[发明专利]T型栅制备方法

说明书

本发明涉及一种T型栅制备方法，包括：形成势垒层；在所述势垒层上形成深紫外光刻胶层,并在所述光刻胶层形成栅根凹槽；在所述栅根凹槽内和所述深紫外光刻胶层上形成金属层；在所述金属层上形成光刻胶层，并在所述光刻胶层形成栅帽图形；刻蚀未被所述栅帽图形覆盖部分的金属层；去除所述深紫外光刻胶层和栅帽图形光刻胶。上述T型栅制备方法，可以使T型栅的线宽小于100纳米同时又提高了的T型栅的制备效率。并且由于栅帽与势垒层之间不存在介质，具有较小的栅极电容，提高了半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，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，有必要针对电子束制作T型栅的加工效率极低的问题，提供一种新的T型栅制备方法。

本发明提供一种T型栅制备方法，包括：

形成势垒层；

在所述势垒层上形成第一光刻胶层,并在所述第一光刻胶层形成栅根凹槽，其中，所述第一光刻胶层为深紫外光刻胶层；

在所述栅根凹槽内和所述深紫外光刻胶层上形成金属层；

在所述金属层上形成第二光刻胶层，并在所述第二光刻胶层形成栅帽图形；

刻蚀未被所述栅帽图形覆盖部分的金属层；

去除所述深紫外光刻胶层和栅帽图形。

可选的，所述在所述势垒层上形成深紫外光刻胶层的步骤包括：

在所述势垒层上涂覆一层用于193纳米-248纳米波长光刻的深紫外光刻胶，在大于90摄氏度的温度下，烘烤60秒以上的时间。

可选的，所述在所述光刻胶层形成栅根凹槽的步骤包括：对所述深紫外光刻胶进行曝光和烘烤以产生化学放大式光反应，然后在显影溶液中显影，使深紫外光刻胶产生栅根凹槽。

可选的，所述金属层包括多层金属薄膜。

可选的，所述深紫外光刻胶的厚度为0.5微米以上。

可选的，所述去除所述深紫外光刻胶层和栅帽图形的步骤包括：将所述深紫外光刻胶层和栅帽图形溶解在溶剂中。

可选的，所述势垒层为AlGaAs、AlGaN、InGaP、ScAlN和InAlN中任意一种或多种材料的叠加。

可选的，所述第二光刻胶层为i-line光刻胶或者g-line光刻胶或者深紫外光刻胶。

上述T型栅制备方法，可以使T型栅的接触线宽小于200纳米同时又提高了的T型栅的制备效率。并且由于栅帽与势垒层之间不存在介质，具有较小的栅极电容，提高了半导体器件的性能。