[发明专利]一种类T型栅掩蔽自对准法制备金刚石基FET器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作方法技术领域。 

背景技术

以单晶、多晶和纳米晶金刚石为材料基础的器件统称为金刚石基器件，例如金刚石MESFET、MISFET、JFET等。金刚石基器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率领域的首选。在多晶CVD自支撑体金刚石材料上实现晶体管，要实现高频性能，必需减小器件尺寸，而在器件尺寸减小的同时，栅源和栅漏电阻增加，晶体管的频率性能下降。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种类T型栅掩蔽自对准法制备金刚石基FET器件的方法，所述方法采用类T型栅掩蔽自对准工艺，有效的减小栅源和栅漏之间间距，使源漏间距基本上和栅长相当，从而减小栅源和栅漏电阻。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种类T型栅掩蔽自对准法制备金刚石基FET器件的方法，其特征在于包括以下步骤： 

（1）在耐高温衬底上形成高阻金刚石层；

（2）在高阻金刚石层上形成导电沟道；

（3）在高阻金刚石层的表面覆盖一层金属掩膜层，金属掩膜层能与金刚石形成欧姆接触，厚度为5nm-5μm；

（4）光刻台面；

（5）利用腐蚀液去除台面区域外金属掩膜后，利用氧等离子体刻蚀方法实现台面隔离；

（6）在金属掩膜上通过光刻形成栅；

（7）利用腐蚀液去除源漏中间区域的金属掩膜，形成源漏；

（8）在上述腐蚀区域内制作类T型栅，类T型栅的制作材料为能与金刚石沟道形成肖特基接触的易氧化金属；

（9）在金属栅的外侧通过氧化或氮化处理形成介质层；

（10）利用类T形栅作为掩蔽，利用自对准工艺，蒸发金属，栅帽下阴影之外自对准形成源漏欧姆接触，此时源漏间距相当于栅帽宽度。

进一步的：所述耐高温衬底为SiO₂、Si、BN₃、Gu或钼。 

进一步的：步骤（2）中形成导电沟道的方法包括氢等离子体处理法、化学掺杂法或B掺杂法。 

进一步的：步骤（3）中金属掩膜层的材料为Au，Ti，Pt，Ag，Cr或Cu。 

进一步的：步骤（7）中腐蚀液为碘化钾和碘的混合液、氨水与双氧水的混合液、硼酸溶液、盐酸溶液或硝酸与冰乙酸的混合液。 

进一步的：步骤（8）中所述类T型栅为栅帽宽度大于栅根宽度的栅。 

进一步的：所述类T型栅为T型栅、U型栅、G型栅。 

进一步的：所述步骤（8）中栅的制作金属为Al，Ni，Sn，Ti或W。 

进一步的：步骤（9）中的介质层为步骤（8）中栅金属的氧化物或氮化物。 

进一步的：步骤（9）中所述介质层的制作材料为Al₂O₃，NiO_x，SnO_x，TiO_x或W₂O₅。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法采用类T型栅掩蔽自对准工艺，可实现较小的栅-源、栅-漏间距，从而减小金刚石晶体管的栅-源、栅-漏之间导通电阻，进而提升金刚石器件的频率性能。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是经过步骤（3）后的金刚石基FET器件的结构示意图； 

图2是经过步骤（5）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

图3是经过步骤（6）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

图4是经过步骤（7）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

图5是经过步骤（8）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

图6是经过步骤（9）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

图7是经过步骤（10）后的金刚石基FET器件的结构示意图；

其中：1、衬底 2、金刚石 3、导电沟道 4、金属掩膜 5、光刻胶 6、介质层。

具体实施方式

一种类T型栅掩蔽自对准法制备金刚石基FET器件的方法，包括以下步骤： 

（1）在耐高温衬底上形成高阻金刚石层；

（2）在高阻金刚石层上形成导电沟道；

（3）在高阻金刚石层的表面覆盖一层金属掩膜层，金属掩膜层能与金刚石形成欧姆接触，厚度为5nm-5μm，如图1所示；

（4）光刻台面；