[发明专利]依靠光刻胶辅助形成Y型栅金属介质空洞的方法

说明书

本发明是依靠光刻胶辅助形成Y型栅金属介质空洞的方法，包括如下步骤：1）通过光刻工艺形成光刻胶对Y型栅金属条的覆盖；2）低温生长SiN介质；3）通过光刻、介质刻蚀工艺对栅金属条两端头进行介质开孔；4）去牺牲层光刻胶形成Y型栅的介质空洞；5）生长SiN介质封堵栅金属条两端头的介质开孔。优点：本方法形成的栅金属下介质空洞更大，栅寄生电容减小更显著，对于毫米波应用的亚微米、深亚微米栅长二代、三代半导体场效应器件，采用本方法以减小器件栅寄生电容具有积极意义。

技术领域

本发明涉及到的是一种有助于提高亚微米、深亚微米栅长二代三代半导体场效应器件的高频性能、噪声性能的依靠光刻胶辅助形成Y型栅金属介质空洞的方法，属于半导体技术领域。

背景技术

对于微波毫米波场效应管，提升其频率特性的主要手段之一是减小器件栅长以减小沟道电子渡越时间；国内外小栅长GaAs、InP HMET/PHEMT器件的开发已经达到小于100nm的水平。对于如此小的栅长，大大增加的栅电阻又成为制约器件性能的重要因素；为了解决小栅长器件栅电阻大的问题，小栅长器件普遍采用T型栅、Y型栅或者蘑菇栅的方案。

T型栅、Y型栅、蘑菇栅虽然克服了小栅长器件栅电阻大的问题，但仍称不上是一种完美的小栅长栅方案，因为其大尺寸的栅帽引入的寄生电容带来器件频率特性的下降；尤其是对于小栅长器件来说，其本征电容小、寄生电容相对较大，寄生电容成为影响器件频率特性的显著因素。

在栅帽金属下形成介质空洞是减小栅寄生电容的主要手段之一，因为相对于SiN介质电容，同样尺寸的真空（空气）介质电容值约为前者的1/7。传统的栅介质空洞形成方法利用介质淀积气体在栅金属下不同位置质量输运速率不同，因而产生不同的生长速率从而形成封堵空洞，如图1所示，通过此途径获得的介质空洞通常尺寸很小，因而对栅寄生电容的减小也是有限的。

发明内容

本发明提出的是一种依靠光刻胶辅助形成Y型栅金属介质空洞的方法，增大Y型栅栅介质空洞、甚至是完全空洞的工艺方法，提高器件尤其是小栅长的频率特性。

本发明的技术解决方案：依靠光刻胶辅助形成Y型栅金属介质空洞的方法，包括如下步骤：

1）通过光刻工艺形成光刻胶对栅金属条的覆盖；

2）低温生长SiN介质；

3）通过光刻、介质刻蚀工艺对栅金属条两端头进行介质开孔；

4）去牺牲层光刻胶形成Y型栅的介质空洞；

5）生长SiN介质封堵栅金属条两端头的介质开孔。

依靠易腐蚀SiON介质辅助的栅介质空洞形成方法，相对于传统的依赖于介质淀积气体质量输运特性形成小尺寸栅介质空洞，本专利提出的方法能够实现完全的栅介质空洞。

本发明的优点：本方法形成的栅金属下介质空洞更大，栅寄生电容减小更显著，对于毫米波应用的亚微米、深亚微米栅长二代、三代半导体场效应器件，采用本方法以减小器件栅寄生电容具有积极意义。

附图说明

图1-a 是采用传统方法对Y型栅进行SiN介质钝化时介质生长特点的示意图形。

图1-b是采用传统方法对Y型栅进行SiN介质钝化形成的小介质空洞的示意图。

图2- a 是通过光刻工艺形成光刻胶对栅条形成覆盖的示意图形（横断面）。

图2-b是图通过光刻工艺形成光刻胶对栅条形成覆盖的示意图形（俯视）。

图3- a 是生长200nm低温介质后的示意图形（横断面）。

图3-b是生长200nm低温介质后的示意图形（俯视）。