[发明专利]一种制备晶体管T型纳米栅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物半导体技术领域，尤其涉及一种制备高电子迁移率晶体管T型纳米栅的方法。

背景技术

栅的制备是高电子迁移率晶体管(HEMT)器件制作工艺中最关键的工艺。由于栅长大小直接决定了HEMT器件的频率、噪声等特性，栅长越小，器件的电流截止频率(f_T)和功率增益截止频率(f_max)越高，器件的噪声系数也越小，人们通过不断减小高电子迁移率晶体管(HEMT)器件的栅长来得到更好特性的器件。

随着栅长缩短，栅电阻增大，当栅长减至0.5μm以下时，栅电阻的微波损耗使增益衰减比较严重。因此要在栅金属的顶部构筑大的金属截面，从而形成T形栅的制作方法。

目前国内外应用广泛、已报道的制备HEMT器件T型栅的典型方法有以下两种：

一种方法采用PMMA/PMGI/PMMA三层电子束胶结构，通过一次电子束曝光制备栅(石华芬，张海英，刘训春等.一种新的高成品率InP基T型纳米栅制作方法.半导体学报，2003，23(4)：411～415)；

另一种方法采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三层电子束胶结构，通过两次电子束曝光制备栅(Yoshimi Yamashita，Akira Endoh，KeisukeShinohara，ec al.Ultra-Short 25-nm-Gate Lattice-Matched InAlAs/InGaAsHEMTs within the Range of 400 GHz Cutoff Frequency.IEEE Electron DeviceLetters，Aug 2001，22(8)：367～369)。

如图1所示，图1为目前采用PMMA/PMGI/PMMA三层电子束胶结构和一次电子束曝光制备栅的示意图。该方法采用PMMA/PMGI/PMMA三层电子束胶结构，通过一次电子束曝光来制备栅，仅使用一次电子束曝光，不存在栅帽和栅脚的对准问题。但由于PMMA电子束胶对显影液非常敏感，使显影时间不易控制，不易做出极小尺寸的纳米栅线条。

如图2所示，图2为目前采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三层电子束胶结构和两次电子束曝光制备栅的示意图。该方法采用ZEP520A/PMGI/ZEP520A三层电子束胶结构，通过两次电子束曝光来制备栅。这种方法栅帽版曝光完成后，需将外延片取出电子束光刻机进行显影，之后再重新放入电子束光刻机进行栅脚版的曝光，这样多次移动样片将会人为的增加栅帽和栅脚的对准误差。

此外，由于ZEP520A与外延片粘附性不好，匀胶前需要先淀积一层介质，该介质通常为氮化硅或二氧化硅，曝光显影后还要将栅槽处的介质刻蚀掉，纳米尺寸的细线条刻蚀很难控制，工艺难度较大，且底层的ZEP520A电子束胶较难去除，容易影响器件的特性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制备高电子迁移率晶体管T型纳米栅的方法，以克服目前高电子迁移率晶体管(HEMT)T型纳米栅制备时存在的不足。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制备晶体管T型纳米栅的方法，该方法包括以下步骤：

A、在清洗干净的外延片上匀一层易于实现去胶和剥离的第一层电子束胶，然后前烘；

B、在所述第一层电子束胶上匀第二层电子束胶ZEP520A，然后前烘；

C、在所述第二层电子束胶ZEP520A上匀一层易于实现去胶和剥离的第三层电子束胶，然后前烘；

D、在所述第三层电子束胶上匀第四层电子束胶ZEP520A，然后前烘；

E、进行栅脚版电子束曝光；

F、进行栅帽版电子束曝光；

G、依次显影第四层电子束胶ZEP520A，易于实现去胶和剥离的第三层电子束胶，第二层电子束胶ZEP520A和易于实现去胶和剥离的第一层电子束胶；

H、腐蚀栅槽，蒸发栅金属并剥离，形成晶体管T型纳米栅。

所述步骤A之前进一步包括：清洗外延片，在130度的真空烘箱内将六甲基二硅氨烷(HMDS)蒸发在清洗干净的外延片上，用于增加外延片与胶的粘附性。

所述清洗外延片的步骤包括：先用丙酮冲洗，再用乙醇冲洗，然后用去离子水冲洗，如此反复至少6次，最后用氮气吹干。

所述易于实现去胶和剥离的第一层电子束胶和第三层电子束胶为PMGI电子束胶，或为LOR胶。