CN1464527A - T型栅制作的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种T型栅制作的方法，包括如下步骤：(1)取待制作T型栅的基片，对该基片进行清洗，并用氮气吹干，烘干；(2)在基片上涂三层PMMA/PMGI/PMMA胶，烘干；(3)将涂胶后的基片送电子束曝光、显影、定影；(4)进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离工艺，完成器件或电路制作。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是指一种T型栅制作的方法。
背景技术
磷化铟(InP)基、砷化镓(GaAs)基化合物半导体材料不仅是优异的光电子材料，也是理想的超高速微电子材料，在光通信和卫星通信、移动通信、空间能源有广阔的应用。目前，国际上采用纳米栅技术已研制出最高振荡频率(fmax)最高为600GHz的InP基高电子迁移率晶体管(HEMT)，成为工作速度最快的三端器件，InP基异质结晶体管(HBT)的fmax也已达到250GHz，是下一代高速光通信系统发射模块驱动电路、接收模块放大电路的理想器件。
InP基赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)器件的高频性能直接与器件的加工工艺紧密相关。尤其栅线条的制作对器件截止频率起决定性作用。栅长越小，栅电阻越低，则器件的截止频率越高。减小栅长与降低栅电阻是一对矛盾。当栅长达到0.2微米或更短时，技术上采用T型栅或V型栅，使得小栅长与低栅电阻得到兼顾。近年来国际上发表了在GaAs或InP衬底上涂三层电子束胶PMMA/PMMA-MAA/PMMA进行一次电子束曝光，使用不同显影速率的显影液进行显影和在GaAs或InP基片上淀积二氧化硅(SiO2)或(Si3N4)再涂三层胶ZEP/PMGI/ZEP电子束曝光后分步显影，蒸发金属后剥离形成T型栅。
但以上两种制作T型栅的方法有各自的优点，但电子束一次光刻PMMA/PMMA-MAA/PMMA分步显影工艺，通过不同层光刻胶的灵敏度不同，控制显影时间，达到形成屋檐式胶图形的目的。此方法对显影工艺要求苛刻，需严格控制各层的显影时间，才能得到需要的形貌。ZEP/PMGI/ZEP三层胶工艺可控性强，但由于ZEP胶与衬底粘附性差，需在衬底上先上淀积SiO2或Si3N4再涂胶，增加了工艺步骤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种T型栅制作的方法，其兼有以上两种方法的优点，同时回避了各自的缺点，使小栅长制作工艺更简单易行，有利于提高成品率，降低生产成本。
本发明一种T型栅制作的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取待制作T型栅的基片，对该基片进行清洗，并用氮气吹干，烘干；
(2)在基片上涂三层PMMA/PMGI/PMMA胶，烘干；
(3)将涂胶后的基片送电子束曝光、显影、定影；
(4)进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离工艺，完成器件或电路制作。
其中步骤(1)中所述的烘干温度在80-90度、时间为3-5分钟。
其中步骤(2)所述的涂PMMA胶，烘干的步骤为反复三次。
其中第一次涂PMMA胶的厚度为2000-2500埃，烘干温度为180度、时间为30分钟；第二次涂PMGI胶的厚度为4000-4500埃，烘干温度为180度、时间为6分钟；第三次涂PMMA胶的厚度为2500-3000埃，烘干温度为180度、时间为30分钟。
其中基片是砷化镓或磷化铟。
附图说明
图1是本发明T型栅制作需要的光刻胶剖面图；
图2是利用本发明的方法制作的栅长122纳米的HEMT器件照片图。
具体实施方式
请结合参阅图1所示，本发明T型栅制作的方法，包括如下步骤：
(1)取待制作T型栅的基片10，对该基片10进行清洗，并用氮气吹干，烘干，其烘干温度在80-90度、时间为3-5分钟；所述的基片10是砷化镓或磷化铟；
(2)在基片10上涂下层胶40、中层胶30、上层胶20三层PMMA/PMGI/PMMA胶，烘干；所述的涂三层胶，烘干的步骤为反复三次；其中第一次涂PMMA胶的厚度为2000-2500埃，烘干温度为180度、时间为30分钟；第二次涂PMGI胶的厚度为4000-4500埃，烘干温度为180度、时间为6分钟；第三次涂PMMA胶的厚度为2500-3000埃，烘干温度为180度、时间为30分钟；
(3)将涂胶后的基片10送电子束曝光、显影、定影；
(4)进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离工艺，完成器件或电路制作。本发明的详细步骤是：
(1)取原始基片10，进行清洗，做标记，制作隔离岛、源漏金属蒸发、剥离、合金等工艺，完成栅光刻前的全部工艺步骤(为已有技术)；
(2)对基片10进行清洗，用丙酮、乙醇、水进行冲洗，再用氮气吹干，在温度为80-90度时烘3-5分钟；
(3)涂下层胶(PMMA胶)40，要求厚度2000-2500埃；
(4)涂下层胶40后立即放入180度烘箱烘30分钟；
(5)取出基片10，冷却后涂中层胶(PMGI胶)30，要求厚度4000-4500埃；
(6)涂胶后立即放入180度烘箱烘6分钟；
(7)取出基片10，冷却后涂上层20(PMMA胶)，厚度2500-3000埃；
(8)涂胶后立即放入180度烘箱烘30分钟；
(9)将涂胶后的基片10送电子束曝光，要求剂量500μC/mm2；
(10)配显影液MIBK∶IPA＝3∶1，对曝光后的基片上层PMMA胶显影，显影时间100秒；
(11)将显影后的基片立即放入IPA中定影30秒，用氮气吹干；
(12)配显影液TMAH∶H2O＝4∶1，对中间的PMGI胶显影，显影时间100秒；
(13)用水冲干净显影液，氮气吹干；
(14)用显影液MIBK∶IPA＝3∶1，对曝光后的下层PMMA胶显影，显影时间80秒；
(15)将显影后的基片立即放入IPA中定影30秒，用氮气吹干；
(16)完成以上三步显影工艺后，可获得如图1所示的胶图形；
(17)进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离等后续工艺，完成器件或电路制作。本方法有益的效果
本方法从改变各层胶的感光性质和考虑简化工艺步骤两个角度出发，在不增加工艺步骤的前提下，保证工艺质量，获得良好的便于剥离三层胶图形，为形成良好的小尺寸T形栅提供保证。
(1)由于显影液MIBK∶IPA对PMGI胶完全不作用，因此进行上层胶20显影时，中间层胶30不受影响。
(2)显影液TMAH∶H2O＝4∶1对PMMA胶完全不作用，因此对中层胶30(PMGI胶)显影时，上、下层的PMMA胶完全不受影响，对下层的PMMA胶用显影液MIBK∶IPA显影时，对中层胶30的PMGI胶图形不产生影响。
(3)PMMA胶与基片粘附性好，不需要淀积增加粘附性的介质层，简化了工艺步骤。
(4)PMMA胶容易剥离，便于蒸发栅金属后形成良好的T形栅。采用本技术可达到以下预期效果：
(1)有利于实现T形栅制作工艺的简化，适合规模生产。
(2)工艺控制要求苛刻程度低，工艺重复性好。
(3)有利于提高成品率，降低加工成本。实施效果举例
在化合物半导体实验线上，进行了GaAs基MHEMT和InP基的器件制作，用本发明的方法进行了栅的曝光和显影，获得了栅长122纳米的T形栅，并获得了性能良好的器件。图2是实际制作的器件照片。应用前景与适用范围
此方法实用于InP基PHEMT、GaAs基MHEMT、GaAs基PHEMT的T形栅制作和其它需要形成图1所示胶图形的涂胶及显影工艺。本方法的可行性
本方法可控性强，使用的光刻胶为商业化的胶，显影液是常规的化学试剂，实验方法简单实用。我们的科研工作实验证明，本方法可操作性强，实际效果好，有着极好的应用前景。
Claims (5)
1、一种T型栅制作的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取待制作T型栅的基片，对该基片进行清洗，并用氮气吹干，烘干；
(2)在基片上涂三层PMMA/PMGI/PMMA胶，烘干；
(3)将涂胶后的基片送电子束曝光、显影、定影；
(4)进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离工艺，完成器件或电路制作。
2、根据权利要求1所述的T型栅制作的方法，其特征在于，其中步骤(1)中所述的烘干温度在80-90度、时间为3-5分钟。
3、根据权利要求1所述的T型栅制作的方法，其特征在于，其中步骤(2)所述的涂PMMA胶，烘干的步骤为反复三次。
4、根据权利要求3所述的T型栅制作的方法，其特征在于，其中第一次涂PMMA胶的厚度为2000-2500埃，烘干温度为180度、时间为30分钟；第二次涂PMGI胶的厚度为4000-4500埃，烘干温度为180度、时间为6分钟；第三次涂PMMA胶的厚度为2500-3000埃，烘干温度为180度、时间为30分钟。
5、根据权利要求1所述的T型栅制作的方法，其特征在于，其中基片是砷化镓或磷化铟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02122636 CN1464527A (zh) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | T型栅制作的方法 |
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| CN 02122636 CN1464527A (zh) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | T型栅制作的方法 |
Publications (1)
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| CN1464527A true CN1464527A (zh) | 2003-12-31 |
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Family Applications (1)
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| CN 02122636 Pending CN1464527A (zh) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | T型栅制作的方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1464527A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100511596C (zh) * | 2007-03-28 | 2009-07-08 | 中国科学院微电子研究所 | 采用一次电子束曝光制备晶体管t型纳米栅的方法 |
| CN102260870A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种亚微米尺寸二维介质柱型光子晶体的制备方法 |
| CN105118774A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-12-02 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 纳米t型栅的制作方法 |
-
2002
- 2002-06-19 CN CN 02122636 patent/CN1464527A/zh active Pending
Cited By (4)
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| CN105118774A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-12-02 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 纳米t型栅的制作方法 |
| CN105118774B (zh) * | 2015-07-22 | 2018-03-30 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 纳米t型栅的制作方法 |
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