一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层技术

本申请属于半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层。该方法包括：对待刻蚀膜层，首先以光刻胶为掩膜，对待刻蚀膜层中的氧化硅膜层进行刻蚀，使氧化硅膜层呈正八字形态；然后以呈正八字形态的氧化硅膜为掩膜，对待刻蚀膜层中的TiN膜层进行刻蚀，使TiN膜层呈正八字形态；进一步的，采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的TiN膜层，使TiN膜层呈正梯形形貌，且TiN膜层的侧面与P

An etching method of tin film morphology and tin film

【技术实现步骤摘要】
一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层


[0001]本申请属于半导体集成电路
，尤其涉及一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层。

技术介绍

[0002]高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)是微波射频、光电子、电力电子等领域的常用器件。
[0003]目前有各种类型的HEMT，其中包括GaN基HEMT。GaN基HEMT的栅极结构(即HEMT Gate)通常包括TiN膜层、GaN Gate和Si基底。其中，GaN Gate包括p
‑
GaN(p型氮化镓)/Al
‑
GaN/GaN。在该HEMT Gate中，TiN能够与p
‑
GaN组成金属与半导体的反向的肖特基结，从而提升HEMT Gate的开启电压和抗噪声能力。在该反向的肖特基结中，TiN膜层与p
‑
GaN层的单边距离为400+/
‑
100埃。
[0004]目前，通常采用湿法刻蚀来制造上述HEMT Gate时，由于TiN材质的底部结构疏松，容易侧腐，导致TiN层与p
‑
GaN层的接触面积小，使得TiN与p
‑
GaN形成的反向的肖特基结漏电增大，从而影响肖特基结的开启电压和抗噪声能力。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种TiN膜层形貌的刻蚀方法及TiN膜层，以解决现有技术中由于TiN材质的底部结构疏松，容易侧腐，导致TiN层与p
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GaN层的接触面积小，使得TiN与p
‑
GaN形成的反向的肖特基结漏电增大，从而影响肖特基结的开启电压和抗噪声能力的问题。
[0006]本申请实施例的第一方面提供了一种TiN膜层形貌的刻蚀方法，该方法基于待刻蚀膜层进行，所述待刻蚀膜层依次包括光刻胶、氧化硅膜层、TiN膜层和P
‑
氮化镓膜层，所述方法包括：
[0007]以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态；
[0008]以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行刻蚀，使所述TiN膜层呈正八字形态；
[0009]采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，使所述TiN膜层呈正梯形形貌，且所述TiN膜层的侧面与所述P
‑
氮化镓的顶面的内夹角位于85
‑
90度之间；
[0010]剥去所述氧化硅膜后，得到目标TiN形貌的膜层。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态，包括：
[0012]在第一干刻机的第一控制条件下，以PR型号的光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜进行干刻，使得所述氧化硅膜呈第一预设条件和第一预设角度下的正八字形态。
[0013]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所
述第一控制条件，包括：
[0014]压力为100
‑
350毫托，功率为400
‑
1000瓦，磁场为10
‑
50高斯，氩气的气体流量为每分钟50
‑
200毫升，六氟化二碳的气体流量为每分钟50
‑
200毫升，三氟甲烷的气体流量为每分钟10
‑
100毫升，工艺处理时间为10
‑
50秒；
[0015]所述第一预设条件包括：所述氧化硅膜与所述TiN膜层的单边距离为1000埃；
[0016]所述第一预设角度为75
‑
80度。
[0017]结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行刻蚀，使所述TiN膜层呈正八字形态，包括：
[0018]在第二干刻机的第二控制条件下，以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行干刻，使得所述TiN膜层呈第二预设条件和第二预设角度下的正八字形态。
[0019]结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述第二控制条件，包括：
[0020]压力为5
‑
25毫托，上电极功率为250
‑
550瓦、下电极功率为150
‑
450瓦，氯气的气体流量为每分钟10
‑
60毫升、三氯化硼的气体流量为每分钟10
‑
70毫升，工艺处理时间为10
‑
50秒；
[0021]所述第二预设条件包括：所述TiN膜层与所述P
‑
氮化镓膜的单边距离为1000埃；
[0022]所述第二预设角度为70
‑
75度。
[0023]结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，使所述TiN膜层呈正梯形形貌，且所述TiN膜层的侧面与所述P
‑
氮化镓的顶面的内夹角位于85
‑
90度之间，包括：
[0024]采用混合酸液湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，使所述TiN膜层呈正梯形形貌，且所述TiN膜层的侧面与所述P
‑
氮化镓的顶面的内夹角位于85
‑
90度之间；
[0025]其中，所述混合酸液包括第一混合酸也和第二混合酸液，所述第一混合酸液为氨水和双氧水的混合酸，所述第二混合酸为硫酸和双氧水的混合酸。
[0026]结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述采用混合酸液湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，包括：
[0027]采用第一混合酸对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀后，再采用第二混合酸对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀。
[0028]结合第一方面，在第一方面的第七种可能实现方式中，采用第一混合酸对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀，包括：
[0029]控制所述第一混合酸中氨水和双氧水的体积比为1:1
‑
1:2；
[0030]将刻蚀温度设置为60
‑
125℃，工艺处理时间设置为250
‑
450秒，对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀。
[0031]结合第一方面，在第一方面的第八种可能实现方式中，采用第二混合酸对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀，包括：
[0032]控制所述第二混合酸中硫酸和双氧水的体积比为5:1
‑
10:1；
[0033]将刻蚀温度设置为60
‑
125℃，工艺处理时间设置为250
‑
450秒，对呈正八字形态的所述TiN膜层进行湿法侧向腐蚀。
[0034]本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TiN膜层形貌的刻蚀方法，其特征在于，该方法基于待刻蚀膜层进行，所述待刻蚀膜层依次包括光刻胶、氧化硅膜层、TiN膜层和P
‑
氮化镓膜层，所述方法包括：以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态；以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行刻蚀，使所述TiN膜层呈正八字形态；采用湿法侧向腐蚀呈正八字形态的所述TiN膜层，使所述TiN膜层呈正梯形形貌，且所述TiN膜层的侧面与所述P
‑
氮化镓的顶面的内夹角位于85
‑
90度之间；剥去所述氧化硅膜后，得到目标TiN形貌的膜层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜层进行刻蚀，使所述氧化硅膜层呈正八字形态，包括：在第一干刻机的第一控制条件下，以PR型号的光刻胶为掩膜，对所述氧化硅膜进行干刻，使得所述氧化硅膜呈第一预设条件和第一预设角度下的正八字形态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一控制条件，包括：压力为100
‑
350毫托，功率为400
‑
1000瓦，磁场为10
‑
50高斯，氩气的气体流量为每分钟50
‑
200毫升，六氟化二碳的气体流量为每分钟50
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200毫升，三氟甲烷的气体流量为每分钟10
‑
100毫升，工艺处理时间为10
‑
50秒；所述第一预设条件包括：所述氧化硅膜与所述TiN膜层的单边距离为1000埃；所述第一预设角度为75
‑
80度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行刻蚀，使所述TiN膜层呈正八字形态，包括：在第二干刻机的第二控制条件下，以呈正八字形态的所述氧化硅膜为掩膜，对所述TiN膜层进行干刻，使得所述TiN膜层呈第二预设条件和第二预设角度下的正八字形态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二控制条件，包括：压力为5
‑
25毫托，上电极功率为250
‑
550瓦、下电极功率为150
‑
450瓦，氯气的气体流量为每分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈定平，刘重伶，周克涝，金航，刘欣，罗浩，胡华胜，
申请(专利权)人：深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：