一种T型栅及其制备方法、HEMT器件技术

本申请公开了一种T型栅及其制备方法、HEMT器件，涉及半导体器件技术领域，本申请的T型栅的制备方法，包括提供外延片；在外延片上形成光刻胶体；采用等离子刻蚀工艺刻蚀光刻胶体以形成缩小光刻胶体；在设置有缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，介质层环绕缩小光刻胶体；在介质层上形成第一光刻胶层，并刻蚀形成第一腔体，第一腔体在外延片上的投影覆盖缩小光刻胶体的投影；剥离缩小光刻胶体以使介质层围合形成第二腔体；在第一光刻胶层上沉积金属材料以使金属材料填充第一腔体和第二腔体；去除第一光刻胶层以在外延片上形成T型栅。本申请提供的T型栅及其制备方法、HEMT器件，能够缩短T型栅的制备时间，提高器件制备效率，降低成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种T型栅及其制备方法、HEMT器件


[0001]本申请涉及半导体器件
，具体而言，涉及一种T型栅及其制备方法、HEMT器件。

技术介绍

[0002]在砷化镓/氮化镓射频毫米波单片集成电路上，栅长是影响微波器件性能的一个重要参数，栅长越短，工作频率也就越高，由于器件的高频增益除了受栅长影响之外，受栅寄生参量栅电阻Rg和栅电容Cgs的影响也很大。减小栅长，可以使栅电容Cgs降低，但要保证栅电阻Rg不能降低，为解决Rg和Cgs的矛盾，采用T型栅是目前最有效工艺途径。
[0003]受限于现有I
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line光刻的工艺宽度，目前T型栅通常采用电子束曝光机或者深紫外曝光机制作，但是，电子束曝光机和深紫外曝光机的价格较高且制备效率较低。示例的，电子束曝光机工艺制作T形栅的方法有两种：一种是半导体基板上使用两层E
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beam复合胶，也就是下层根部腔体和上层头部腔体两层图形都由电子束曝光机完成。此方法中电子束曝光机需要完成三次光刻来制造T形栅，下层一次，上层两次(上层图形在下层图形的两边，一边光刻一次)，相较于I
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line曝光机，电子束曝光机光刻时间长，且电子束曝光机十分昂贵，所以该方法效率低成本高。另一种方法是：下层是E
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beam胶，上层DUV胶，也就是上层头部腔体图形交给I
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line光刻机工艺完成，电子束曝光机工艺只需要做下层根部一层的腔体图形。该方法中依旧需要使用电子束曝光机工艺，使得T型栅的制备时间较长，成本较高。r/>
技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种T型栅及其制备方法、HEMT器件，能够缩短T型栅的制备时间，提高器件制备效率，降低成本。
[0005]本申请的实施例一方面提供了一种T型栅的制备方法，包括提供外延片；在外延片上形成光刻胶体；采用等离子刻蚀工艺刻蚀光刻胶体以形成缩小光刻胶体；在设置有缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，介质层环绕缩小光刻胶体；在介质层上形成第一光刻胶层，第一光刻胶层对应缩小光刻胶体处形成第一腔体，第一腔体在外延片上的投影覆盖缩小光刻胶体在外延片上的投影，且第一腔体穿透第一光刻胶层；剥离缩小光刻胶体以使介质层围合形成第二腔体；在第一光刻胶层上沉积金属材料以使金属材料填充第一腔体和第二腔体；去除第一光刻胶层以在外延片上形成T型栅。
[0006]作为一种可实施的方式，在设置有缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，介质层环绕缩小光刻胶体包括：在设置有缩小光刻胶体的外延片上低温生长介质材料形成介质层，介质层的厚度在200
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2000A之间；对介质层的上表面平坦化处理。
[0007]作为一种可实施的方式，低温生长的温度在50
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150℃之间。
[0008]作为一种可实施的方式，在介质层上形成第一光刻胶层，第一光刻胶层对应缩小光刻胶体处形成第一腔体，第一腔体在外延片上的投影覆盖缩小光刻胶体在外延片上的投影，且第一腔体穿透第一光刻胶层包括：在介质层上涂覆光刻胶；采用掩膜版刻蚀对应缩小
光刻胶体的位置，形成第一腔体。
[0009]作为一种可实施的方式，在外延片上形成光刻胶体包括：在外延片上涂覆光刻胶材料形成第二光刻胶层；采用掩膜版覆盖第二光刻胶层并光刻形成光刻胶体。
[0010]作为一种可实施的方式，采用掩膜版覆盖第二光刻胶层并光刻形成光刻胶体时，光刻胶体呈圆台结构，且圆台结构的面积较小的底面与外延片接触。
[0011]作为一种可实施的方式，采用掩膜版覆盖第二光刻胶层并光刻形成光刻胶体的最小线宽在0.23
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0.27μm之间。
[0012]作为一种可实施的方式，刻蚀光刻胶体以形成缩小光刻胶体的最小线宽在0.1
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0.11μm之间。
[0013]本申请的实施例另一方面提供了一种T型栅，采用上述T型栅的制备方法在外延片上制备而成，T型栅包括栅足以及与栅足连接的栅帽，栅足远离栅帽的一端与外延片连接。
[0014]本申请的实施例再一方面提供了一种HEMT器件，包括外延片，以及设置于外延片同一表面上的源极、漏极和上述T型栅，T型栅位于漏极和源极之间。
[0015]本申请实施例的有益效果包括：
[0016]本申请提供的T型栅的制备方法，包括提供外延片；在外延片上形成光刻胶体,光刻胶体采用I
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line光源光刻形成；采用等离子体刻蚀工艺刻蚀光刻胶体以形成缩小光刻胶体；在设置有缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，介质层环绕缩小光刻胶体；在介质层上形成第一光刻胶层，并刻蚀形成第一腔体，第一光刻胶层采用I
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line光源光刻形成第一腔体，第一腔体在外延片上的投影覆盖缩小光刻胶体在外延片上的投影，其中第一腔体内用于填充金属材料形成栅帽；剥离缩小光刻胶体以使介质层围合形成第二腔体，第二腔体内用于填充金属材料形成栅足；在第一光刻胶层上沉积金属材料以使金属材料填充第一腔体和第二腔体，形成连接的栅足和栅帽；去除第一光刻胶层以在外延片上形成T型栅。本申请提供的T型上的制备方法，采用I
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line光源光刻工艺和等离子体刻蚀工艺形成缩小光刻胶体，从而实现线宽较小的栅足，避免了现有技术中采用电子束扫描光机工艺刻蚀使用时间较长的缺点，从而缩短T型栅的制备时间，提高器件制备效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本申请实施例提供的一种T型栅的制备方法流程图；
[0019]图2为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之一；
[0020]图3为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之二；
[0021]图4为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之三；
[0022]图5为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之四；
[0023]图6为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之五；
[0024]图7为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之六；
[0025]图8为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之七；
[0026]图9为本申请实施例提供的一种T型栅制备的状态图之八。
[0027]图标：110
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外延片；120
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光刻胶体；121
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缩小光刻胶体；130
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介质层；140
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第一光刻胶层；141
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第一腔体；142
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第二腔体；150
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T型栅；151
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栅足；152
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栅帽；160
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T型栅的制备方法，其特征在于，包括：提供外延片；在所述外延片上形成光刻胶体；采用等离子刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶体以形成缩小光刻胶体；在设置有所述缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，所述介质层环绕所述缩小光刻胶体；在所述介质层上形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层对应所述缩小光刻胶体处形成第一腔体，所述第一腔体在所述外延片上的投影覆盖所述缩小光刻胶体在所述外延片上的投影，且所述第一腔体穿透所述第一光刻胶层；剥离所述缩小光刻胶体以使所述介质层围合形成第二腔体；在所述第一光刻胶层上沉积金属材料以使所述金属材料填充所述第一腔体和所述第二腔体；去除所述第一光刻胶层以在所述外延片上形成T型栅。2.根据权利要求1所述的T型栅的制备方法，其特征在于，所述在设置有所述缩小光刻胶体的外延片上形成介质层，所述介质层环绕所述缩小光刻胶体包括：在设置有所述缩小光刻胶体的外延片上低温生长介质材料形成介质层，所述介质层的厚度在200
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2000A之间；对所述介质层上表面平坦化处理。3.根据权利要求2所述的T型栅的制备方法，其特征在于，所述低温生长的温度在50C～150℃之间。4.根据权利要求1所述的T型栅的制备方法，其特征在于，所述在所述介质层上形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层对应所述缩小光刻胶体处形成第一腔体，所述第一腔体在所述外延片上的投影覆盖所述缩小光刻胶体在所述外延片上的投影，且所述第一腔体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，蔡仙清，刘胜厚，孙希国，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：