刻膠，然后烘干，形成第三電子束光刻膠層；

4）對第三電子束光刻膠層和第二電子束光刻膠層進行光刻處理，在第三電子束光刻膠層上形成T型柵的柵帽圖形；

5）對第一電子束光刻膠層進行光刻處理，在第一電子束光刻膠層上形成T型柵的柵根圖形；

6）在步驟5）處理后的器件的上表面沉積柵電極金屬；

7）剝離第一電子束光刻膠層、第二電子束光刻膠層、第三電子束光刻膠層以及第三電子束光刻膠層上表面沉積的柵電極金屬，在襯底的上表形成T型柵。

進一步的技術方案在于：所述第一電子束光刻膠層的制作材料為PMMA，厚度為150nm-250nm，烘干時間為2分鐘-4分鐘。

進一步的技術方案在于：所述第二電子束光刻膠層的制作材料為PMGI，厚度為400 nm-600nm，烘干時間為2分鐘-4分鐘。

進一步的技術方案在于：所述第三電子束光刻膠層的制作材料為PMMA，厚度為250nm-350nm，烘干時間為2分鐘-4分鐘。

進一步的技術方案在于：所述方法通過電子束光刻機對電子束光刻膠層進行光刻處理。

進一步的技術方案在于：所述沉積的柵電極金屬為Ti、Pt或Au。

進一步的技術方案在于：所述方法在步驟1）前還包括襯底的清洗和烘干步驟。

進一步的技術方案在于：所述方法在步驟7）后還包括清洗和烘干步驟。

進一步的技術方案在于：步驟6）中，采用蒸發或濺射的方法在步驟5）處理后的器件的上表面沉積柵電極金屬。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：所述方法只需要一次性涂覆多層光刻膠即可得到較小的柵根，工藝簡單，易行，僅通過合理設置光刻圖形的劑量即可制作出T型柵，提高了納米T型柵的機械強度和器件成品率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是本發明襯底的結構示意圖；

圖2是本發明襯底涂敷三層光刻膠后的結構示意圖；

圖3是本發明對圖2進行電子束直寫柵帽并顯影后的結構示意圖；

圖4是本發明對圖3進行電子束直寫柵根并顯影后的結構示意圖；

圖5是本發明對圖4進行電子束蒸發金屬的結構示意圖；

圖6是本發明對圖5進行金屬和光刻膠剝離后的T型柵結構示意圖；

圖7是T型柵的結構示意圖；

其中：1、襯底 2、第一電子束光刻膠層 3、第二電子束光刻膠層 4、第三電子束光刻膠層 5、柵電極金屬 6、T型柵 61、柵帽 62、柵根。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。