[发明专利]一种制作U型栅脚T型栅结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及场效应晶体管(FET)技术领域，尤其是一种制作U型栅脚T型栅结构的方法。

背景技术

随着场效应晶体管(FET)高频应用需求的急剧增长，提升器件截止频率fT就显得越发重要。

作为表征晶体管高速性能的重要参数，器件截止频率f_T的近似公式为：

fT=vs2πLg]]>

其中v_s为载流子的饱和迁移速率，L_g为器件栅长。可以看出，栅长对器件的截止频率有着决定性的影响。

缩小器件栅长是提升其频率性能的最直接的方法，但该方法同时会导致栅电阻的增大，栅电阻增大会恶化器件噪声性能、降低器件最大振荡频率等，T型栅结构由于可以减小栅电阻而被研究人员广泛采用。

目前，通常的T型栅制备方法为：运用复合胶工艺以及电子束直写曝光方式，采用多次曝光的方法，利用不同显影液对胶的显影速度的差别，形成T型栅结构。为了提升器件的频率性能，T型栅的栅长已经步入深亚微米级(＜200nm)，当前国际上已有30nm栅长的相关报道。

目前，常规T型栅工艺主要存在着以下不足：

第一、根据等比例缩小原则，栅长缩小时，器件各项尺寸均会相应缩小，相同的偏压下器件内部电场会更大，图1为采用2D器件仿真软件Atlas对器件内部电场进行模拟的结果，可以发现T型栅栅脚近漏端处会出现一个峰值电场，这会导致器件易于击穿，不利于器件在功率方面的应用。

第二、由于栅漏间栅脚处存在强电场，会导致沟道电子迁移到GaN缓冲层，从而大大加深器件的短沟道效应，引发亚阈电流增加、阈电压漂移、输出电导增大、软夹断等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制作U型栅脚T型栅结构的方法，以有效降低常规T型栅栅脚近漏端处的强电场，提高器件的击穿电压和其它性能。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种制作U型栅脚T型栅结构的方法，该方法包括：在器件做完源漏和隔离后，在器件表面制备SiN_x钝化层；使用ZEP520A电子束光刻胶对器件进行曝光显影得到刻蚀窗口；刻蚀SiN_x钝化层形成U型栅脚结构；再刻蚀AlGaN势垒层，并通过双层胶二次曝光得到栅帽；以及经过蒸发、剥离形成U型栅脚T型栅结构。

上述方案中，所述在器件表面制备SiN_x钝化层的厚度为1000至

上述方案中，所述使用ZEP520A电子束光刻胶对器件进行曝光显影得到刻蚀窗口包括：在SiN_x钝化层上匀ZEP520A电子束光刻胶，厚度为然后在180℃热板真空加热3分钟；采用电子束曝光，光刻宽度为80至200nm；采用显影液ZED-N50显影90秒，定影液ZMD-D定影10秒，氮气吹干；采用100℃真空热板1分钟，Matrix打底胶30秒，得到刻蚀窗口。

上述方案中，所述刻蚀SiN_x钝化层形成U型栅脚结构包括：利用ICP刻蚀机刻蚀SiN_x钝化层，刻蚀时间130秒，刻蚀完成后即可形成U型栅脚结构。

上述方案中，所述再刻蚀AlGaN势垒层并通过双层胶二次曝光得到栅帽包括：刻蚀AlGaN势垒层，刻蚀深度为5nm；去胶，清洗；匀胶PMMA/UVIII，厚度为200/800nm，二次电子束曝光；显影，得到宽度为0.5至0.7μm的栅帽结构。

上述方案中，所述经过蒸发、剥离形成U型栅脚T型栅结构包括：对器件表面用体积比为1∶3的稀盐酸处理，然后蒸发厚度为40/500nm的栅金属Ni/Au；剥离该栅金属，得到栅线条，形成U型栅脚T型栅结构。

(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、本发明提供的制作U型栅脚T型栅结构的方法，能够有效平滑T型栅栅脚近漏端的电场分布并降低峰值电场强度从而提高器件的击穿电压，同时对短沟道效应也能起到一定的抑制作用。