CN107799407A - 一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 - Google Patents
一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107799407A CN107799407A CN201610750543.4A CN201610750543A CN107799407A CN 107799407 A CN107799407 A CN 107799407A CN 201610750543 A CN201610750543 A CN 201610750543A CN 107799407 A CN107799407 A CN 107799407A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoresist
- phase transformation
- substrate
- notched gates
- sacrifice layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 100
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 17
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 16
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical group [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 11
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 29
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 26
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件。该制备方法包括在衬底上先后沉积牺牲层和光刻胶；利用激光直写光刻对所述光刻胶的光刻区域进行相变处理；在相变后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；进一步对相变处理后的光刻胶进行相变处理；以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀；去除所述衬底上的剩余光刻胶和牺牲层，在衬底上形成晶体管的凹槽栅。由于激光直写光刻技术具有窄线宽、刻写速率快的优点，本发明利用激光直写光刻技术制备凹槽栅，能够保证得到的凹槽栅具有较窄的光刻线条的同时，能够实现大面积短栅长晶体管的制备。
Description
技术领域
本发明涉及晶体管制备技术领域，具体而言涉及一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件。
背景技术
宽禁带半导体具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率大、电子饱和漂移速度高等特点，在高温以及微波功率器件制造领域具有极大的潜力。其中，以GaN为衬底的高电子迁移率晶体管(HEMT)在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势，已经成为当前研究的热点之一。
在微波领域，晶体管的频率特性与晶体管的栅电极长度具有直接的关系；晶体管的栅长越短，则晶体管的频率特性越高。目前，常采用电子束光刻和步进式投影光刻的方法制备短栅长的晶体管。其中，电子束光刻可以实现百纳米级别的光刻线条，但电子束光刻效率较低；以JEOL产的型号为JBX5500ZA设备为例，其光刻速率约为6×104s/mm2，并不适合于大面积的光刻。步进式投影光刻机的光刻效率较高，可以应用于大面积光刻，但相比于电子束光刻，步进式投影光刻的分辨率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件，能够保证得到的凹槽栅具有较窄的光刻线条的同时，能够实现大面积短栅长晶体管的制备。
为解决上述技术问题，本发明提出的一个技术方案是：提供一种晶体管的凹槽栅制备方法，该制备方法包括：
S01、在衬底上先后沉积牺牲层和光刻胶；
S02、利用激光直写光刻对所述光刻胶的光刻区域进行相变处理；
S03、在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；
S04、进一步对相变处理后的光刻胶进行相变处理；
S05、以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀；
S06、去除所述衬底上的剩余光刻胶和牺牲层，在衬底上形成晶体管的凹槽栅。
其中，所述晶体管为高电子迁移率晶体管；
所述步骤S01中沉积牺牲层和光刻胶的方法包括：原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积、电耦合等离子化学气相沉积、光学薄膜沉积、磁控溅射沉积或电子束蒸发沉积；所述衬底为氮化镓。
其中，所述步骤S03，包括：
利用显影液浸泡处理所述在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；
所述显影液为能够腐蚀光刻胶，但不能腐蚀相变处理后的光刻胶的溶液。
其中，所述步骤S04中，通过在氧气、压缩空气或真空环境中对相变处理后的光刻胶进行退火处理，以进一步对光刻胶进行相变处理。
其中，所述退火处理的退火时间为20～40分钟。
其中，所述步骤S05，包括：
以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜，利用等离子体刻蚀对衬底进行刻蚀；
所述等离子体刻蚀包括：反应等离子体刻蚀或电感耦合等离子体刻蚀。
其中，所述光刻胶为无机光刻胶。
其中，所述牺牲层的厚度为15～30纳米。
其中，所述光刻胶的厚度为30～80纳米。
本发明另一实施例提供一种大功率射频器件，该大功率射频器件包含根据上述制备方法得到的晶体管。
本发明公开的一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件，该制备方法包括在衬底上先后沉积牺牲层和光刻胶；利用激光直写光刻对所述光刻胶的光刻区域进行相变处理；在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；进一步对相变处理后的光刻胶进行相变处理；以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀；去除所述衬底上的剩余光刻胶和牺牲层，在衬底上形成晶体管的凹槽栅。激光直写光刻技术具有窄线宽、刻写速率快的优点，本发明利用激光直写光刻技术制备凹槽栅，能够保证得到的凹槽栅具有较窄的光刻线条的同时，能够实现大面积短栅长晶体管的制备。
附图说明
图1是本发明晶体管的凹槽栅制备方法一实施例的流程示意图；
图2是图1中步骤S01形成的凹槽栅的结构示意图；
图3是图1中步骤S02形成的凹槽栅的结构示意图；
图4是图1中步骤S03形成的凹槽栅的结构示意图；
图5是图1中步骤S04形成的凹槽栅的结构示意图；
图6是图1中步骤S05形成的凹槽栅的结构示意图；
图7是采用电感耦合等离子体刻蚀中，RF功率为120瓦时，氮化镓(GaN)、钛(Ti)和二氧化钛(TiO2)随ICP功率改变的刻蚀速率的曲线图；
图8是图7的刻蚀条件下对应的GaN/TiO2、GaN/Ti和Ti/TiO2的刻蚀比的曲线图；
图9是图1中步骤S06形成的凹槽栅的结构示意图。
具体实施例
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件做进一步详细描述。在附图中，为了清楚器件，夸大了层和区域的厚度，相同的标号在整个说明书和附图中用来表示相同的元件。
参阅图1，本发明晶体管的凹槽栅制备方法一实施例包括以下步骤：
S01、在衬底上先后沉积牺牲层和光刻胶。
以氮化镓(GaN)作为衬底，通过原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积、电耦合等离子化学气相沉积、光学薄膜沉积、磁控溅射沉积或电子束蒸发沉积等方法在GaN衬底上沉积一层具有一定厚度的牺牲层，再在牺牲层上通过原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积、电耦合等离子化学气相沉积、光学薄膜沉积、磁控溅射沉积或电子束蒸发沉积等方法沉积光刻胶。
牺牲层和光刻胶的沉积方法可以相同也可以不同，且牺牲层和光刻胶均覆盖整个衬底表面(包括光刻区域和非光刻区域)。
光刻胶在制备过程中会被两次相变处理，最终形成比较稳定的物质。在对光刻胶进行去除时会比较困难，若直接利用强腐蚀性溶液对两次相变处理后的光刻胶进行去除，虽然能够去除光刻胶，但在光刻胶的去除过程中可能对衬底表面也会造成影响，使得衬底表面不平整，影响最终得到的器件的性能。在衬底和光刻胶之间设置牺牲层，则可以通过使用能够溶解牺牲层的溶液去除掉牺牲层，同时光刻胶也会随着牺牲层的溶解而从衬底上脱落，且不会对衬底的表面造成影响。利用增加牺牲层的方法可以降低对光刻胶的要求，增加可用光刻胶的种类。
光刻胶可以为有机光刻胶、无机光刻胶；无机光刻胶相对于有机光刻胶，在制备晶体管的凹槽栅时能够获得更窄的光刻线条的宽度；常用的无机光刻胶包括金属钛(Ti)、金属锡(Sn)或锗锑碲相变材料(Ge2Sb2Te5)。
牺牲层包括但不限于二氧化硅(SiO2)，牺牲层的厚度为15～30纳米，光刻胶的厚度为30～80纳米。
本实施例以光刻胶为金属钛，牺牲层为二氧化硅为例进行说明，如图2所示，GaN衬底10上依次附着牺牲层20和金属钛30。
S02、利用激光直写光刻对所述光刻胶的光刻区域进行相变处理。
光刻胶的光刻区域通过激光直写光刻而第一次进行相变处理，而非光刻区域没有发生变化；其中，激光直写光刻通过热作用使光刻胶发生相变。
由于激光对光刻胶的热作用从光刻胶的表面往贴合牺牲层的一面逐渐减弱，因此光刻胶的相变程度从表面往贴合牺牲层的一面也逐渐减弱。
如图3所示，以光刻胶为金属钛30为例，金属钛30的光刻区域由于激光的热作用而转变为氧化钛301，由于激光对金属钛30的热作用从光刻胶的表面往贴合牺牲层的一面逐渐减弱，则氧化钛301的相变程度从表面往贴合牺牲层的一面逐渐减弱。光刻胶的非光刻区域仍然为金属钛30。
若光刻胶为锗锑碲相变材料，锗锑碲相变材料在一般环境下为非晶态，经过激光的热作用，锗锑碲相变材料从非晶态转变为晶态。
激光直写光刻能够实现宽度仅为0.25μm的光刻线条，且激光直写光刻的刻写速率一般为4.4×103s/mm2。激光直写光刻相对于电子束光刻，具有较快的刻写速率(电子束光刻的刻写速率一般为6×104s/mm2)；且激光直写光刻相对于步进式投影光刻机光刻具有更窄的光刻线条(步进式投影光刻机光刻的光刻线条的宽度为0.5μm)。此外，激光直写光刻能够通过改变光刻频率及步进大小调节光刻速率，更适合于大面积进行光刻，使其更适合于大功率射频器件的制备。
S03、在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形。
利用显影液浸泡第一次相变处理后的光刻胶和牺牲层，在光刻胶和牺牲层上形成光刻图形。
本发明对显影液不做具体限制，显影液为能够腐蚀光刻胶，但不能腐蚀相变处理后的光刻胶的溶液即可。
例如，若光刻胶为金属钛，金属钛相变处理后转变为氧化钛，则显影液为能够腐蚀金属钛，但不能腐蚀氧化钛的溶液。
若光刻胶为锗锑碲相变材料，锗锑碲相变材料相变处理之后由非晶态转变为晶态，则显影液为溶解非晶态的速度大于溶解晶态的速度的溶液，从而使相变处理后的非晶态在其中的溶解速度大于晶态在其中的溶解速度，导致在未被溶解的晶态的锗锑碲相变材料上得到光刻图形。
如图4所示，光刻胶为金属钛30，经过步骤S02，光刻胶的光刻区域为氧化钛301，利用能够腐蚀金属钛30，但不能腐蚀氧化钛301和二氧化钛的氢氟酸作为显影液，在光刻胶的非光刻区域和牺牲层20上形成光刻图形201。
若光刻胶为锗锑碲相变材料，则可以使用硝酸：双氧水混合溶液作为显影液。
S04、进一步对相变处理后的光刻胶进行相变处理。
通过在氧气、压缩空气或真空环境中对相变处理后的光刻胶进行退火处理，采用设备为快速退火炉或管式退火炉，退火处理的退火时间为20～40分钟，使得进一步对相变后的光刻胶进行相变处理。
退火处理的退火温度与光刻胶的材料有关，若光刻胶为金属钛，则退火处理的退火温度为400℃～600℃，且退火环境为氧气环境或压缩空气环境。若光刻胶为锗锑碲相变材料，则退火处理的退火温度为200℃～350℃，且退火环境为真空环境。
如图5所示，光刻胶为金属钛30，经过步骤S02，光刻胶的光刻区域为氧化钛301，通过退火处理使氧化钛301转变为二氧化钛302。
S05、以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀。
进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上具有光刻图形，以具有光刻图像的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀，将光刻胶和所述牺牲层上具有的光刻图形转移至衬底上。
如图6所示，光刻胶为金属钛30，在光刻胶的光刻区域经过两次相变处理转变为二氧化钛302，牺牲层为二氧化硅20，以具有光刻图像的二氧化钛302和二氧化硅20作为掩膜对衬底10进行刻蚀，使衬底10上形成对应的光刻图形101。
该步骤中采用等离子体刻蚀的方法对衬底进行刻蚀，等离子体刻蚀包括但不限于反应等离子体刻蚀或电感耦合等离子体刻蚀。
本实施例以电感耦合等离子体刻蚀为例，电感耦合等离子体刻蚀中，RF功率对刻蚀速度和选择比有关键作用；ICP功率对气体离化率有关键作用，在气体流量一定的情况下，ICP功加率的增加会导致气体离化率增加。
本实施例中，电感耦合等离子体刻蚀的反应气源为Cl2或Cl2/BCl3混合气体，Cl2与BCl3的流量均用10sccm，反应气压为12mTorr。
RF功率和ICP功率对材料的刻蚀速率都有影响，为了使光刻图形更好的转移到衬底上，电感耦合等离子体刻蚀的过程中对衬底的刻蚀速率与进一步被相变处理后的光刻胶的刻蚀速率呈倍数关系。若光刻胶为金属钛，则电感耦合等离子体刻蚀的过程中对衬底的刻蚀速率是进一步被相变处理后的光刻胶的刻蚀速率的7～10倍。
由于本实施例中光刻胶为金属钛膜，衬底为氮化镓，根据相同RF功率下金属钛、二氧化钛和氮化镓在不同ICP功率下的刻蚀速率曲线和刻蚀比曲线，将RF功率设置为120瓦，ICP功率设置为120瓦。
图7是采用电感耦合等离子体刻蚀中，RF功率为120瓦时，氮化镓(GaN)、钛(Ti)和二氧化钛(TiO2)随ICP功率改变的刻蚀速率，图8是在图7的刻蚀条件下对应GaN/TiO2、GaN/Ti和Ti/TiO2的刻蚀比。
S06、去除所述衬底上的剩余光刻胶和牺牲层，在衬底上形成晶体管的凹槽栅。
在氢氟酸或缓冲氧化硅刻蚀液中将所述牺牲层及被两次相变处理后的光刻胶全部去除，在衬底10上形成晶体管的凹槽栅101，如图9所示。
本发明另一实施例提出了一种大功率射频器件，该大功率射频器件中的晶体管凹槽栅利用上述凹槽栅制备方法制备得到。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种晶体管的凹槽栅制备方法，其特征在于，包括：
S01、在衬底上先后沉积牺牲层和光刻胶；
S02、利用激光直写光刻对所述光刻胶的光刻区域进行相变处理；
S03、在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；
S04、进一步对相变处理后的光刻胶进行相变处理；
S05、以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜对衬底进行刻蚀；
S06、去除所述衬底上的剩余光刻胶和牺牲层，在衬底上形成晶体管的凹槽栅。
2.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述晶体管为高电子迁移率晶体管；
所述步骤S01中沉积牺牲层和光刻胶的方法包括：原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积、电耦合等离子化学气相沉积、光学薄膜沉积、磁控溅射沉积或电子束蒸发沉积；所述衬底为氮化镓。
3.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述步骤S03，包括：
利用显影液浸泡处理所述在相变处理后的光刻胶和所述牺牲层上进行显影得到光刻图形；
所述显影液为能够腐蚀光刻胶，但不能腐蚀相变处理后的光刻胶的溶液。
4.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述步骤S04中，通过在氧气、压缩空气或真空环境中对相变处理后的光刻胶进行退火处理，以进一步对光刻胶进行相变处理。
5.根据权利要求4所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述退火处理的退火时间为20～40分钟。
6.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述步骤S05，包括：
以所述进一步相变处理后的光刻胶和所述牺牲层作为掩膜，利用等离子体刻蚀对衬底进行刻蚀；
所述等离子体刻蚀包括：反应等离子体刻蚀或电感耦合等离子体刻蚀。
7.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述光刻胶为无机光刻胶。
8.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述牺牲层的厚度为15～30纳米。
9.根据权利要求1所述的凹槽栅制备方法，其特征在于，所述光刻胶的厚度为30～80纳米。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的凹槽栅制备方法制备的大功率射频器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610750543.4A CN107799407B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610750543.4A CN107799407B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107799407A true CN107799407A (zh) | 2018-03-13 |
| CN107799407B CN107799407B (zh) | 2020-07-17 |
Family
ID=61529103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610750543.4A Active CN107799407B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107799407B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108767484A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-06 | 华中科技大学 | 一种频率选择表面制备工艺、该表面及具有该表面的工件 |
| CN110735161A (zh) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 塑料技术伯恩特有限公司 | 一种控制元件的制造方法、控制元件和机器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908782A1 (en) * | 1990-09-26 | 1999-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photolithographic processing method |
| CN1667819A (zh) * | 2004-03-10 | 2005-09-14 | 松下电器产业株式会社 | 电路板及其制造方法 |
| TW200606583A (en) * | 2004-03-29 | 2006-02-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photosensitive composition, photosensitive film, and permanent pattern and process for forming the same |
| CN101005039A (zh) * | 2001-02-23 | 2007-07-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件的制造方法 |
| CN101101451A (zh) * | 2007-07-18 | 2008-01-09 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 减小激光直写光刻点或线宽的薄膜结构及其制备方法 |
| CN101914756A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-15 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 激光直写微纳图形结构的方法 |
| CN103124929A (zh) * | 2010-09-27 | 2013-05-29 | 富士胶片株式会社 | 图案形成方法、基板制造方法及模具制造方法 |
| CN103809376A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-21 | 苏州华维纳纳米科技有限公司 | 一种无机相变光刻胶和基于无机相变光刻胶的光刻工艺 |
| CN105301896A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-03 | 华中科技大学 | 一种基于金属玻璃薄膜相变材料的光刻方法 |
-
2016
- 2016-08-29 CN CN201610750543.4A patent/CN107799407B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908782A1 (en) * | 1990-09-26 | 1999-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photolithographic processing method |
| CN101005039A (zh) * | 2001-02-23 | 2007-07-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件的制造方法 |
| CN1667819A (zh) * | 2004-03-10 | 2005-09-14 | 松下电器产业株式会社 | 电路板及其制造方法 |
| TW200606583A (en) * | 2004-03-29 | 2006-02-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photosensitive composition, photosensitive film, and permanent pattern and process for forming the same |
| CN101101451A (zh) * | 2007-07-18 | 2008-01-09 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 减小激光直写光刻点或线宽的薄膜结构及其制备方法 |
| CN101914756A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-15 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 激光直写微纳图形结构的方法 |
| CN103124929A (zh) * | 2010-09-27 | 2013-05-29 | 富士胶片株式会社 | 图案形成方法、基板制造方法及模具制造方法 |
| CN103809376A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-21 | 苏州华维纳纳米科技有限公司 | 一种无机相变光刻胶和基于无机相变光刻胶的光刻工艺 |
| CN105301896A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-03 | 华中科技大学 | 一种基于金属玻璃薄膜相变材料的光刻方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108767484A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-06 | 华中科技大学 | 一种频率选择表面制备工艺、该表面及具有该表面的工件 |
| CN108767484B (zh) * | 2018-05-16 | 2020-07-10 | 华中科技大学 | 一种频率选择表面制备工艺、该表面及具有该表面的工件 |
| CN110735161A (zh) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 塑料技术伯恩特有限公司 | 一种控制元件的制造方法、控制元件和机器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107799407B (zh) | 2020-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| He et al. | Etching techniques in 2D materials | |
| Midolo et al. | Soft-mask fabrication of gallium arsenide nanomembranes for integrated quantum photonics | |
| Li et al. | Fabrication of ultra-high aspect ratio (> 160: 1) silicon nanostructures by using Au metal assisted chemical etching | |
| Waiblinger et al. | e-beam induced EUV photomask repair: a perfect match | |
| JP2008311617A (ja) | ナノ構造体およびナノ構造体の製造方法 | |
| CN104597724A (zh) | 纳米尺度的微细图形加工方法 | |
| CN107799407A (zh) | 一种晶体管的凹槽栅制备方法及大功率射频器件 | |
| CN110098104A (zh) | 一种图案化的二维过渡金属硫属化合物纳米材料的制备方法 | |
| Nath et al. | In search of quantum-limited contact resistance: understanding the intrinsic and extrinsic effects on the graphene–metal interface | |
| CN111430513B (zh) | 纳米柱的制备方法和纳米柱led器件的制备方法 | |
| CN105006482A (zh) | 一种石墨烯场效应晶体管的制备方法 | |
| CN104465328A (zh) | 可控清除石墨烯-金属接触区域残留光学光刻胶的方法 | |
| JP2009117829A (ja) | 量子ドットの製造方法 | |
| Yoo et al. | Parallelized laser-direct patterning of nanocrystalline metal thin films by use of a pulsed laser-induced thermo-elastic force | |
| CN102751179A (zh) | 一种制备石墨烯器件的方法 | |
| JP4803513B2 (ja) | イオンビーム微細加工方法 | |
| JP5466468B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| CN106449897A (zh) | 基于激光直写工艺的量子结构的定位生长方法 | |
| JP2006024602A (ja) | ステンシルマスク及びその製造方法及びそのパターン転写方法 | |
| CN113675057B (zh) | 一种自对准石墨烯场发射栅极结构及其制备方法 | |
| Liu et al. | Nanolithography using spin-coatable ZrO2 resist and its application to sub-10 nm direct pattern transfer on compound semiconductors | |
| KR100684271B1 (ko) | 금속, 반도체, 절연체 패턴의 선폭과 크기를 줄이는 방법 | |
| JP4729875B2 (ja) | ステンシルマスクおよびパターン転写方法 | |
| CN104570627B (zh) | 一种硫系相变无机光刻胶的两步显影法 | |
| WO2023056701A1 (zh) | 量子比特组件、量子比特组件制备方法、芯片及设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |