RU2192069C2 - Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины - Google Patents
Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192069C2 RU2192069C2 RU2000117926A RU2000117926A RU2192069C2 RU 2192069 C2 RU2192069 C2 RU 2192069C2 RU 2000117926 A RU2000117926 A RU 2000117926A RU 2000117926 A RU2000117926 A RU 2000117926A RU 2192069 C2 RU2192069 C2 RU 2192069C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- metal
- control electrode
- gate electrode
- metal layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в микро- и наноэлектронике. Сущность изобретения: при изготовлении полупроводникового прибора с Т-образной конфигурацией управляющего электрода с помощью оптической литографии используется субмикронная щель во вспомогательном слое диэлектрик-металл, которая создается за счет зазора между двумя маскирующими металлическими слоями, образующегося в результате селективного химического травления открытых от фоторезиста участков первого слоя металла с одновременным подтравом его под резист на требуемую глубину, повторного нанесения на диэлектрик металлического слоя, "взрыва" фоторезиста и последующего плазмохимического травления диэлектрика через зазор, при этом для формирования Т-образной конфигурации управляющего электрода используются и материалы вспомогательного слоя, и металл управляющего электрода. В качестве вспомогательного слоя диэлектрик-металл могут применяться SiO2, Si3N4, Al2O3 - Cr, Ni, Ti, V, Au или Al, а для управляющего электрода Au или Al. Техническим результатом изобретения является уменьшение длины управляющего электрода, которое в сочетании с Т-образной конфигурацией его сечения приводит к минимальному коэффициенту шума и максимальному коэффициенту шума и максимальной граничной частоте, повышение воспроизводимости параметров, упрощение и удешевление изготовления приборов обычно литографией. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано при производстве как полупроводниковых приборов и интегральных схем, так и приборов функциональной микроэлектроники: магнитоэлектроники, оптоэлектроники, акустоэлектроники, ПЗС и др.
Известен способ получения прибора с Т-образным электродом с использованием электронно-лучевой литографии и трехслойного резиста [1].
Недостатками этого способа являются высокая трудоемкость, невозможность точного воспроизведения заданного субмикронного размера в трехслойном резисте, дороговизна и недостаточная устойчивость формируемых электродов в процессе проведения "взрывной" литографии.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора с Т-образным субмикронным управляющим электродом с использованием двукратного экспонирования обычной фотолитографией и электрохимического осаждения металла [2].
Недостатки этого способа - проведение двукратного экспонирования с перемещением шаблона приводит к невоспроизводимости одинаковых субмикронных размеров по пластине, еще большей невоспроизводимости от пластины к пластине, а формирование второй фоторезистивной маски для электрохимического осаждения металла приводит к частичному растворению и, следовательно, к искажению формы и размеров первого фоторезистивного слоя. Проблематичны также равномерное осаждение металла в субмикронную щель и устойчивость данной конструкции при проведении последней операции "взрыва" фоторезиста (возможно отслоение управляющего электрода от подложки).
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления полупроводникового прибора с управляющим электродом субмикронной длины обычной литографией и анодным окислением маскирующего слоя [3].
Недостатки этого способа - сложность, неустойчивость (неконтролируемость) формирования щели размером менее 0,3 мкм в маскирующих слоях, а проведение трех процессов фотолитографии и двух процессов анодного окисления приводит к усложнению технологии и неодинаковой воспроизводимости изготовления полупроводниковых приборов.
Целью изобретения является уменьшение длины управляющего электрода, которое в сочетании с Т-образной конфигурацией его сечения приводит к минимальному коэффициенту шума и максимальной граничной частоте, повышение воспроизводимости параметров, упрощение и удешевление изготовления приборов и ИС обычной литографией.
Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления полупроводникового прибора с Т-образным управляющим электродом субмикронной длины, включающему выделение на полупроводниковой подложке активной области прибора, формирование омических контактов, нанесение вспомогательного слоя диэлектрик - металл, формирование субмикронной щели в металле этого слоя с последующим вытравливанием через нее слоя диэлектрика и формирование Т-образного управляющего электрода, щель во вспомогательном слое создается за счет зазора между двумя маскирующими металлическими слоями, который образуется в результате селективного химического травления открытых от фоторезиста участков первого слоя металла с одновременным подтравом его под резист на требуемую глубину, повторного нанесения на диэлектрик и "взрыва" второго металлического слоя и последующего плазмохимического травления диэлектрика через щель в металле.
Благодаря тому что толщина металлического слоя мала (≤ 0,1 мкм), а скорость травления значительно меньше, чем скорость диффузии реагентов и продуктов травления, химическое травление под резистом изотропно по всем направлениям и легко контролируется во времени, т.е. величина подтрава зависит только от длительности процесса травления, толщины и вида металла, а также состава травителя. Величина подтрава под резист задается требуемой длиной основания Т-образного управляющего электрода. Для изготовления управляющего электрода с минимальной длиной ≤ 0,1 мкм предлагается использовать вспомогательный слой диэлектрик - металл (SiO2, Si3N4, А12О3-Cr, Ni, Ti, V, Au, A1) с толщиной каждого материала ≅ 0,1 мкм, а для изготовления управляющего электрода Au или A1 с подслоем Cr, Ti или V толщиной ≈ 0,01-0,02 мкм.
На фиг.1-12 представлена технологическая последовательность изготовления полупроводникового прибора с Т-образным управляющим электродом субмикронной длины на эпитаксиальной структуре или гетероструктуре.
На чертежах показаны буферный слой 1, активный слой 2, сильнолегированный контактный слой 3, слой диэлектрика 4 вспомогательного слоя, слой металла 5 вспомогательного слоя, омические контакты 6 стока и истока, слой фоторезиста 7, металл управляющего электрода 8.
Пример. Изготавливали полевой транзистор с барьером Шоттки с субмикронной длиной канала на арсениде галлия по технологической последовательности, приведенной на фиг.1-12. В качестве исходного материала взята эпитаксиальная структура или гетероструктура со сформированными омическими контактами и изолированными активными областями транзисторов. На эту структуру наносился вспомогательный слой, состоящий из слоя двуокиси кремния и золота с подслоем ванадия (фиг.1). Затем на вспомогательный слой фотолитографией формировались резистивные элементы в виде прямоугольников, минимальные размеры которых определялись требуемой шириной затвора, расположенных таким образом, чтобы одна из сторон прямоугольника размещалась на месте будущего затвора между истоком и стоком, определяя собой границу формирования затвора (фиг.2). После проведения подтрава металла под резист (фиг.3) выполнялось повторное напыление металлов (фиг. 4) и "взрыв" фоторезиста (фиг.5). Затем плазмохимическим травлением формировали щель в диэлектрике (фиг.6). Далее вновь наносился фоторезист (фиг. 7) и фотолитографией формировался рисунок затвора транзистора (фиг.8). Через сформированную субмикронную щель с помощью травления формировали канал транзистора с контролем тока насыщения между стоком и истоком (фиг.9). После получения требуемого тока насыщения прибора проводилось напыление металла затвора V-Au-V (фиг.10) с последующим "взрывом" фоторезиста (фиг. 11) и травлением слоев золота, ванадия и двуокиси кремния вспомогательного слоя (фиг.12).
Использование предлагаемого способа изготовления полупроводниковых приборов и ИС с Т-образным управляющим электродом субмикронной длины обеспечивает следующие преимущества: возможность контролируемого формирования Т-образного управляющего электрода субмикронной и нанометровой длины с помощью обычной литографии и существующего технологического оборудования; устойчивое формирование Т-образного управляющего электрода в результате использования слоя диэлектрика как изолирующего, маскирующего и усиливающего конструкцию управляющего электрода слоя с одновременным использованием одного и того же металла в качестве подслоя для маскирующего металла на вспомогательном слое и маски при травлении его же при формировании управляющего электрода, кроме того, маскирующий металл используется не только для создания щели, но и для формирования самого Т-образного управляющего электрода. Эти преимущества обеспечивают не только уменьшение коэффициента шума и увеличение максимальной граничной частоты, но и повышают воспроизводимость параметров приборов, одновременно упрощая и удешевляя их изготовление.
Источники информации
1. Патент США 5766967, кл. 437/415 SH, 1998 (METHOD FOR FABRICATING A SUBMICRON T-SHAPED GATE, Lai etal).
1. Патент США 5766967, кл. 437/415 SH, 1998 (METHOD FOR FABRICATING A SUBMICRON T-SHAPED GATE, Lai etal).
2. Патент США 5861327, кл. 438/167, 1999 (FABRICATION METHOD OF GATE ELECTRODE IN SEMICONDUCTOR DEVICE, Maeng et al).
3. Патент Российской Федерации 2031481, кл. Н 01 L 21/338, 1995 (способ изготовления полупроводникового прибора с Т-образным управляющим электродом субмикронной длины, Баранов Б.А.).
Claims (2)
1. Способ изготовления полупроводникового прибора с Т-образным управляющим электродом субмикронной длины, включающий выделение на полупроводниковой подложке активной области прибора, формирование омических контактов, нанесение вспомогательного слоя диэлектрик - металл, формирование субмикронной щели в этом слое с последующим формированием Т-образного управляющего электрода, отличающийся тем, что щель во вспомогательном слое создается за счет зазора между двумя маскирующими металлическими слоями, который образуется в результате селективного химического травления открытых от фоторезиста участков первого слоя металла с одновременным подтравом его под резист на требуемую глубину, повторного нанесения на диэлектрик металлического слоя, "взрыва" фоторезиста и последующего плазмохимического травления диэлектрика через зазор, при этом Т-образная конфигурация управляющего электрода создается за счет использования материалов вспомогательного слоя и металла управляющего электрода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве маскирующего металлического слоя вспомогательного слоя и материала управляющего электрода используется один и тот же металл - Au, с подслоем V, Cr или Ti в первом случае и комбинация Au с тем же материалом в качестве подслоя и верхнего маскирующего слоя в случае управляющего электрода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000117926A RU2192069C2 (ru) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000117926A RU2192069C2 (ru) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000117926A RU2000117926A (ru) | 2002-07-10 |
RU2192069C2 true RU2192069C2 (ru) | 2002-10-27 |
Family
ID=20237457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000117926A RU2192069C2 (ru) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192069C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004077502A2 (en) * | 2003-01-28 | 2004-09-10 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju Epilab | Ecr-plasma source and methods for treatment of semiconductor structures |
RU2504861C1 (ru) * | 2012-06-05 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технологический институт Российской академии наук | Способ изготовления полевого нанотранзистора с контактами шоттки с укороченным управляющим электродом нанометровой длины |
RU2624600C1 (ru) * | 2016-10-07 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления Т-образного затвора |
RU2721975C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Ядерной Физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения (ИЯФ СО РАН) | Способ изготовления вкладыша пресс-формы или литьевой формы |
RU2724354C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Способ формирования субмикронного Т-образного затвора |
RU2746845C1 (ru) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ изготовления t-образного гальванического затвора в высокочастотном полевом транзисторе |
-
2000
- 2000-07-10 RU RU2000117926A patent/RU2192069C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004077502A2 (en) * | 2003-01-28 | 2004-09-10 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju Epilab | Ecr-plasma source and methods for treatment of semiconductor structures |
WO2004077502A3 (en) * | 2003-01-28 | 2004-11-11 | Obschestvo S Ogranichennoi Otv | Ecr-plasma source and methods for treatment of semiconductor structures |
RU2504861C1 (ru) * | 2012-06-05 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технологический институт Российской академии наук | Способ изготовления полевого нанотранзистора с контактами шоттки с укороченным управляющим электродом нанометровой длины |
RU2624600C1 (ru) * | 2016-10-07 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления Т-образного затвора |
RU2721975C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Ядерной Физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения (ИЯФ СО РАН) | Способ изготовления вкладыша пресс-формы или литьевой формы |
RU2724354C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Способ формирования субмикронного Т-образного затвора |
RU2746845C1 (ru) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ изготовления t-образного гальванического затвора в высокочастотном полевом транзисторе |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3884047B2 (ja) | 電界効果トランジスタの製造方法 | |
US4674174A (en) | Method for forming a conductor pattern using lift-off | |
KR100647459B1 (ko) | 티형 또는 감마형 게이트 전극의 제조방법 | |
US5139968A (en) | Method of producing a t-shaped gate electrode | |
JP3380344B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
RU2192069C2 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины | |
EP0385031B1 (en) | Semiconductor device with a recessed gate, and a production method thereof | |
RU2000117926A (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора с т-образным управляющим электродом субмикронной длины | |
RU2031483C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
RU2031481C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора с управляющим электродом субмикронной длины | |
KR100270324B1 (ko) | 미세 트렌치 형성 방법과 그를 이용한 반도체트랜지스터 및 소자분리막 형성 방법 | |
KR100264532B1 (ko) | 모드 또는 문턱전압이 각기 다른 전계효과 트랜지스터 제조 방법 | |
JPS62274675A (ja) | 電界効果トランジスタの製造方法 | |
KR101042709B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
KR101104251B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
KR100272577B1 (ko) | 바이폴라 트랜지스터의 제조방법 | |
JPH02238636A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2002222815A (ja) | 接合型電界効果トランジスタ及びその製造方法 | |
JPH01157574A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JPH0684951A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH01218072A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH03165040A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH06275652A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH0713959B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH11354539A (ja) | 化合物半導体素子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190711 |