[发明专利]一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法

说明书

本发明提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法，包括如下步骤：S1、在晶体管表面生长Si₃N₄介质层；S2、在Si₃N₄介质层上均匀涂抹高光感正胶并进行前烘；S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光并经显影形成刻蚀窗口；S4、对高光感正胶进行烘烤，形成侧壁倾斜的刻蚀窗口；S5、在ICP‑RIE中使用CF₄和O₂从侧壁倾斜的刻蚀窗口刻蚀Si₃N₄介质层形成氮化硅介质槽，随后去除高光感正胶；射频功率设置为50‑80W，偏置功率设置为8‑12W，腔体压力为3‑5mT，CF₄与O₂的比例为5:1‑8:1，刻蚀速率为20‑30nm/min，刻蚀时间5‑8min，过刻蚀不超过20％；S6、在晶体管表面均匀涂抹负胶，对负胶进行光刻形成栅帽线条；S7、蒸发栅金属并剥离形成T型栅。本发明能有效提升器件击穿电压和可靠性。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法。

背景技术

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)特有的高电子迁移率、高二维电子气面密度、高击穿电场，使其具备更高的功率输出密度，被视为下一代射频/微波功率放大器的首选技术。

减小器件栅长是提高器件工作频率最简单有效的方法，然而栅长减小会导致栅电阻增大，从而削弱器件特征频率的提升。为了解决上述矛盾，当前的做法主要是采用T型栅技术，通过栅脚来定义栅长，栅脚可以做到很小的尺寸；同时加宽栅帽尺寸，减小栅电阻。对于GaN HEMT而言，在制作栅电极之前通常会生长一层氮化硅介质，用于保护器件表面，因此，在制作T型栅时往往通过刻蚀氮化硅介质来定义栅脚。典型的氮化硅介质刻蚀之后的剖面角度接近90°，这个角度不利于栅金属的填充，容易形成空洞，从而降低晶体管的可靠性；也不利于缓解等电势线的聚集，从而影响器件击穿电压的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法，该方法很好地解决了氮化硅介质槽角度不利于填充、容易形成孔洞的问题。

为达到上述要求，本发明提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法，包括如下步骤：

S1、在晶体管表面生长Si₃N₄介质层；

S2、在Si₃N₄介质层上均匀涂抹高光感正胶并进行前烘；

S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光并经显影形成刻蚀窗口；

S4、对高光感正胶进行烘烤，形成侧壁倾斜的刻蚀窗口；

S5、在ICP-RIE设备中使用CF₄和O₂从侧壁倾斜的刻蚀窗口刻蚀Si₃N₄介质层形成氮化硅介质槽，并去除高光感正胶；射频功率设置为50-80W，偏置功率设置为8-12W，腔体压力为3-5mT，CF₄与O₂的比例为5:1-8:1，刻蚀速率为20-30nm/min，刻蚀时间5-8min，过刻蚀不超过20％；

S6、在晶体管表面均匀涂抹负胶，对负胶进行光刻形成栅帽线条；

S7、蒸发栅金属并剥离形成T型栅。

与现有技术相比，本发明具有的优点是：步骤S4采用回流烘胶技术增大了刻蚀窗口的倾斜度，同时采用ICP-RIE设备，充分利用其各项异性刻蚀的特点，使刻蚀过程沿着光刻胶窗口的倾斜角度延伸，在氮化硅介质槽中形成较大倾斜角度，便于栅金属的填充，不易形成空洞，有效提升器件击穿电压和可靠性。

附图说明