一种T型栅的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种T型栅的制备方法，属于微电子元器件技术领域。该方法包括在器件衬底外延层表面形成电子束光刻胶层，使电子束光刻胶层形成细栅线条，一体形成栅金属层，形成光学光刻胶层，光刻出栅帽，腐蚀栅金属层，将残留的电子束光刻胶和光学光刻胶剥离七个步骤，从而在外延层上形成T型栅。该方法不仅能够有效降低T型栅的尺寸、提高T型栅制作的效率，还能提高T型栅的成品率以及一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子元器件
，特别涉及一种T型栅的制备方法。
技术介绍
随着场效应晶体管(FET)的工作频率增加，器件的截止频率也要求随之增加。截止频率是衡量晶体管高速性能的重要因子，其公式为其中Vs为载流子的饱和漂移速率，Lg为栅长。可以看出，栅长是决定器件截止频率最关键的因素。栅长的缩小可以提高器件的高频性能，但同时也导致了栅电阻的增加，这将带来器件噪声的增加和最大振荡频率的降低等一系列的对器件性能的负面影响。减小栅电阻可以从以下几个方面入手采用T型栅技术，在细栅上方形成较大的金属截面积，从而减小 Rg ；减小源漏极欧姆接触电阻；缩小源漏极间的距离；减小栅源漏金属电极电阻；减小栅与源极间的距离等。在T型栅制备工艺上，常用的方法是采用复合胶工艺以及电子束直写曝光方式， 采用多次曝光的方法，并利用不同显影液对胶的显影速度的差别，形成T型栅。为了获得更高的截止频率，器件的栅长通常在200nm以下。常用的复合胶工艺包括PMMA/PMAA/PMMA复合胶工艺；PMMA/UVIII复合胶工艺等，利用了 PMMA电子束光刻胶的高分辨率和高对比度的性能形成细的栅脚，然后利用上层光刻胶形成宽栅帽。但是，采用复合胶得到T型栅的工艺存在以下缺点1)多层胶工艺是利用上层胶形成宽的栅帽，再通过栅帽作为窗口对下层胶进行显影，存在的很大一个问题就是实验过程的难以重复性窗口的大小决定了下层胶的显影速度，也就决定了细栅的宽度，因此细栅的尺寸无法精确控制；2)多层胶工艺采用多次曝光，而且底层PMMA胶灵敏度低，使用曝光剂量通常都大于800yC/cm2，效率低下；3)PMMA抗等离子体刻蚀能力非常低，栅金属之前需要氧气去除残胶，会导致线条变宽。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种能够有效地降低T型栅的尺寸、提高T型栅的制作效率、同时提高T型栅的成品率和一致性的T型栅的制备方法本专利技术提供的T型栅的制备方法包括以下步骤在器件衬底外延层上勻电子束光刻胶，形成电子束光刻胶层；对所述电子束光刻胶进行曝光、显影和定影，使所述电子束光刻胶层形成细栅线条，在形成所述细栅线条的区域，所述外延层表面露出；向所述电子束光刻胶表面和露出的外延层表面蒸发栅金属，使所述栅金属填满所述细栅线条区域，并且在所述电子束光刻胶层表面和被栅金属填满的细栅线条区域表面一体形成栅金属层；在所述栅金属层表面勻光学光刻胶，形成光学光刻胶层；应用光刻版，在所述光学光刻胶层光刻出栅帽；对所述栅金属层进行腐蚀，除去被所述栅帽覆盖的区域之外的栅金属；将残留的电子束尤刻胶和光学光刻胶剥离，即在所述外延层上形成了 T型栅。作为优选，所述电子束光刻胶为^P520，所述^P520层的厚度为2000A。作为优选，在所述勻电子束光刻胶过程中，使用180°C热板真空加热3分钟。作为优选，对所述电子束光刻胶进行曝光是采用电子束实现的，所述细栅线条的宽度为50nm lOOnm。作为优选，对所述电子束光刻胶进行显影是采用显影液^D_N50实现的，显影时间为90s。作为优选，对所述电子束光刻胶进行定影是采用定影液ZMD-D实现的，定影时间为 15s。作为优选，所述栅金属层的组分为Ni/Au，厚度为400 A/5000 A。作为优选，所述光刻版为阳版图形，所述栅帽的宽度为0. 5μπι。作为优选，对所述栅金属层进行腐蚀包括以下步骤采用腐蚀液I2 KI H2O=I 4 40，历时!Bmin，对Au进行腐蚀；采用腐蚀液H2SO4 H2O2 H2O = 3 1 4，历时30s，对Ni进行腐蚀。本专利技术提供的T型栅的制备方法的有益效果在于本专利技术提供的T型栅的制备方法不仅能够有效降低T型栅的尺寸、提高T型栅制作的效率，还能提高T型栅的成品率以及一致性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在器件表面形成电子束光刻胶层后的截面示意图；图2为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在电子束光刻胶层形成细栅线条后的截面示意图；图3为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在形成栅金属层后的截面示意图；图4为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在形成光学光刻胶层后的截面示意图；图5为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在形成栅帽后的截面示意图；图6为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在对所述栅金属层进行腐蚀后的截面示意图；图7为本专利技术实施例提供的T型栅的制备方法在形成了 T型栅后的截面示意图。具体实施方式为了深入了解本专利技术，下面结合附图及具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供的T型栅的制备方法包括以下步骤步骤10 参见附图1，在器件衬底外延层9上勻电子束光刻胶，形成电子束光刻胶层1 ；其中，电子束光刻胶可以为ZEP520，ZEP520层的厚度可以为2000A;在勻电子束光刻胶过程中，可以使用180°C热板真空加热3分钟。步骤20:参见附图2，对电子束光刻胶层1进行曝光、显影和定影，使电子束光刻胶层1形成细栅线条2，在形成细栅线条2的区域，外延层9表面露出。其中，对电子束光刻胶层1进行曝光可以采用电子束实现的，细栅线条2的宽度可以为 50nm IOOnm0对电子束光刻胶层1进行显影可以采用显影液观D-N50实现的，显影时间可以为 90s。对电子束光刻胶层1进行定影可以采用定影液ZMD-D实现的，定影时间可以为 15s0步骤30 参见附图3，向电子束光刻胶层1表面和露出的外延层9表面蒸发栅金属，使栅金属填满细栅线条区域，并且在电子束光刻胶层1表面和被栅金属填满的细栅线条区域表面一体形成栅金属层3;其中，栅金属层的组分可以为Ni/Au，厚度为 400 A/5000 A。步骤40 参见附图4，在栅金属层3表面勻光学光刻胶，形成光学光刻胶层4 ；步骤50 参见附图5，应用光刻版，在光学光刻胶层4光刻出栅帽5 ；其中，光刻版为阳版图形，栅帽的宽度为0. 5 μ m。步骤60 参见附图6，对栅金属层3进行腐蚀，除去被栅帽5覆盖的区域之外的栅 ^riM 步骤61 可以采用腐蚀液I2 KI H2O=I 4 40，历时!Bmin，对Au进行腐蚀；步骤62 可以采用腐蚀液H2SO4 H2O2 H2O = 3 1 4，历时30s，对Ni进行腐蚀。步骤70 参见附图7，将残留的电子束光刻胶1和光学光刻胶5剥离，即在外延层 9上形成了 T型栅6。本专利技术提供的T型栅的制备方法不仅能够有效降低T型栅的尺寸、提高T型栅制作的效率，还能提高T型栅的成品率以及一致性。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种T型栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤在器件衬底外延层上勻电子束光刻胶，形成电子束光刻胶层；对所述电子束光刻胶进行曝光、显影和定影，使所述电子束光刻胶层形成细栅线条，在形成所述细栅线条的区域，所述外延层表面露出；向所述电子束光刻胶表面和露出的外延层表面蒸发栅金属，使所述栅金属填满所述细栅线条区域，并且在所述电子束光刻胶层表面和被栅金属填满的细栅线条区域表面一体形成栅金属层；在所述栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘果果，魏珂，黄俊，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：