[发明专利]一种高电子迁移率晶体管T形栅的制造方法、T形栅和晶体管

说明书

本发明公开了一种高电子迁移率晶体管T形栅的制造方法、T形栅和晶体管，方法包括以下步骤：在半导体基板上涂布第一层光刻胶进行烘烤、I‑line光刻、显影、清洗形成具有垂直面的下层根部腔体；在下层根部腔体上涂布一层水溶性微缩层，对所述微缩层扩散烘烤，以仅在所述垂直面表面形成扩散微缩层；水洗以去除光酸未扩散的微缩层后进行烘烤热变形，下层根部腔体形成具有圆弧边角的下层根部腔体，微缩层形成隔离层；在下层根部腔体表面涂布第二层光刻胶，对第二层光刻胶进行烘烤、曝光、显影、清洗形成上层头部腔体；形成T形栅。本发明不仅无需低功率离子轰击避免衬底(半导体基板)的外延层的损伤，而且可以节省制作工艺的步骤减少制作时间。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种高电子迁移率晶体管T形栅的制造方法、T形栅和晶体管。

背景技术

在MMICs中的HEMT(高电子迁移率晶体管)器件，最高工作频率fmax是增益减小到1的频率，其主要由栅极长度、跨导以及管芯寄生参数(如栅电阻Rg、电容C)决定。常用毫米波段至Ka波段的MMIC、所需的HEMT栅极长度为0.15微米至0.25微米，该长度会导致截面严重缩小，从而导致栅电阻Rg快速增大，栅电阻Rg的快速增大严重限制了该晶体管的最高工作频率fmax，并且影响了栅极在高输出功率、高漏电流下的可靠性。为确保HEMT器件的高工作频率和高可靠性，通常采用栅长短、截面大、电阻低的T形栅。

目前0.15um至0.25um的T形栅下层根部腔体的制作流程为：I-line工艺形成下层根部腔体、微缩层扩散、低功率离子轰击产生隔离层及热变形，从而制作特征尺寸达标且具有一定弧度的T形栅的技术下层根部腔体。但是在该工艺步骤中的低功率离子轰击会造成衬底(半导体基板)的外延层的损伤，并进一步使得高电子迁移率晶体管出现问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高电子迁移率晶体管T形栅的制造方法、T形栅和晶体管。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的第一方面，提供一种高电子迁移率晶体管T形栅的制造方法，包括以下步骤：

在半导体基板上涂布第一层光刻胶进行烘烤、I-line光刻、显影、清洗形成具有垂直面的下层根部腔体；

在下层根部腔体上涂布一层水溶性微缩层，对所述微缩层扩散烘烤，以仅在所述垂直面表面形成扩散微缩层；

水洗以去除光酸未扩散的微缩层后进行烘烤热变形，下层根部腔体形成具有圆弧边角的下层根部腔体，微缩层形成隔离层；

在下层根部腔体表面涂布第二层光刻胶，对第二层光刻胶进行烘烤、曝光、显影、清洗形成上层头部腔体；

沉积栅极金属层并剥离，去除所述下层根部腔体、隔离层和上层头部腔体，形成T形栅。

进一步地，所述I-line光刻的光刻胶厚度为清洗后形成的下层根部腔体的图形宽度为0.35～0.55um。

进一步地，所述的在所述垂直面表面形成扩散微缩层的厚度为50～100nm。

进一步地，所述的下层根部腔体形成具有圆弧边角的下层根部腔体的宽度为0.12～0.22um。

进一步地，所述的上层头部腔体的顶部宽度为0.8～1.3um。

进一步地，上层头部腔体的底部宽度X要小于隔离层顶部宽度Y。

进一步地，在所述的沉积栅极金属层并剥离之前，还包括一个离子去胶步骤，用于去除底部残留。

进一步地，所述的T形栅的底部的宽度为0.15～0.25um。

本发明的第二方面，提供一种T形栅，采用所述制造方法制造。