本發(fā)明屬于半導體器件，具體涉及一種t型柵制備方法以及t型柵。

背景技術(shù)：

1、化合物半導體材料(例如gan、gaas、inp)具有許多優(yōu)良的特性，如高臨界擊穿電場、高電子遷移率、高二維電子氣濃度和良好的高溫工作能力等?；诨衔锇雽w的高電子遷移率晶體管(hemt)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)場效應晶體管(hfet)等器件已經(jīng)得到了廣泛應用，尤其在射頻、微波等需要大功率和高頻率的領域具有明顯優(yōu)勢。

2、在化合物半導體射頻功率器件的制作工藝中，t型柵電極的制作是關鍵工藝。t型柵是指截面形狀呈現(xiàn)蘑菇型的t狀柵電極，其下部接觸半導體表面的柵根很窄，從而可以提高器件的截至頻率，而上部的柵帽很寬，可以降低柵極的電阻。但是，當需要實現(xiàn)傳統(tǒng)i線光刻機無法實現(xiàn)的柵長線條(例如0.25和0.15μm)時，無可避免地需要昂貴且緩慢的電子束光刻機，或需要化合物半導體工藝不常用的duv步進式光刻機。

3、因此，目前急需要一種利用傳統(tǒng)i線光刻機就可以制備的更小柵長的t型柵，以降低設備成本，提高制備效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種t型柵制備方法以及t型柵，利用傳統(tǒng)i線光刻機就可以制備更小柵長的t型柵，能夠降低設備成本，提高制備效率。

2、本發(fā)明的一個方面提供一種t型柵制備方法，包括：

3、步驟s1：提供一片外延片；

4、步驟s2：在外延片上沉積一層氮化硅薄膜；

5、步驟s3：在氮化硅薄膜上涂布一層第一光刻膠，所述第一光刻膠為熱回流膠；

6、步驟s4：使用i線步進式光刻機對第一光刻膠曝光并顯影，形成開口的第一光刻膠圖案；

7、步驟s5：對第一光刻膠圖案進行熱回流加熱，形成開口比第一光刻膠圖案縮小的第二光刻膠圖案；

8、步驟s6：以第二光刻膠圖案為掩模，使用等離子體刻蝕對氮化硅薄膜進行刻蝕，形成柵極制作窗口；

9、步驟s7：在第二光刻膠圖案上方以及柵極制作窗口中沉積第一金屬膜；

10、步驟s8：在第一金屬膜上涂布一層厚膠，使用i線步進式光刻機曝光并顯影，形成需要電鍍的區(qū)域；

11、步驟s9：通過電鍍使需要電鍍的區(qū)域的第一金屬膜增厚為第二金屬膜，并去除厚膠；

12、步驟s10：在第二金屬膜上涂布一層第二光刻膠，使用i線步進式光刻機對第二光刻膠曝光并顯影，形成需要逆電鍍的區(qū)域；

13、步驟s11：通過逆電鍍?nèi)コ幢坏诙饪棠z覆蓋的第二金屬膜；

14、步驟s12；去除第二光刻膠圖案，保留第二金屬膜形成t型柵。

15、優(yōu)選地，第二光刻膠圖案的開口比第一光刻膠圖案縮小0.13～0.18μm。

16、優(yōu)選地，第一金屬膜的厚度為100nm～150nm，第二金屬膜比第一金屬膜增厚的厚度為400～500nm。

17、優(yōu)選地，第一金屬膜為多層金屬膜，所述多層金屬膜的材料由下至上依次為ni、au或ti、au或mo、ti、au。

18、優(yōu)選地，在步驟s9中，電鍍使用無氰金電鍍液，以第一金屬膜的最上層的au為起鍍層電鍍金。

19、優(yōu)選地，在步驟s8中，所述厚膠的涂布厚度為20～50um。

20、優(yōu)選地，在步驟s5中，采用熱板進行加熱，加熱溫度為155～160℃，時間為5～6min。

21、優(yōu)選地，在步驟s6中，所述等離子體刻蝕使用的設備是桶式等離子體刻蝕機、平行板等離子體刻蝕機、順流等離子體刻蝕機、rie刻蝕機、ecr刻蝕機或icp刻蝕機，所述等離子體是基于o的氣體、基于cl的氣體或基于f的氣體。

22、優(yōu)選地，所述基于f的氣體為sf6，所述基于cl的氣體為bcl3、cl2、cocl2、ccl4、ccl2f2、pcl3、hcl、cl2與bcl3的混合物、cf2cl2或ccl4，所述基于o的氣體為o2或o2與ar的混合物。

23、本發(fā)明的另一個方面提供一種t型柵，通過上述的方法制備得到。

24、根據(jù)本發(fā)明上述方面的t型柵制備方法以及t型柵，利用傳統(tǒng)i線光刻機就可以制備更小柵長的t型柵，能夠降低設備成本，提高制備效率。

技術(shù)特征：

1.一種t型柵制備方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二光刻膠圖案的開口比第一光刻膠圖案縮小0.13～0.18μm。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一金屬膜的厚度為100nm～150nm，第二金屬膜比第一金屬膜增厚的厚度為400～500nm。

4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一金屬膜為多層金屬膜，所述多層金屬膜的材料由下至上依次為ni、au或ti、au或mo、ti、au。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟s9中，電鍍使用無氰金電鍍液，以第一金屬膜的最上層的au為起鍍層電鍍金。

6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟s8中，所述厚膠的涂布厚度為20～50um。

7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟s5中，采用熱板進行加熱，加熱溫度為155～160℃，時間為5～6min。

8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟s6中，所述等離子體刻蝕使用的設備是桶式等離子體刻蝕機、平行板等離子體刻蝕機、順流等離子體刻蝕機、rie刻蝕機、ecr刻蝕機或icp刻蝕機，所述等離子體是基于o的氣體、基于cl的氣體或基于f的氣體。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于f的氣體為sf6，所述基于cl的氣體為bcl3、cl2、cocl2、ccl4、ccl2f2、pcl3、hcl、cl2與bcl3的混合物、cf2cl2或ccl4，所述基于o的氣體為o2或o2與ar的混合物。

10.一種t型柵，其特征在于，利用權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種T型柵制備方法以及T型柵，所述方法包括：在外延片上沉積氮化硅薄膜并涂布第一光刻膠；使用i線光刻機對第一光刻膠曝光并顯影，形成第一光刻膠圖案；進行熱回流加熱形成開口縮小的第二光刻膠圖案；對氮化硅薄膜進行刻蝕形成柵極制作窗口；沉積第一金屬膜并涂布一層厚膠，使用i線步進式光刻機曝光并顯影形成需要電鍍的區(qū)域；通過電鍍使第一金屬膜增厚為第二金屬膜；涂布第二光刻膠，使用i線步進式光刻機曝光并顯影形成需要逆電鍍的區(qū)域；通過逆電鍍?nèi)コ幢坏诙饪棠z覆蓋的第二金屬膜；去除第二光刻膠圖案，保留第二金屬膜作為T型柵。本發(fā)明利用傳統(tǒng)i線光刻機就可以制備更小柵長的T型柵，能夠降低設備成本，提高制備效率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊云暢,李華陽,伏盛權(quán),黃紅藍,程少磊,楊瑾,徐浩,房爽
受保護的技術(shù)使用者：成都航天博目電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19