一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法技术

技术编号:18239367 阅读:48 留言:0更新日期:2018-06-17 03:27
本发明专利技术提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,包括如下步骤:S1、在晶体管表面生长Si3N4介质层;S2、在Si3N4介质层上均匀涂抹高光感正胶并进行前烘;S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光并经显影形成刻蚀窗口;S4、对高光感正胶进行烘烤,形成侧壁倾斜的刻蚀窗口;S5、在ICP‑RIE中使用CF4和O2从侧壁倾斜的刻蚀窗口刻蚀Si3N4介质层形成氮化硅介质槽,随后去除高光感正胶;射频功率设置为50‑80W,偏置功率设置为8‑12W,腔体压力为3‑5mT,CF4与O2的比例为5:1‑8:1,刻蚀速率为20‑30nm/min,刻蚀时间5‑8min,过刻蚀不超过20%;S6、在晶体管表面均匀涂抹负胶,对负胶进行光刻形成栅帽线条;S7、蒸发栅金属并剥离形成T型栅。本发明专利技术能有效提升器件击穿电压和可靠性。 1

A T gate fabrication method for increasing the inclination angle of silicon nitride dielectric slot

The invention provides a T gate making method for increasing the inclination angle of the silicon nitride medium slot, including the following steps: S1, the growth of the Si3N4 medium layer on the surface of the transistor; S2, evenly smearing high photoresist on the Si3N4 medium layer and baking before; S3, exposing and developing the high photoresist by the step exposure mode. The etching window; S4, baking the high photosensitive positive glue and forming an etched window on the side wall; S5, using CF4 and O2 in the ICP RIE to etch the Si3N4 medium from the side wall of the side wall to form the silicon nitride medium, and then remove the high photoresist; the RF power is set to 50 80W, the bias power is set to 8 12W 12W, cavity. The pressure is 3 5mT, the ratio of CF4 to O2 is 5:1 8:1, the etching rate is 20 30nm/min, the etching time is 5 8min, and the over etching does not exceed 20%; S6, the negative glue is evenly coated on the surface of the transistor to form the gate cap line; S7, evaporating gate metal and peeling off the T gate. The invention can effectively improve the breakdown voltage and reliability of the device. One

【技术实现步骤摘要】
一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法
本专利技术属于半导体制造
,具体涉及一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法。
技术介绍
GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)特有的高电子迁移率、高二维电子气面密度、高击穿电场,使其具备更高的功率输出密度,被视为下一代射频/微波功率放大器的首选技术。减小器件栅长是提高器件工作频率最简单有效的方法,然而栅长减小会导致栅电阻增大,从而削弱器件特征频率的提升。为了解决上述矛盾,当前的做法主要是采用T型栅技术,通过栅脚来定义栅长,栅脚可以做到很小的尺寸;同时加宽栅帽尺寸,减小栅电阻。对于GaNHEMT而言,在制作栅电极之前通常会生长一层氮化硅介质,用于保护器件表面,因此,在制作T型栅时往往通过刻蚀氮化硅介质来定义栅脚。典型的氮化硅介质刻蚀之后的剖面角度接近90°,这个角度不利于栅金属的填充,容易形成空洞,从而降低晶体管的可靠性;也不利于缓解等电势线的聚集,从而影响器件击穿电压的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,该方法很好地解决了氮化硅介质槽角度不利于填充、容易形成孔洞的问题。为达到上述要求,本专利技术提供一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,包括如下步骤:S1、在晶体管表面生长Si3N4介质层;S2、在Si3N4介质层上均匀涂抹高光感正胶并进行前烘;S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光并经显影形成刻蚀窗口;S4、对高光感正胶进行烘烤,形成侧壁倾斜的刻蚀窗口;S5、在ICP-RIE设备中使用CF4和O2从侧壁倾斜的刻蚀窗口刻蚀Si3N4介质层形成氮化硅介质槽,并去除高光感正胶;射频功率设置为50-80W,偏置功率设置为8-12W,腔体压力为3-5mT,CF4与O2的比例为5:1-8:1,刻蚀速率为20-30nm/min,刻蚀时间5-8min,过刻蚀不超过20%;S6、在晶体管表面均匀涂抹负胶,对负胶进行光刻形成栅帽线条;S7、蒸发栅金属并剥离形成T型栅。与现有技术相比,本专利技术具有的优点是:步骤S4采用回流烘胶技术增大了刻蚀窗口的倾斜度,同时采用ICP-RIE设备,充分利用其各项异性刻蚀的特点,使刻蚀过程沿着光刻胶窗口的倾斜角度延伸,在氮化硅介质槽中形成较大倾斜角度,便于栅金属的填充,不易形成空洞,有效提升器件击穿电压和可靠性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:图1-7为本专利技术各步骤形成的器件结构示意图;图8为本专利技术的制作步骤示意图;图9为本专利技术步骤S5的电镜图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,以下结合附图及具体实施例,对本申请作进一步地详细说明。为简单起见,以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。本实施例以氮化镓高电子迁移率晶体管为例,介绍其T型栅的制作方法。该氮化镓高电子迁移率晶体管包括SiC衬底,且该器件已完成源漏电极和隔离工艺。其T型栅的制作方法如图8所示,包括以下步骤:S1、通过PECVD在晶体管表面生长Si3N4介质层,Si3N4介质层的厚度为用于钝化和保护表面;S2、在Si3N4介质层上均匀涂抹一层厚度为0.65μm的高光感正胶,并采用100℃真空热板对晶体管进行前烘,烘烤时间为90s;S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光显影形成刻蚀窗口1,采用步进式光刻机可以稳定制作出最小线宽为0.4μm的细线条,此时晶圆未经回流烘胶工艺处理,刻蚀窗口1侧壁角度比较接近90°;本步骤后得到的器件结构如图1所示;S4、对高光感正胶进行烘烤,形成侧壁倾斜角度约为55°的刻蚀窗口1;本步骤后得到的器件结构如图2所示;本步骤采用回流烘胶技术,可以采用真空热板进行烘烤,热板温度为135℃,烘烤时间为3min;也可以采用氮气烘箱进行烘烤,氮气烘箱温度为135℃,烘烤时间为30min;S5、在ICP-RIE设备中使用CF4和O2从侧壁倾斜的刻蚀窗口1刻蚀Si3N4介质层,使刻蚀过程沿着光刻胶窗口的倾斜角度延伸,形成较大倾斜角度的氮化硅介质槽2,器件结构如图3所示,其电镜图如图9所示,氮化硅介质槽2的底部宽度为439nm,侧壁的倾斜角度约为45°;控制CF4流量为30sccm,O2流量为5sccm,射频功率设置为50W,偏置功率设置为10W,腔体压力为3mT,刻蚀速率为20nm/min,刻蚀时间5-8min,过刻蚀时间不超过20%;随后去除光刻胶掩膜并采用浓度为10%的盐酸溶液清洗晶圆,清洗时间为60s,得到的器件结构如图4所示;S6、在晶体管表面均匀涂抹一层厚度2.0-2.5μm的负胶,对负胶进行光刻形成栅帽线条3,栅帽线条3的宽度为1.0-1.5μm;本步骤得到的器件结构如图5所示;然后采用浓度为10%的盐酸溶液清洗晶圆,清洗时间为60s;S7、蒸发栅金属形成栅极4,金属为Ni/Au,且Ni/Au=50/500nm,得到的器件结构如图6所示;采用NMP或丙酮溶液进行栅金属剥离,剥离时间为30-60min,得到的器件结构如图7所示。以上所述实施例仅表示本专利技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能理解为对本专利技术范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本专利技术保护范围。因此本专利技术的保护范围应该以所述权利要求为准。本文档来自技高网...
一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法

【技术保护点】
1.一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

【技术特征摘要】
1.一种增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、在晶体管表面生长Si3N4介质层;S2、在Si3N4介质层上均匀涂抹高光感正胶并进行前烘;S3、采用步进式曝光方式对高光感正胶进行曝光并经显影形成刻蚀窗口;S4、对高光感正胶进行烘烤,形成侧壁倾斜的刻蚀窗口;S5、在ICP-RIE设备中使用CF4和O2从侧壁倾斜的刻蚀窗口刻蚀Si3N4介质层形成氮化硅介质槽,并去除高光感正胶;射频功率设置为50-80W,偏置功率设置为8-12W,腔体压力为3-5mT,CF4与O2的比例为5:1-8:1,刻蚀速率为20-30nm/min,刻蚀时间5-8min,过刻蚀不超过20%;S6、在晶体管表面均匀涂抹负胶,对负胶进行光刻形成栅帽线条;S7、蒸发栅金属并剥离形成T型栅。2.根据权利要求1所述的增大氮化硅介质槽倾斜角度的T型栅制作方法,其特征在于,所述步骤S4中采用真空...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔欣
申请(专利权)人:成都海威华芯科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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