[發(fā)明專利]一種增大氮化硅介質(zhì)槽傾斜角度的T型柵制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711450496.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108172512A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔欣
• 申請（專利權(quán)）人: 成都海威華芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發(fā)明提供一種增大氮化硅介質(zhì)槽傾斜角度的T型柵制作方法，包括如下步驟：S1、在晶體管表面生長Si₃N₄介質(zhì)層；S2、在Si₃N₄介質(zhì)層上均勻涂抹高光感正膠并進(jìn)行前烘；S3、采用步進(jìn)式曝光方式對高光感正膠進(jìn)行曝光并經(jīng)顯影形成刻蝕窗口；S4、對高光感正膠進(jìn)行烘烤，形成側(cè)壁傾斜的刻蝕窗口；S5、在ICP?RIE中使用CF₄和O₂從側(cè)壁傾斜的刻蝕窗口刻蝕Si₃N₄介質(zhì)層形成氮化硅介質(zhì)槽，隨后去除高光感正膠；射頻功率設(shè)置為50?80W，偏置功率設(shè)置為8?12W，腔體壓力為3?5mT，CF₄與O₂的比例為5:1?8:1，刻蝕速率為20?30nm/min，刻蝕時間5?8min，過刻蝕不超過20％；S6、在晶體管表面均勻涂抹負(fù)膠，對負(fù)膠進(jìn)行光刻形成柵帽線條；S7、蒸發(fā)柵金屬并剝離形成T型柵。本發(fā)明能有效提升器件擊穿電壓和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增大氮化硅介質(zhì)槽傾斜角度的T型柵制作方法。

背景技術(shù)

GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)特有的高電子遷移率、高二維電子氣面密度、高擊穿電場，使其具備更高的功率輸出密度，被視為下一代射頻/微波功率放大器的首選技術(shù)。

減小器件柵長是提高器件工作頻率最簡單有效的方法，然而柵長減小會導(dǎo)致柵電阻增大，從而削弱器件特征頻率的提升。為了解決上述矛盾，當(dāng)前的做法主要是采用T型柵技術(shù)，通過柵腳來定義柵長，柵腳可以做到很小的尺寸；同時加寬柵帽尺寸，減小柵電阻。對于GaN HEMT而言，在制作柵電極之前通常會生長一層氮化硅介質(zhì)，用于保護(hù)器件表面，因此，在制作T型柵時往往通過刻蝕氮化硅介質(zhì)來定義柵腳。典型的氮化硅介質(zhì)刻蝕之后的剖面角度接近90°，這個角度不利于柵金屬的填充，容易形成空洞，從而降低晶體管的可靠性；也不利于緩解等電勢線的聚集，從而影響器件擊穿電壓的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種增大氮化硅介質(zhì)槽傾斜角度的T型柵制作方法，該方法很好地解決了氮化硅介質(zhì)槽角度不利于填充、容易形成孔洞的問題。

為達(dá)到上述要求，本發(fā)明提供一種增大氮化硅介質(zhì)槽傾斜角度的T型柵制作方法，包括如下步驟：

S1、在晶體管表面生長Si₃N₄介質(zhì)層；

S2、在Si₃N₄介質(zhì)層上均勻涂抹高光感正膠并進(jìn)行前烘；

S3、采用步進(jìn)式曝光方式對高光感正膠進(jìn)行曝光并經(jīng)顯影形成刻蝕窗口；

S4、對高光感正膠進(jìn)行烘烤，形成側(cè)壁傾斜的刻蝕窗口；

S5、在ICP-RIE設(shè)備中使用CF₄和O₂從側(cè)壁傾斜的刻蝕窗口刻蝕Si₃N₄介質(zhì)層形成氮化硅介質(zhì)槽，并去除高光感正膠；射頻功率設(shè)置為50-80W，偏置功率設(shè)置為8-12W，腔體壓力為3-5mT，CF₄與O₂的比例為5:1-8:1，刻蝕速率為20-30nm/min，刻蝕時間5-8min，過刻蝕不超過20％；

S6、在晶體管表面均勻涂抹負(fù)膠，對負(fù)膠進(jìn)行光刻形成柵帽線條；

S7、蒸發(fā)柵金屬并剝離形成T型柵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是：步驟S4采用回流烘膠技術(shù)增大了刻蝕窗口的傾斜度，同時采用ICP-RIE設(shè)備，充分利用其各項異性刻蝕的特點(diǎn)，使刻蝕過程沿著光刻膠窗口的傾斜角度延伸，在氮化硅介質(zhì)槽中形成較大傾斜角度，便于柵金屬的填充，不易形成空洞，有效提升器件擊穿電壓和可靠性。

附圖說明