[发明专利]T型栅制备方法

说明书

本申请提出一种T型栅制备方法，包括：在所述介质层上形成第一光刻胶层,并在所述第一光刻胶层形成凹槽；使用物理气相沉积的方法,对晶圆表面进行倾斜蒸镀，在所述第一光刻胶层上形成掩膜层金属，并在所述凹槽底部形成部分没有掩膜层覆盖的区域；对所述没有掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，在所述介质层形成栅根凹槽后去除所述第一光刻胶层和掩膜层；在晶圆表面上旋涂形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行光刻，使所述栅根凹槽形成为栅极窗口；采用金属蒸镀的方法在所述栅极窗口内沉积金属层，形成T型栅。本申请所提出的T型栅制备方法，无论采用哪种光刻胶，均能使T型栅的栅根线宽能够满足器件对线宽需求。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种T型栅制备方法。

背景技术

以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)为代表的化合物半导体材料具有许多优良的特性，如高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气浓度和良好的高温工作能力等。基于化合物半导体的高电子迁移率晶体管(HEMT)、异质结构场效应晶体管(HFET)等器件已经得到了广泛应用，尤其在射频、微波等需要大功率和高频率的领域具有明显优势。

在化合物半导体射频功率器件的制作工艺中，栅电极的制作是关键的制作工艺，T型栅的加工工艺更是难点中的难点；目前，在深亚微米化合物半导体器件制作中，一般采用电子束光刻和多层胶的方法制作T型栅。T型栅是指截面形状呈现蘑菇型的T状栅电极，这样其下部接触半导体表面的栅根很窄，从而可以提高器件的截至频率，而上部的栅帽很宽，可以降低栅极的电阻。在实际工艺制作中，采用I线紫外曝光的光刻工艺可以将栅极的线宽最低做到0.35微米左右，采用电子束光刻可以将线宽做到0.1微米以下。但是，由于受到设备的限制，电子束光刻制作T型栅只能进行逐点扫描，因此其加工效率极低，而采用I线紫外光刻制作的T型栅线宽又不能满足器件对线宽要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种新颖的T型栅制备方法。

本申请提出一种T型栅制备方法，包括：

提供一外延结构，在所述外延结构上形成介质层；

在所述介质层上形成第一光刻胶层,并在所述第一光刻胶层形成凹槽；

使用物理气相沉积的方法,对晶圆表面进行倾斜蒸镀，在所述第一光刻胶层上形成掩膜层金属，并在所述凹槽底部形成部分没有掩膜层覆盖的区域；

对所述没有掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，在所述介质层形成栅根凹槽后去除所述第一光刻胶层和掩膜层；

在晶圆表面上旋涂形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行光刻，套刻所述栅根凹槽形成为栅极窗口；

采用金属蒸镀的方法在所述栅极窗口内沉积金属层，形成T型栅。

在一个实施例中，所述金属层包括包括多层金属薄膜。

在一个实施例中，所述第一光刻胶层的厚度大于0.5微米。

在一个实施例中，所述第一光刻胶层和第二光刻胶层的光刻方法包括深紫外步进式光刻、电子束光刻、i-line步进式光刻，或者i-line接触式光刻。

在一个实施例中，所述去除所述第一光刻胶层和掩膜层图形的步骤包括：首先将掩模层使用金属刻蚀剂溶液去除，然后将所述第一光刻胶层溶解在有机溶剂中。

在一个实施例中，使用含氟等离子体干法刻蚀的方法形成所述栅根凹槽。

在一个实施例中，所述倾斜蒸镀过程包括：

晶圆所在位置距离蒸发源有超过10cm以上的距离；

使晶圆相对蒸发源形成倾斜角度；