專利名稱：用于GaN功率器件的對位標(biāo)記的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的加工領(lǐng)域，具體涉及用于寬禁帶微波、毫米波GaN功率 器件非接觸光刻柵工藝的對位標(biāo)記的制作方法。
背景技術(shù)：
GaN材料因其具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和漂移速度等 優(yōu)良特性，決定了以其為基礎(chǔ)的GaN基功率器件在微波、毫米波領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢。頻率特 性的不斷提高使GaN基功率器件柵制作工藝主要采用非接觸光刻技術(shù)，在減小金屬線條尺 寸的同時保持極高的線條成品率，為此對套刻精度提出更高要求，而柵對位標(biāo)記制作的好 壞直接影響到下一步工藝能否順利進(jìn)行和套刻精度?，F(xiàn)有技術(shù)中，柵對位標(biāo)記的制作通常與源漏制作工藝同時進(jìn)行，其工藝步驟為 ①GaN基片的上表面涂布光刻膠；②采用設(shè)有對位標(biāo)記的光刻掩膜版經(jīng)對位、曝光、顯影、 堅模，制作出對位標(biāo)記的光刻圖形；③利用金屬鍍膜設(shè)備制作源漏金屬對位標(biāo)記；④將GaN 基片在800°C -1000°C進(jìn)行高溫合金過程，參看圖3和圖4。由于實現(xiàn)源漏歐姆接觸需要經(jīng) 過800 — 1000°C的高溫金屬-半導(dǎo)體合金過程，合金后金屬對位標(biāo)記表面異常粗糙，表面形 貌變差，平整度降低，嚴(yán)重影響非接觸光刻柵制作的套刻精度，而對于電子束直寫柵來說， 套刻精度直接到GaN功率器的直流性能、射頻性能及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于GaN功率器件的對位標(biāo)記的制作方法， 以保證非接觸光刻柵工藝的套刻精度，提高GaN功率器件的直流性能、射頻性能及可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種用于GaN功率器件對位 標(biāo)記的制作方法，采用下述步驟進(jìn)行制備
①利用高溫合金工藝前的任一工藝在GaN基片上制作出一次金屬對位標(biāo)記；
②利用所述一次金屬對位標(biāo)記在GaN基片上制作二次金屬對位標(biāo)記；
③將GaN基片在800°C_1000°C進(jìn)行高溫合金；
所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上依次為鈦層、鉬層和金層，或者為鈦 層、鉬層和金層。所述一次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上為鈦層、鋁層、鎳層和金層。其中步驟②中所述二次金屬對位標(biāo)記的制作步驟
a、利用所述一次金屬對位標(biāo)記，采用非接觸光刻工藝在GaN基片上制作二次金屬對位 標(biāo)記的光刻圖形；
b、采用金屬蒸發(fā)或金屬濺射工藝在步驟a中所述光刻圖形上蒸鍍金屬。本發(fā)明還提供了一種用于GaN功率器件對位標(biāo)記，其包括位于GaN基片上的一次 金屬對位標(biāo)記和二次金屬對位標(biāo)記，所述一次金屬對位標(biāo)記的金屬與所述GaN功率器件的 漏源金屬相同；所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層為鈦層、鉬層和金層，或者為鈦層、鉬層和金層。用于源漏金屬制作的一次金屬對位標(biāo)記經(jīng)過高溫合金后，其表面形貌變差，平整 度降低，不適于作為后續(xù)工藝的對位標(biāo)記；本發(fā)明中，在合金之前，利用一次金屬對位標(biāo)記， 制作了二次金屬對位標(biāo)記，所述二次金屬對位標(biāo)記采用耐高溫的金屬復(fù)合層——鈦層、鉬 層和金層或者鈦層、鉬層和金層，所以在經(jīng)過800°C -1000°C的高溫合金后，盡管一次金屬 對位標(biāo)記表面模糊，但是二次金屬對位標(biāo)記的表面平滑，形狀良好，能夠滿足后續(xù)工藝中非 接觸光刻柵工藝的套刻精度。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于在進(jìn)行高溫合金之前，一次金屬對位 標(biāo)記的表面形貌平整，本發(fā)明利用一次金屬對位標(biāo)記制作耐高溫的二次金屬對位標(biāo)記，從 而在經(jīng)過高溫合金后，二次金屬對位標(biāo)記仍能保持表面平滑、形狀良好，陡直度高，保證了 下一步柵工藝的順利進(jìn)行和對位精度，提高了提高了 GaN功率器件的直流性能、射頻性能 及可靠性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的俯視示意圖； 圖2是圖1中A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3中B-B向剖面示意圖。
具體實施例方式為了提高GaN功率器件的頻率特性，一般采用非接觸光刻柵工藝進(jìn)行細(xì)柵長制 作，柵長尺寸為0. 25士0. 05微米。非接觸光刻設(shè)備分辨率高，但需對位標(biāo)記進(jìn)行全局對位， 并保證較高的套刻精度。對于GaN工藝，一般采用金屬對位標(biāo)記，且由于柵直寫前的高溫合 金工藝，要求金屬對位標(biāo)記耐高溫，在高溫工藝后仍可用于非接觸直寫對位。參看圖1和圖2，本發(fā)明包括GaN基片1，所述GaN基片上設(shè)有漏源金屬區(qū)2、一次 金屬對位標(biāo)記3和二次金屬對位標(biāo)記4。所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上 依次為鈦層、鉬層和金層，或者為鈦層、鉬層和金層。所述一次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上為鈦層、鋁層、鎳層和金層。本實施例以GaN HEMT功率器件為例說明本發(fā)明的制備方法。①利用高溫合金工藝前的任一工藝在GaN基片1上制作出一次金屬對位標(biāo)記3 ； 首先，對GaN基片1進(jìn)行清洗工藝，去除表面的有機(jī)物及沾污，清洗步驟如下依次在三
氯乙烷、丙酮、異丙醇溶液中浸泡3 — 5min，最后用去離子水沖洗3 — 5min，氮氣吹干。然后，對清洗后GaN基片1進(jìn)行源、漏和一次金屬對位標(biāo)記的制作
在GaN基片1上涂覆光刻膠——L0R5A光刻膠，轉(zhuǎn)速3000rpm，180°C烘焙^iin ；再涂布 SPR660光刻膠，轉(zhuǎn)速3000rpm，90°C烘焙90s。所用光刻設(shè)備為分辨率0. 5 μ m的接觸式曝光機(jī)，制作源漏圖形的同時制作出一次金屬對位標(biāo)記的光刻圖形，所述一次金屬對位標(biāo)記的 光刻圖形尺寸20μπιΧ20μπι。再在上述漏源圖形和一次金屬對位標(biāo)記的光刻圖形上進(jìn)行金屬蒸發(fā)，制得得漏源 金屬區(qū)2和一次金屬對位標(biāo)記3，所述漏源金屬區(qū)2和一次金屬對標(biāo)記的金屬層從GaN基 片往上依次為鈦層、鋁層、鎳層和金層，所述金屬層的厚度分別為200士20nm、1400士 140nm、 400 士40nm和600 士60nm。所得一次金屬對位標(biāo)記3在未進(jìn)行高溫處理之前，其形狀良好， 表面光滑，滿足電子束直寫工藝要求。②利用所述一次對位標(biāo)記在GaN基片上制作二次金屬對位標(biāo)記
a、利用所述一次金屬對位標(biāo)記，采用非接觸光刻工藝在GaN基片上制作二次金屬對位 標(biāo)記的光刻圖形；
采用電子束直寫設(shè)備，分辨率為25nm。首先進(jìn)行直寫標(biāo)記涂膠，膠層為PMMA膠L11光 刻膠，轉(zhuǎn)速3000rpm，180°C烘焙^iin ；C4光刻膠，轉(zhuǎn)速3000rpm，180°C烘焙anin。再按照常 規(guī)工藝進(jìn)行電子束直寫曝光和顯影，得到20 μ mX20 μ m的二次金屬對位標(biāo)記的光刻圖形。b、采用金屬蒸發(fā)或金屬濺射工藝在步驟a中所述光刻圖形上蒸鍍金屬層，所述 金屬層依次為鈦層、鉬層和金層或者依次為鈦層、鉬層和金層，所述金屬層的厚度分別為 30 士 3nm、1600 士 160nm 和 1500 士 150nm。③對GaN基片在800°C _1000°C進(jìn)行高溫合金
對源漏金屬區(qū)2、一次金屬對位標(biāo)記3和二次金屬對比標(biāo)記4在800°C -1000°C進(jìn)行高 溫合金處理。結(jié)果表明，高溫合金后，一次金屬對位標(biāo)記3表面粗糙且邊緣出現(xiàn)較大形變，無法 滿足電子束直寫對位要求。而所得一次金屬對位標(biāo)記4在合金處理后，表面光滑，無褶皺， 形狀良好，陡直度高，可用于下步柵直寫工藝對位，且直寫套刻精度可達(dá)0. 01微米。綜上，增加耐高溫金屬對位標(biāo)記后，保證了非接觸光刻柵工藝的套刻精度，提高了 GaN功率器件的直流性能、射頻性能及可靠性。
權(quán)利要求
1.一種用于GaN功率器件對位標(biāo)記的制作方法，其特征在于包括下述步驟①利用高溫合金工藝前的任一工藝在GaN基片上制作出一次金屬對位標(biāo)記；②利用所述一次金屬對位標(biāo)記在GaN基片上制作二次金屬對位標(biāo)記；③將GaN基片在800°C_1000°C進(jìn)行高溫合金工藝；所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上依次為鈦層、鉬層和金層，或者為鈦 層、鉬層和金層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GaN功率器件對位標(biāo)記的制作方法，其特征在于所述一 次金屬對位標(biāo)記的金屬層從GaN基片往上為鈦層、鋁層、鎳層和金層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于GaN功率器件對位標(biāo)記的制作方法，其特征在于步驟② 中所述二次金屬對位標(biāo)記的制作步驟a、利用所述一次金屬對位標(biāo)記，采用非接觸光刻工藝在GaN基片上制作二次金屬對位 標(biāo)記的光刻圖形；b、采用電子束蒸發(fā)鍍膜工藝在步驟a中所述的光刻圖形上蒸鍍金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于GaN功率器件對位標(biāo)記，其特征在于包括位于GaN基 片上的一次金屬對位標(biāo)記和二次金屬對位標(biāo)記，所述一次金屬對位標(biāo)記的金屬與所述GaN 功率器件的漏源金屬相同；所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層為鈦層、鉬層和金層，或者為鈦 層、鉬層和金層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于GaN功率器件的對位標(biāo)記及其制備方法，屬于半導(dǎo)體器件的加工領(lǐng)域。所述用于GaN功率器件的對位標(biāo)記包括位于GaN基片上的一次金屬對位標(biāo)記和二次金屬對位標(biāo)記，所述一次金屬對位標(biāo)記的金屬與所述GaN功率器件的漏源金屬相同；所述二次金屬對位標(biāo)記的金屬層為鈦層、鉑層和金層，或者為鈦層、鉬層和金層。其制作步驟為①利用高溫合金工藝前的任一工藝在GaN基片上制作出一次金屬對位標(biāo)記；②利用所述一次對位標(biāo)記在GaN基片上制作二次金屬對位標(biāo)記；③對GaN基片在800℃-1000℃進(jìn)行高溫合金。采用本發(fā)明提高了非接觸光刻柵工藝的套刻精度，從而提高GaN功率器件的直流性能、射頻性能及可靠性。
文檔編號H01L21/60GK102064122SQ20101057912
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者周瑞, 張志國, 王勇, 秘瑕, 蔡樹軍, 趙金霞 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所