[发明专利]一种砷化镓晶圆的光刻工艺

说明书

本发明公开了一种砷化镓晶圆的光刻工艺，于待蚀刻砷化镓晶圆表面先沉积一层氮化硅层，再于氮化硅层上形成正光阻层，对正光阻层曝光、显影形成蚀刻窗口之后，对蚀刻窗口之内的氮化硅进行干法蚀刻至裸露砷化镓表面，然后对蚀刻窗口之内的砷化镓进行湿法蚀刻，剥离光阻后通过干法蚀刻去除余下的氮化硅。本发明在砷化镓晶圆表面先镀上一层氮化硅后再涂布正光阻，氮化硅与砷化镓和正光阻均具有较好的结合力，以氮化硅作为粘结层提高了光阻和砷化镓表面之间的粘附力，从而避免了因粘附力不够出现的侧蚀不良等问题，提高了产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺，特别是涉及一种砷化镓晶圆的光刻工艺。

背景技术

砷化镓(GaAs)是第二代半导体，具有高饱和电子速率、高电子迁移率、高击穿电压等优异的电学特性，制作的半导体器件高频、高温、低温性能好，噪声小，抗辐射能力强，广泛适用于集成电路、红外线发光二极管、半导体激光器和太阳电池等领域。其中砷化镓基晶体管在晶体管的应用中越来越引人注目。

在半导体制作工艺中，光刻制程是其核心工序，通过涂布光阻、曝光、显影、蚀刻等步骤将半导体晶圆表面特定部分去除，以实现微纳尺寸的精密制作。然而，在砷化镓光刻过程中，光阻与砷化镓结合力较差，光阻边缘容易发生翘起、粗糙不均等问题，在蚀刻过程中极易发生侧蚀现象，造成蚀刻后的图案形貌发生变化而无法满足预设需求，影响产品的性能，增加产品报废率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种砷化镓晶圆的光刻工艺以避免侧蚀等不良现象。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种砷化镓晶圆的光刻工艺包括以下步骤：

1)于砷化镓晶圆表面沉积氮化硅层，氮化硅层的厚度为30～80nm；

2)于氮化硅层上涂布正光阻，并通过曝光、显影形成蚀刻窗口；

3)对蚀刻窗口之内的氮化硅进行干法蚀刻至裸露砷化镓表面，所述干法蚀刻的蚀刻气体为SF₆；

4)对蚀刻窗口之内的砷化镓进行湿法蚀刻，所述湿法蚀刻的蚀刻液为H₃PO₄+H₂O₂；

5)剥离光阻；

6)通过干法蚀刻去除余下的氮化硅，所述干法蚀刻的蚀刻气体为SF₆。

优选的，所述氮化硅层的厚度为40～60nm。

优选的，所述氮化硅层的沉积方式为等离子体增强化学气相沉积。

优选的，步骤4)中，所述蚀刻液浓度为H₃PO₄+H₂O₂的质量分数为8～15％，湿法蚀刻的时间为30～50s。

优选的，步骤5)中，通过N-甲基吡咯烷酮剥离光阻。

优选的，步骤6)中，还包括对去除氮化硅后的砷化镓晶圆表面进行清洗的步骤，所述清洗溶液为盐酸。

本发明的有益效果是：

1)在砷化镓晶圆表面先镀上一层氮化硅后再涂布正光阻，氮化硅与砷化镓和正光阻均具有较好的结合力，以氮化硅作为粘结层提高了光阻和砷化镓表面之间的粘附力，从而避免了因粘附力不够出现的侧蚀不良等问题，提高了产品的良率，避免报废；

2)氮化硅采用干法蚀刻形成蚀刻窗口，后续采用干法蚀刻去除，所用的蚀刻气体不会对砷化镓造成影响，确保了砷化镓的完整性，不影响最终产品的结构；

3)工艺步骤均可通过半导体器件生产的常用设备和材料进行，适于实际生产应用。