[发明专利]一种基于I-line和EBL制作T形栅的光刻工艺、T形栅和晶体管

说明书

本发明公开了一种基于I‑line和EBL制作T形栅的光刻工艺、T形栅和晶体管，工艺包括以下步骤：在半导体基板上进行涂布E‑beam光刻胶进行烘烤、EBL光刻、显影、清洗形成下层根部腔体；对下层根部腔体光刻胶层进行烘烤热变形，形成具有圆弧边角的下层根部腔体；使用O₂清除下层根部腔体的底部残渣；在下层根部腔体和半导体基板表面涂覆隔离试剂形成隔离层；在下层根部腔体表面进行涂布上层光刻胶并进行烘烤、I‑line光刻机曝光、显影、清洗形成上层头部腔体；使用O₂清除下层根部腔体的底部残渣和半导体基板上方的隔离层。本发明节省电子束扫描曝光机光刻所需要的时间，并隔离上层头部光刻胶中大量的溶剂对下层的影响。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种基于I-line和EBL制作T形栅的光刻工艺、 T形栅和晶体管。

背景技术

影响PHEMT器件性能的半导体工艺中，栅的制作是最为困难的。为了提高器件的工作频率，必须不断地缩小栅长。目前栅长尺寸已经达到深亚微米甚至纳米水平，但是栅长减小的同时会带来其他一些问题，主要是栅电阻的增大，为此需要制作T形栅来减少由于栅寄生电阻而引起的晶体管噪声。

目前用电子束扫描曝光机工艺制作T形栅的方法有两种：一种是半导体基板上使用两层 E-beam光刻胶，也就是下层根部腔体和上层头部腔体两层图形都由电子束扫描曝光机工艺完成。此方法中电子束扫描曝光机需要完成三次光刻来制造T形栅，下层一次，上层两次(上层图形在下层图形的两边，一边光刻一次)。相较于I-line和DUV等光刻机，电子束扫描曝光机光刻时间长，且电子束扫描曝光机十分昂贵，所以该方法效率低成本大。另一种方法是：下层是E-beam胶，上层DUV胶，如图1所示。也就是上层头部腔体图形交给DUV光刻机工艺完成，电子束扫描曝光机工艺只需要做下层根部一层的腔体图形。该方法能解决第一种方法带来的光刻时间长的问题，但上层的DUV胶中大量的溶剂会对下层根部腔体图形造成影响，会使特征尺寸变形。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于I-line和EBL制作T形栅的光刻工艺、T形栅和高电子迁移率晶体管。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种基于I-line和EBL制作T形栅的光刻工艺，包括以下步骤：

在半导体基板上进行涂布E-beam光刻胶进行烘烤、EBL光刻、显影、清洗形成下层根部腔体；

对下层根部腔体光刻胶层进行烘烤热变形，形成具有圆弧边角的下层根部腔体；

使用O₂清除下层根部腔体的底部残渣；

在下层根部腔体和半导体基板表面涂覆隔离试剂形成隔离层；

在下层根部腔体表面进行涂布上层光刻胶并进行烘烤、I-line光刻机曝光、显影、清洗形成上层头部腔体；

使用O₂清除下层根部腔体的底部残渣和半导体基板上方的隔离层；

用酸刻蚀掉下层根部腔体下的半导体基板，以在半导体基板表面形成T形栅的下层根部图形；

沉积栅极金属层；

用试剂去除半导体基板表面所有的光胶得到T形栅。

进一步地，所述的隔离试剂为安智电子SH114。

进一步地，在形成具有圆弧边角的下层根部腔体时，比预计形成的T形栅窄；在使用O₂清除下层根部腔体的底部残渣时，控制清除时间，清除掉一部分下层根部腔体。