本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工制造領(lǐng)域，尤其涉及一種雙臺階t型柵的制作方法。

背景技術(shù)：

隨著場效應(yīng)晶體管(fet)高頻應(yīng)用需求的急劇增長，提升器件截止頻率ft顯得越發(fā)重要。

作為表征晶體管高速性能的重要參數(shù)，器件截止頻率ft的近似公式為：

其中vs為載流子的飽和遷移速率，lg為器件柵長?？梢钥闯?，柵長對器件的截止頻率有著決定性的影響。

縮小器件的柵長是提升其頻率性能的最直接的方法，但該方法同時會導(dǎo)致柵電阻的增大，柵電阻增大會惡化器件噪聲性能、降低器件最大振蕩頻率和可靠性等，t型柵的結(jié)構(gòu)由于可以減小柵電阻而被研究人員廣泛采用。

t型柵工藝存在以下不足：(1)t型柵多采用電子束曝光技術(shù)，雖然可以省卻部分制版費用，但是電子束光刻機造價高昂，生產(chǎn)效率低下，其產(chǎn)能往往只有步進(jìn)式光刻機的10％左右，很難滿足大批量生產(chǎn)之需求。(2)首先，t型柵工藝柵電阻仍然較大，存在進(jìn)一步優(yōu)化空間；

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙臺階t型柵的制作方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：器件柵工藝之前生長si3n4介質(zhì)，采用正膠曝光、顯影得到刻蝕窗口，通過icp-rie將介質(zhì)刻蝕掉一部分左右，隨后采用縮膠工藝減小刻蝕窗口特征尺寸，隨后刻蝕掉剩余部分厚度的介質(zhì)至半導(dǎo)體表面，接下來采用負(fù)膠曝光顯影定義柵帽，蒸發(fā)柵金屬再剝離完成整套工藝步驟。具體地：

一種雙臺階t型柵的制作方法，包括以下步驟：

s1：對完成源漏電極和隔離工藝的器件，表面鈍化si3n4介質(zhì)；

s2：勻涂高解析度正膠，并進(jìn)行前烘；

s3：采用步進(jìn)式光刻機進(jìn)行曝光與顯影，并進(jìn)行烘烤；

s4：在icp-rie中，使用cf4和o2刻蝕掉一定比例厚度的si3n4介質(zhì)；

s5：在正膠上勻涂縮膠，并分別進(jìn)行前烘和后烘，沿正膠邊緣發(fā)生反應(yīng)生成聚合物，縮小刻蝕窗口；

s6：在icp-rie中，使用cf4和o2刻蝕掉剩余的si3n4介質(zhì)；

s7：在nmp溶液中去膠，并采用ipa清洗，熱n2烘干；；

s8：勻涂負(fù)膠，光刻柵帽線條；

s9：打底膠；

s10：使用一定濃度hcl溶液清洗；

s11：蒸發(fā)柵金屬；

s12：剝離，形成雙臺階t型柵。

進(jìn)一步地，在步驟s5和s6之間還包括一個步驟：用去離子水清洗，去除未發(fā)生反應(yīng)的多余的縮膠，并進(jìn)行后烘。

進(jìn)一步地，所述的柵金屬為ni/au。

進(jìn)一步地，步驟s4中所述的一定比例厚度為40％-60％。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在氮化鎵外延材料上生長si3n4，隨后通過光刻定義柵線條，以光刻膠為刻蝕掩膜在icp-rie設(shè)備中刻蝕暴露出的si3n4介質(zhì)，隨后，晶圓整體勻涂縮膠，處理后使刻蝕窗口特征尺寸縮小，再在icp-rie腔體中繼續(xù)刻蝕氮化硅介質(zhì)至半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)界面處停止，之后去除刻蝕掩膜，勻涂負(fù)膠或反轉(zhuǎn)膠光刻出柵帽線條，蒸發(fā)柵金屬經(jīng)剝離工藝便可形成雙臺階t型柵結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明制作出雙臺階t型柵，既可以獲得較小的柵長，又可以獲得較小柵電阻，提高器件截止頻率，有助于獲得更好的器件性能；同時本方法工藝具備良好的可植入性和可操作性，具備很強的實用性。

附圖說明

圖1為步驟s3進(jìn)行曝光與顯影之后的示意圖；

圖2為步驟s4刻蝕掉一定厚度si3n4介質(zhì)的示意圖；

圖3為步驟s5完成后形成較小的刻蝕窗口的示意圖；

圖4為步驟s6刻蝕掉剩下厚度si3n4介質(zhì)的示意圖；

圖5為步驟s8得到的柵帽線條示意圖；

圖6為步驟s12完成后最終得到的雙臺階t型柵示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：一種雙臺階t型柵的制作方法，包括以下步驟：

s1：對完成源漏電極和隔離工藝的器件，表面鈍化si3n4介質(zhì)，該介質(zhì)其厚度為

s2：勻涂高解析度正膠，厚度為0.4-0.7μm，并進(jìn)行前烘，采用100℃真空熱板、90s實現(xiàn)；

s3：采用步進(jìn)式光刻機進(jìn)行曝光與顯影，最低可獲得特征尺寸為0.4μm的細(xì)線條，110-130℃烘烤60-120s；曝光與顯影后的結(jié)果如圖1所示；

s4：在icp-rie中，使用cf4和o2(6:1-10:1)刻蝕掉40％-60％厚度的si3n4介質(zhì)，icppower為50-100w，biaspower為10-20w，壓力為2-5mt，刻蝕速率為20-30nm/min；在本實施例中，刻蝕50％厚度介質(zhì)，如圖2所示；

s5：在正膠上勻涂縮膠，80-90℃下前烘60-90s，100-120℃下后烘60-90s，沿正膠邊緣發(fā)生反應(yīng)生成聚合物，縮小刻蝕窗口；之后，用去離子水清洗，去除未發(fā)生反應(yīng)的多余的縮膠以便縮小刻蝕窗口尺寸至0.15-0.25μm，并在110-120℃下后烘30-60s；如圖3所示；

s6：在icp-rie中，使用cf4和o2(6:1-10:1)刻蝕掉剩余的si3n4介質(zhì)，icppower為50-100w，biaspower為10-20w，壓力為2-5mt，刻蝕速率為20-30nm/min；在本實施例中，刻蝕剩余50％厚度介質(zhì)；在刻蝕完成后，暴露出gan外延表面，如圖4所示；

s7：在nmp溶液中去膠，并采用ipa清洗，熱n2烘干；

s8：勻涂負(fù)膠，厚度2.0-2.5μm，再光刻柵帽線條，柵帽的寬度為0.8-1.5μm；如圖5所示；

s9：打底膠，速率20-30s；

s10：使用10％hcl清洗1-2min；

s11：蒸發(fā)柵金屬(ni/au＝40-60/400-600nm)；

s12：剝離，形成雙臺階t型柵，如圖6所示。