[发明专利]用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置及其刻蚀方法

权利要求书

1.一种用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，包括电感耦合等离子体刻蚀腔、电流检测装置、电感线圈、射频源、机械泵及分子泵；所述电流检测装置通过导线与电感耦合等离子体刻蚀腔连接；所述电感线圈与电感耦合等离子体刻蚀腔连接；所述射频源与电感线圈连接；所述机械泵和分子泵与电感耦合等离子体刻蚀腔连接。

2.根据权利要求1所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔包括腔体、基座、射频偏置功率源、穿板电极、探针、陶瓷套筒以及气体阀门。

3.根据权利要求2所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体底部设置基座，所述基座下部与射频偏置功率源连接，所述射频偏置功率源能够增加等离子体轰击能量；所述电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体侧壁设置穿板电极；所述穿板电极一端与探针连接，穿板电极的另一端与电流检测装置连接。

4.根据权利要求2所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述探针与待刻蚀基片上源漏极连接；所述陶瓷套筒设置在电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体上部，陶瓷套筒与电感线圈连接；所述陶瓷套筒的顶部设置气体阀门，通过气体阀门与工艺气体管道连通。

5.根据权利要求2所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体底部设有分别与机械泵和分子泵连接的两个阀门，机械泵和分子泵能够通过阀门对电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体内部抽真空以及在刻蚀过程中抽走反应气体。

6.根据权利要求1所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体侧壁设置两个穿板电极，在电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体内，两个穿板电极分别连接两个探针，所述两个探针与待刻蚀基片上同一单元的源漏极相连；在电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体外，两个穿板电极均与电流检测装置连接，构成电流闭合回路。

7.根据权利要求1所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感线圈为电感耦合线圈，缠绕在陶瓷套筒上，电感线圈通入射频电流，能够产生交变磁场，将工艺气体激发为高密度等离子体。

8.根据权利要求1所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体材质为耐高压合金钢。

9.根据权利要求1所述的用于制备凹槽栅增强型器件的精准刻蚀装置，其特征在于，所述探针为铍铜镀金探针。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的精准刻蚀装置制备凹槽栅增强型HEMT器件的刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将待刻蚀基片送入电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体内，所述待刻蚀基片放置在基座上；

（2）分别将探针、电流检测装置与穿板电极连接；

（3）分别将探针与待刻蚀基片上同一单元的源漏极相接，构成闭合电流回路；

（4）打开机械泵和分子泵连接的阀门，使用机械泵和分子泵对电感耦合等离子体刻蚀腔的腔体内抽真空，通入刻蚀气体；

（5）开启射频源及射频偏置功率源，对基片进行刻蚀；

（6）刻蚀过程中，HEMT器件的势垒层不断减薄，二维电子气浓度降低，输出电流也会随之变化，通过观察电流实时监控刻蚀深度，电流显示为零时即达到了实现增强型的刻蚀深度，结束刻蚀；

（7）关闭射频源及偏置功率源，将刻蚀后的基片送出，得到所述凹槽栅增强型HEMT器件。