[发明专利]一种高电子迁移率晶体管源漏电极的制备方法

说明书

本发明属于晶体管制备技术领域，具体为一种高电子迁移率晶体管源漏电极的制备方法。本发明制备方法采用角向蒸发自对准工艺，基本内容包括：基于T型栅生长工艺，利用高电子迁移率晶体管栅极独特的T型结构，通过角向蒸发的方式精确控制高电子迁移率晶体管器件源极与栅极距离和漏极与栅极的距离，从而使高电子迁移率晶体管器件的源、漏电极与T型栅的位置达到位置可控的自对准的目的，最终为器件性能的提高提供了一个新的可调节的几何参数自由度。本发明方法可以用于制备具有T型栅极结构的高电子迁移率晶体管器件，得到对称或非对称的源极与栅极间距和漏极与栅极间距，同时与现有半导体工艺兼容。

技术领域

本发明属于晶体管制备技术领域，具体涉及一种高电子迁移率晶体管源漏电极的制备方法。

背景技术

随着无线通讯领域向更高速，更低延迟的方向发展。具有更高电子迁移率的高电子迁移率晶体管凭借更高的频率，更低的通讯延迟将会在通讯市场上取得更广泛的应用。但是由于高电子迁移率晶体管获得更高的截止频率特性必须要求更高的加工精度，这极大的提升了高电子迁移率晶体管器件的成本，限制了它的大规模应用。一般来讲，为了获得更高的频率，除了在材料层状结构方面的优化之外，适当降低漏极到栅极间距可以提高晶体管的最大可用增益。但是过低的栅极与源极间距对器件制备过程中光刻设备提出了新的要求。

本方法相对于传统制备高电子迁移率晶体管器件的方法，降低了在制备源漏电极工艺时对高精密套设设备的严重依赖，完成了在1微米套刻精度条件下制备200nm甚至更短的栅极与源极间距，并且极大的降低了高电子迁移率晶体管器件制备栅极过程中对曝光设备的套刻精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造成本低、工艺简单的制备高电子迁移率晶体管源漏电极的方法，以解决高电子迁移率晶体管制备过程中源极和漏极与栅极间距的精确可控问题，获得更高的器件性能。

本发明提供的制备高电子迁移率晶体管源漏电极的方法，采用角向蒸发自对准工艺。具体基于T型栅生长技术，通过角向蒸发的方式精确控制高电子迁移率晶体管器件源极与栅极距离和漏极与栅极的距离，从而为优化提高器件性能提供了新的可调节的几何参数自由度。其工艺原理是：在高电子迁移率晶体管器件制备过程中，利用电子束光刻机制备栅头宽度、栅脚高度和栅脚宽度可控的T型栅电极，然后在制备好T型栅的高电子迁移率晶体管器件上旋涂LOR胶，将整个器件和T形栅覆盖保护起来，利用LOR可溶于碱性显影液的特性，同时将LOR层用作牺牲层，作用是将T型删栅头下方遮光区域彻底打开，达到曝光显影的目的；经过烘烤固化后再旋涂使用碱性显影液显影的光学光刻胶AZ5214，用光刻机曝光之后显影，将整个源漏和栅极区域打开。最后利用栅极独特的T型结构，通过计算得到蒸镀的的入射角，用来制备高电子迁移率晶体管器件的源漏电极，从而使高电子迁移率晶体管器件的源、漏电极与T型栅的位置达到位置可控的自对准的目的。本发明方法可以用于制备具有T型栅极结构的高电子迁移率晶体管器件，得到对称与非对称的源极与栅极间距，同时与现有半导体工艺兼容。

本发明提供的制备高电子迁移率晶体管源漏电极的方法，具体步骤如下：

（1）以高电子迁移率晶体管制备中T型栅极制备为基础，首先制备精确的栅头、栅脚宽度和高度，已知栅极的栅槽腐蚀深度；

（2）在上述基片上旋涂一层LOR作为保护和牺牲层，并烘烤使其固化；

（3）在上述继续衬底上旋涂光学光刻胶，并烘烤使其固化；

（4）然后利用接触式光学光刻机进行套刻曝光；

（5）取出样品用TMAH或碱性显影液进行显影，然后用去离子水漂洗，获得源极、漏极与栅极的全部区域；

（6）先以光刻胶为掩膜，使用公式（1）计算出合适的蒸镀角度θ，然后按照蒸镀角度进行源极与漏极金属沉积；剥离去掉光刻胶，得到源极与漏极电极；

（1）；