[发明专利]一种电子束对准标记的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及宽禁带半导体材料器件制作技术领域，尤其涉及一种电子束对准标记的制作方法，以及利用该电子束对准标记制作有效栅线条的方法。

背景技术

在半导体场效应晶体管结构当中，栅长是决定器件频率最关键的因素。而对于应用在X波段GaN HEMT器件来说，为了得到至少4倍于工作频率甚至更高的截止频率，栅长的要求已经到达亚微米水平，普通的光学光刻技术已经远远不能满足我们的要求。

在制作栅的工艺过程中，采用了具有高的分辨率和高套刻精度的直写电子束曝光的光刻方法，能制作0.1微米到0.25微米甚至几十纳米的微细线条。因此，需要对电子束对准标记提出更高的要求，将对准过程中的人为误差和机械误差降到最低限度。

常规的电子束对准标记以及电子束直写技术形成栅线条的氮化镓基场效应管器件工艺中，通常的工艺步骤如下：

步骤1：电子束直写光刻或普通光学光刻，形成电子束对准标记，蒸发标记金属，金属组分一般为Ti/Au＝200/1000

步骤2：普通光学光刻源漏图形，并蒸发源漏金属。

步骤3：高温退火，使源漏金属与衬底材料形成良好的欧姆接触；

步骤4：有源区隔离；

步骤5：电子束直写制作栅线条；

步骤6：蒸发栅金属。

但是，这种方法中存在以下两个很严重的问题：

1、氮化镓基场效应管器件工艺中，欧姆接触采用的Ti/Al/Ti/Au多层金属结构，要在700℃到800℃甚至900℃高温条件下进行退火，才能形成理想的欧姆接触。这种高温退火在蒸发标记金属步骤之后完成，经过这种温度退火，原本采用的Ti/Au对准标记金属的表面形貌将发生较明显的形变，变得粗糙不平。在随后的电子束直写栅过程中，对其进行标记信号检测时，在表面不平的地方会产生一个增益，如果增益足够大就会导致系统无法进行正确定位甚至不能开始曝光。

2、氮化镓基场效应管器件工艺中，光刻形成电子束对准标记图形与光刻形成源漏图形并不是在同一光刻工艺步骤中完成。在不同光刻步骤中，不可避免的出现掩膜版人为对准偏差的问题。在电子束直写制作栅线条过程中，电子束光刻以电子束对准标记作为基准对准图形。电子束对准标记和源漏之间的对准偏差，则会导致栅线条在源漏之间出现相同的偏移量。栅线条的偏移严重导致场效应管器件性能恶化，甚至可能使器件直接报废。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子束对准标记的制作方法，以解决高温退火后对准标记金属形变和表面形貌发生变化而导致电子束光刻机无法准确辨认对准标记的问题。

(二)技术方案

为达到目的，本发明提供了一种电子束对准标记的制作方法，该方法包括：

A、对宽禁带半导体衬底材料进行第一次光刻，同时形成电子束对准标记图形和源漏极图形，并同时蒸发源漏电极金属和蒸发标记掩模金属；

B、对宽禁带半导体衬底材料进行光刻，在电子束对准标记图形周围形成尺寸为10μm×10μm的方形裸露区域，裸露区域以外被光刻胶覆盖；

C、对宽禁带半导体衬底材料表面进行等离子体刻蚀，刻蚀时采用金属Ti/Al/Ti/Au对电子束对准标记图形区域进行掩模，刻蚀深度大于3μm，同时采用光刻胶对裸露区域以外的部分进行掩模，在裸露区域内使电子束对准标记图形与周围形成高度差；

D、腐蚀电子束对准标记图形处的掩膜金属，去除第二次光刻的光刻胶，形成标准的电子束对准标记。

上述方案中，步骤A中所述对衬底材料进行光刻采用普通光学光刻方法，所述蒸发的源漏极金属为Ti/Al/Ti/Au，金属Ti/Al/Ti/Au的厚度要求满足形成良好的欧姆接触。

上述方案中，步骤B中所述对衬底材料进行光刻采用普通光学光刻方法。

上述方案中，所述衬底材料为氮化镓基材料。

上述方案中，步骤D中所述掩膜金属为Ti/Al/Ti/Au。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种应用于宽禁带半导体材料的电子束对准标记的制作方法，采用等离子体刻蚀的方法形成电子束对准标记，电子束标记没有采用常用的金属标记，标记表面平整度以及标记形状变化不会受到欧姆接触高温退火影响，有利于充分发挥电子束光刻高分辨率以及精确定位的优点，提高电子束光刻的套刻精度。