[发明专利]一种T型栅的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子元器件技术领域，特别涉及一种T型栅的制备方法。

背景技术

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：

fT=vs2πLg]]>

其中v_s为载流子的饱和漂移速率，L_g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R_g；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800μC/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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明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

本发明提供的T型栅的制备方法包括以下步骤：

在器件衬底外延层上匀电子束光刻胶，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匀光学光刻胶，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ZEP520，所述ZEP520层的厚度为

作为优选，在所述匀电子束光刻胶过程中，使用180℃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～100nm。

作为优选，对所述电子束光刻胶进行显影是采用显影液ZED-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

作为优选，所述光刻版为阳版图形，所述栅帽的宽度为0.5μm。

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＝1∶4∶40，历时3min，对Au进行腐蚀；