[发明专利]一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层

说明书

本申请属于半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层。该方法包括：对待刻蚀膜层，首先以光刻胶为掩膜，对待刻蚀膜层中的氧化硅膜层进行刻蚀，使氧化硅膜层呈正八字形态；然后以呈正八字形态的氧化硅膜为掩膜，对待刻蚀膜层中的TiN膜层进行刻蚀，使TiN膜层呈正八字形态；进一步的，采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的TiN膜层，使TiN膜层呈正梯形形貌，且TiN膜层的侧面与P‑氮化镓的顶面的内夹角位于85‑90度之间；剥去氧化硅膜后，得到目标TiN形貌的膜层。通过该方法制备的TiN膜层的TiN层与p‑GaN层的接触面积较大，能够减少TiN层与p‑GaN组成的反向的肖特基结的漏电情况，保证其具有较大的开启电压和较强的抗噪声能力。

技术领域

本申请属于半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层。

背景技术

高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)是微波射频、光电子、电力电子等领域的常用器件。

目前有各种类型的HEMT，其中包括GaN基HEMT。GaN基HEMT的栅极结构(即HEMTGate)通常包括TiN膜层、GaN Gate和Si基底。其中，GaN Gate包括p-GaN(p型氮化镓)/Al-GaN/GaN。在该HEMT Gate中，TiN能够与p-GaN组成金属与半导体的反向的肖特基结，从而提升HEMT Gate的开启电压和抗噪声能力。在该反向的肖特基结中，TiN膜层与p-GaN层的单边距离为400+/-100埃。

目前，通常采用湿法刻蚀来制造上述HEMT Gate时，由于TiN材质的底部结构疏松，容易侧腐，导致TiN层与p-GaN层的接触面积小，使得TiN与p-GaN形成的反向的肖特基结漏电增大，从而影响肖特基结的开启电压和抗噪声能力。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层，以解决现有技术中由于TiN材质的底部结构疏松，容易侧腐，导致TiN层与p-GaN层的接触面积小，使得TiN与p-GaN形成的反向的肖特基结漏电增大，从而影响肖特基结的开启电压和抗噪声能力的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种TiN膜层形貌的刻蚀方法，该方法基于待刻蚀膜层进行，所述待刻蚀膜层依次包括光刻胶、氧化硅膜层、TiN膜层和P-氮化镓膜层，所述方法包括：

以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态；

以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行刻蚀，使所述TiN膜层呈正八字形态；

采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，使所述TiN膜层呈正梯形形貌，且所述TiN膜层的侧面与所述P-氮化镓的顶面的内夹角位于85-90度之间；

剥去所述氧化硅膜后，得到目标TiN形貌的膜层。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态，包括：

在第一干刻机的第一控制条件下，以PR型号的光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜进行干刻，使得所述氧化硅膜呈第一预设条件和第一预设角度下的正八字形态。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述第一控制条件，包括：

压力为100-350毫托，功率为400-1000瓦，磁场为10-50高斯，氩气的气体流量为每分钟50-200毫升，六氟化二碳的气体流量为每分钟50-200毫升，三氟甲烷的气体流量为每分钟10-100毫升，工艺处理时间为10-50秒；

所述第一预设条件包括：所述氧化硅膜与所述TiN膜层的单边距离为1000埃；