CN1797200A - 纳米压印与光学光刻混合制作t型栅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法，属于微电子技术中的纳米、深亚微米加工领域。一种纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法，其工艺步骤如下：1.在半导体基片上涂上底层压印胶；2.用纳米压印方法压印出底层压印胶图形，获得底层栅槽图形；3.涂上顶层光学光刻胶；4.光学光刻方法曝光出顶层光学光刻胶图形；5.显影顶层光学光刻胶获得宽栅槽图形；6.氧等离子体灰化底层残余压印胶；7.蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。本发明方法可以获得深亚微米、纳米T型栅结构，适合用于大规模生产。
Description
技术领域
本发明纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法属于微电子技术中的纳米、深亚微米加工领域，特别涉及一种纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法。它的特点无须采用效率低、成本高的电子束串行曝光方法，采用并行的纳米压印与光学光刻混合的方法，成本低廉，生产效率非常高，工艺非常稳定，具有很强的实用价值。
背景技术
对于砷化镓金属半导体场效应晶体管(GaAs MESFET)、砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(GaAs PHEMT)和磷化铟赝配高电子迁移率晶体管(InP PHEMT)，为了提高它们的截止频率，必须缩短栅长，在缩短栅长的同时为了降低栅电阻，通常需要采用T型栅的结构。一般采用电子束光刻工艺来制作深亚微米栅长，众所周知，电子束光刻非常复杂，电子束扫描的时间无法适应大规模生产的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法，它采用纳米压印制作深亚微米、纳米栅槽图形，再采用光学光刻方法曝光制作宽栅图形，从而获得深亚微米、纳米T型栅结构。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法，其T型栅图形的形成是由纳米压印方法印出底层纳米压印胶图形，获得根部栅图形，然后涂上顶层光学光刻胶，用光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶，显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形，然后蒸发、剥离栅金属而获得T型栅。
所述的方法，步骤如下：
步骤1、在半导体基片上涂上底层压印胶；
步骤2、用纳米压印方法压印出底层压印胶图形，获得底层栅槽图形，决定T型栅图形的最终栅长；
步骤3、涂上顶层光学光刻胶；
步骤4、光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶，决定T型栅图形的顶层尺寸；
步骤5、显影顶层光学光刻胶获得宽栅槽图形，形成最终的T型栅槽图形；
步骤6、用氧等离子体灰化底层残余压印胶；
步骤7、蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
所述的方法，其所述底层压印胶，为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或日本正性非化学放大电子束胶(ZEP520)或正性化学放大电子束胶(UVIII)，压印胶厚度为150~300nm之间，前烘温度为140℃~220℃，采用烘箱烘半小时~2小时或者热板烘1分钟~20分钟。
所述的方法，其所述顶层光学光刻胶，是S9912或者I线胶，光刻胶厚度在1000~1500nm之间。
所述的方法，其所述步骤5中显影次数为一次，即显影顶层光学光刻胶获得宽栅槽图形。
所述的方法，其所述底层残余压印胶的灰化，是通过氧等离子体用低于20nm每秒的刻蚀速率获得。
所述的方法，其所述步骤6中，用氧等离子体打底胶≥40秒，氧气流量为≥20毫升每秒(sccm)，再磷酸∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，或者用氨水∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，去除表面氧化层，片子吹干后立即送入蒸发台。
所述的方法，其所述栅金属，为钛/铂/金，总厚度在600~1000nm之间。
所述的方法，其所述步骤7中，在蒸发、剥离栅金属后，对片子进行清洗、吹干处理。
其中底层栅槽图形刻胶是用纳米压印方法完成的，纳米压印结束后不马上进行氧等离子体灰化底层残余压印胶。
其中用光学光刻方法套刻曝光顶层光学光刻胶。
本发明方法可以获得深亚微米、纳米T型栅结构，适合用于大规模生产。
附图说明
图1-1至图1-5是本发明方法的流程图；
图2-1至图2-7是本发明方法实施例子的流程图。
具体实施方式
见图1，是本发明方法的流程示意图。
1、如图1-1所示，首先在PHEMT或MESFET片101上涂上底层压印胶102，压印胶厚度为150~300nm之间，压印胶102可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或日本正性非化学放大电子束胶(ZEP520)或正性化学放大电子束胶(UVIII)；
2、如图1-2所示，纳米压印方法压印底层压印胶102，得到T型栅底部窄栅槽103；
3、如图1-3所示，涂上顶层光学光刻胶104，光学光刻胶可以是S9912或者I线胶，光刻胶厚1000~1500nm，光学光刻方法套刻曝光顶层光学光刻胶104，显影顶层光学光刻胶获得T型栅顶部宽栅图形105；
4、如图1-4所示，用氧等离子体打底胶40秒，氧气流量为20毫升每秒(sccm)，将T型栅底部窄栅槽103变为106，再磷酸∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，或者用氨水∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，去除表面氧化层，片子吹干后立即送入蒸发台。
5、如图1-5所示，蒸发剥离栅金属107，栅金属107一般为钛/铂/金，总厚度为600~1000nm，完成T型栅制作。
实施例
1、如图2-1所示，首先在PHEMT或MESFET片201上涂上底层压印胶202，光刻胶厚度为150~300nm之间，光刻胶202可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
2、如图2-2所示，纳米压印方法压印底层压印胶202，得到T型栅底部窄栅槽203。
3、如图2-3所示，涂上顶层光学光刻胶204，光学光刻胶可以是S9912或者I线胶，胶厚1000~1500nm。
4、如图2-4所示，光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶，显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形205。
5、如图2-5所示，用氧等离子体打底胶40秒，将T型栅底部窄栅槽203变为206，氧气流量为20毫升每秒(sccm)，再磷酸∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，或者用氨水∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，去除表面氧化层，片子吹干后立即送入蒸发台。
6、如图2-6所示，蒸发栅金属207，栅金属207一般为钛/铂/金，总厚度为600~1000nm。
7、如图2-7所示，将片子泡在丙酮中几分钟，轻轻晃动，将片子拿出泡在无水乙醇中几分钟，将片子拿出用去离子水冲洗几分钟，将片子吹干，得到T型栅金属208，完成T型栅制作。
Claims (9)
1、一种纳米压印与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其T型栅图形的形成是由纳米压印方法印出底层纳米压印胶图形，获得根部栅图形，然后涂上顶层光学光刻胶，用光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶，显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形，然后蒸发、剥离栅金属而获得T型栅。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、在半导体基片上涂上底层压印胶；
步骤2、用纳米压印方法压印出底层压印胶图形，获得底层栅槽图形，决定T型栅图形的最终栅长；
步骤3、涂上顶层光学光刻胶；
步骤4、光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶，决定T型栅图形的顶层尺寸；
步骤5、显影顶层光学光刻胶获得宽栅槽图形，形成最终的T型栅槽图形；
步骤6、用氧等离子体灰化底层残余压印胶；
步骤7、蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述底层压印胶，为聚甲基丙烯酸甲酯或日本正性非化学放大电子束胶或正性化学放大电子束胶，压印胶厚度为150~300nm之间，前烘温度为140℃~220℃，采用烘箱烘半小时~2小时或者热板烘1分钟~20分钟。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述顶层光学光刻胶，是S9912或者I线胶，光刻胶厚度在1000~1500nm之间。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤5中显影次数为一次，即显影顶层光学光刻胶获得宽栅槽图形。
6、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述底层残余压印胶的灰化，是通过氧等离子体用低于20nm每秒的刻蚀速率获得。
7、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，用氧等离子体打底胶≥40秒，氧气流量为≥20毫升每秒，再磷酸∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，或者用氨水∶去离子水＝1∶10浸泡50秒，去除表面氧化层，片子吹干后立即送入蒸发台。
8、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述栅金属，为钛/铂/金，总厚度在600~1000nm之间。
9、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤7中，在蒸发、剥离栅金属后，对片子进行清洗、吹干处理。
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Cited By (3)
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| CN105487151A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-13 | 武汉理工大学 | 一种基于纳米压印的图形转移制备光栅的方法 |
| CN108445717A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-24 | 常熟理工学院 | 一种光固化含钛纳米压印胶、制备方法及其在未防粘模板直接压印中的应用 |
| CN112379574A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-19 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种低成本的带纳米电极的太赫兹光电导天线的制作方法 |
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2004
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