RU2686863C1 - Method of forming t-shaped gate - Google Patents
Method of forming t-shaped gate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686863C1 RU2686863C1 RU2017146221A RU2017146221A RU2686863C1 RU 2686863 C1 RU2686863 C1 RU 2686863C1 RU 2017146221 A RU2017146221 A RU 2017146221A RU 2017146221 A RU2017146221 A RU 2017146221A RU 2686863 C1 RU2686863 C1 RU 2686863C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- barrier
- mask
- film
- forming
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 32
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 229910004166 TaN Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005329 nanolithography Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229940043265 methyl isobutyl ketone Drugs 0.000 abstract 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910000413 arsenic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения СВЧ монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединений типа AIIIBV, в частности, к созданию гетероструктурных СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов.The invention relates to the technology of microelectronics, in particular to the technology of obtaining microwave monolithic integrated circuits based on semiconductor compounds of type A III B V , in particular, to the creation of heterostructural microwave transistors with high electron mobility.
Блок формирования затвора является одним из ключевых этапов технологического процесса производства полупроводниковых приборов, в том числе СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов. Для приборов, работающих в СВЧ диапазоне, изготавливают затворы Т-образной формы с субмикронной длиной основания, обладающие меньшим сопротивлением и емкостью. Для создания Т-образных затворов используются многослойные системы резистов, топологический рисунок в которых формируется методами литографии.The block forming the gate is one of the key stages of the technological process of manufacturing semiconductor devices, including microwave transistors with high electron mobility. For devices operating in the microwave range, T-shaped gates with submicron base length are manufactured, with less resistance and capacitance. To create T-shaped gates, multi-layer resist systems are used, the topological pattern in which is formed by lithography methods.
Известен способ формирования Т-образного затвора (Е.V. Erofeev, V.A. Kagadei, E.V. Anishchenko, K.S. Nosaeva, S.V. Ishutkin / T-gate fabrication // International Conference of Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Proceedings, pp. 146-149, 2011), в котором на поверхности полупроводниковой структуры методами высокоразрешающей электроннолучевой литографии производится формирование многослойной резистивной маски на основе PMMA/LOR/PMMA. Далее методом электронно-лучевого испарения в вакууме производится напыление тонких пленок на основе Ti/Pt/Au, где Ti является барьеробразующим слоем, Pt - слой диффузионного барьера, а Au - проводящий слой.The known method of forming the T-shaped shutter (E.V. Erofeev, VA Kagadei, EV Anishchenko, KS Nosaeva, SV Ishutkin / T-gate fabrication // International Conference of Micro / Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Proceedings, pp. 146 -149, 2011), in which a multi-layer resistive mask based on PMMA / LOR / PMMA is formed on the surface of a semiconductor structure using high-resolution electron-beam lithography. Further, electron-beam evaporation in vacuum produces sputtering of Ti / Pt / Au-based films, where Ti is the barrier-forming layer, Pt is the diffusion barrier layer, and Au is the conducting layer.
Основным недостатком данного способа является низкая производительность технологических процессов высокоразрешающей электронно-лучевой литографии.The main disadvantage of this method is the low productivity of technological processes of high-resolution electron-beam lithography.
Известен способ формирования субмикронного Т-образного затвора (D. Fanning, L. Witkowski, J. Stidham, H.-Q. Tserng, M. Muir and P. Saunier. Dielectrically defined optical T-gate for high power GaAs pHEMTs // GaAs Mantech Conference Proceedings, 2002) по своей сущности наиболее близкий к предлагаемому техническому решению и выбранный нами за прототип. В данном способе для формирования «ножки» Т-образного затвора на поверхность полупроводниковой пластины методами плазмохимического осаждения производится осаждение тонкой пленки диэлектрика на основе нитрида кремния с последующим нанесением однослойной резистивной маски. После этого методами высокопроизводительной проекционной литографии производится формирование маски в резисте с последующим травлением пленки диэлектрика по маске плазмохимическими методами. Далее для формирования «шляпы» Т-образного затвора на поверхности полупроводниковой пластины методами проекционной литографии производится формирование двухслойной резистивной маски с последующим тонких пленок затворной металлизации на основе тонких пленок Ti/Pt/Au методом электронно-лучевого испарения в вакууме.A method of forming a submicron T-shaped shutter is known (D. Fanning, L. Witkowski, J. Stidham, H.-Q. Tserng, M. Muir and P. Saunier. Dielectric-amplified GaAs pHEMTs // GaAs Mantech Conference Proceedings, 2002) is in its essence the closest to the proposed technical solution and chosen by us as a prototype. In this method, to form a “leg” of a T-shaped gate, a thin-film dielectric based on silicon nitride is deposited on the surface of a semiconductor plate using plasma chemical deposition followed by a single-layer resistive mask. After that, methods of high-performance projection lithography are used to form a mask in the resist, followed by etching the dielectric film by mask using plasma-chemical methods. Next, to form a “hat” of a T-shaped shutter on the surface of a semiconductor wafer using projection lithography, a two-layer resistive mask is formed followed by thin barrier shutter films based on thin Ti / Pt / Au films by electron beam evaporation in a vacuum.
Основным недостатком данного способа является низкая термическая стабильность электрических характеристик Т-образного затвора на основе тонких пленок Ti/Pt/Au, обусловленная использованием в качестве барьерообразующего слоя на основе пленки Ti.The main disadvantage of this method is the low thermal stability of the electrical characteristics of a T-shaped shutter based on Ti / Pt / Au thin films, due to the use of Ti film as a barrier-forming layer.
Основной технической задачей предложенного способа является повышение термической стабильности электрических характеристик Т-образного затвора, формируемого методами проекционной литографии при использовании «щели» в диэлектрике.The main technical objective of the proposed method is to increase the thermal stability of the electrical characteristics of the T-shaped gate formed by the methods of projection lithography when using a "gap" in the dielectric.
Основная техническая задача достигается тем, что в способеThe main technical problem is achieved by the fact that in the way
формирования Т-образного затвора, включающего очистку поверхности полупроводниковой пластины с эпитаксиальной гетероструктурой, осаждение пленки диэлектрика плазмохимическими методами, формирование однослойной резистивной маски литографическими методами, травление «щели» в диэлектрике по резистивной маске плазмохимическими методами, удаление резистивной маски, при этом дополнительно способ включает в себя операции напыления пленки барьерообразующего слоя, формирования двухслойной резистивной маски литографическими методами, а также напыления слоя диффузионного барьера и слоя проводника методом электронно-лучевого испарения в вакууме, отличающийся тем, что напыление пленки барьерообразующего слоя производится методами магнетронного распыления в вакууме на всю поверхность полупроводниковой пластины после операции травления «щели» в диэлектрике с последующим селективным плазмохимическим травлением пленки барьерообразующего слоя по твердой маске проводника.forming a T-shaped shutter, including cleaning the surface of a semiconductor wafer with an epitaxial heterostructure, deposition of a dielectric film by plasma chemical methods, forming a single-layer resistive mask by lithographic methods, etching the "slit" in the dielectric by a resistive mask by plasma chemical methods, removing a resistive mask, while additionally the method includes the operation itself of spraying a film of a barrier-forming layer, forming a two-layer resistive mask by lithographic methods, and deposition of a diffusion barrier layer and a conductor layer by electron beam evaporation in vacuum, characterized in that the film of the barrier-forming layer is deposited using vacuum magnetron sputtering techniques on the entire surface of a semiconductor plate after the dielectric etching operation, followed by selective plasma chemical etching of the film barrier layer on a solid conductor mask.
В частном случае в качестве материала осаждаемого барьерообразующего слоя могут использовать пленки тугоплавких металлов и их соединений (Мо, Та, W, TaN, TiN, WN, WSi), формируемые методами магнетронного распыления.In the particular case, films of refractory metals and their compounds (Mo, Ta, W, TaN, TiN, WN, WSi) formed by magnetron sputtering methods can be used as the material of the deposited barrier-forming layer.
В частном случае в качестве материала слоя диффузионного барьера могут использоваться пленки тугоплавких металлов и их соединений (Мо, Та, W, TaN, TiN, WN, WSi), формируемые методами магнетронного распыления.In the particular case, films of refractory metals and their compounds (Mo, Ta, W, TaN, TiN, WN, WSi) formed by magnetron sputtering methods can be used as the material of the diffusion barrier layer.
В частном случае в качестве материала слоя проводника могут использоваться пленки алюминия (Al) или меди (Cu).In the particular case, films of aluminum (Al) or copper (Cu) can be used as the material of the conductor layer.
В частном случае осаждение тонких пленок диэлектрика может производиться методами атомно-слоевого осаждения.In the particular case, the deposition of thin films of the dielectric can be carried out by atomic-layer deposition methods.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемого способа, отсутствуют.Conducted by the applicant's analysis of the level of technology has allowed to establish that the analogues, characterized by a combination of features that are identical to all the characteristics of the proposed method, no.
Предлагаемый способ заключается в следующем. На поверхность полупроводниковой пластины с эпитаксиальной гетероструктрурой плазмохимическими методами производится осаждение тонкой пленки диэлектрика на основе нитрида кремния толщиной от 1 до 500 нм. Далее для формирования «ножки» затвора транзистора на поверхности диэлектрика формируется однослойная резистивная маска с последующим травлением «щели» в диэлектрике по маске, а также удалением резиста с поверхности пластины. Для очистки поверхности полупроводника в окнах диэлектрика пластина обрабатывается в водном растворе соляной кислоты с последующей ее промывкой в деионизованной воде и сушкой в потоке очищенного азота. Затем пластина загружается в установку напыления тонких пленок в вакууме, где методом магнетронного испарения в вакууме при остаточном давлении менее р=5×10-6 торр производится осаждение пленок барьерообразующего слоя на основе титана толщиной 1-500 нм. Далее для формирования «шляпы» Т-образного затвора производится формирование двухслойной резистивной маски на поверхности полупроводниковой пластины. Затем пластина загружается в установку напыления тонких пленок в вакууме, где методом электронно-лучевого испарения в вакууме при остаточном давлении менее р=5×10-6 торр производится последовательное осаждение пленок на основе платины (Pt) и золота (Au) с толщинами 10-500 нм. Далее производится удаление резистивной маски с последующим селективным плазмохимическим травлением пленки Ti по полю по твердой маске Au.The proposed method is as follows. On the surface of a semiconductor wafer with an epitaxial heterostructural plasma chemical method, a thin dielectric film based on silicon nitride with a thickness from 1 to 500 nm is deposited. Next, to form a “leg” of the transistor gate, a single-layer resistive mask is formed on the dielectric surface, followed by etching the “gap” in the dielectric by the mask, as well as removing the resist from the plate surface. To clean the surface of the semiconductor in the windows of the dielectric plate is processed in an aqueous solution of hydrochloric acid, followed by washing in deionized water and drying in a stream of purified nitrogen. Then the plate is loaded into the installation of sputtering of thin films in vacuum, where the magnetron evaporation in vacuum with a residual pressure of less than p = 5 × 10 -6 Torr produces films of the barrier-forming layer based on titanium with a thickness of 1-500 nm. Next, to form a “hat” of the T-shaped gate, a two-layer resistive mask is formed on the surface of the semiconductor wafer. Then the plate is loaded into the installation of sputtering of thin films in vacuum, where the method of electron-beam evaporation in vacuum with a residual pressure of less than p = 5 × 10 -6 Torr produces a consistent deposition of films based on platinum (Pt) and gold (Au) with thicknesses of 10- 500 nm. Next, the resistive mask is removed, followed by selective plasma-chemical etching of the Ti film across the field using a solid Au mask.
В частном случае в качестве материала осаждаемого барьерообразующего слоя могут использовать пленки тугоплавких металлов и их соединений (Мо, Та, W, TaN, TiN, WN, WSi), формируемые методами магнетронного распыления.In the particular case, films of refractory metals and their compounds (Mo, Ta, W, TaN, TiN, WN, WSi) formed by magnetron sputtering methods can be used as the material of the deposited barrier-forming layer.
В частном случае в качестве материала слоя диффузионного барьера могут использоваться пленки тугоплавких металлов и их соединений (Мо, Та, W, TaN, TiN, WN, WSi), формируемые методами магнетронного распыления.In the particular case, films of refractory metals and their compounds (Mo, Ta, W, TaN, TiN, WN, WSi) formed by magnetron sputtering methods can be used as the material of the diffusion barrier layer.
В частном случае в качестве материала слоя проводника могут использоваться пленки алюминия (Al) или меди (Cu).In the particular case, films of aluminum (Al) or copper (Cu) can be used as the material of the conductor layer.
В частном случае осаждение тонких пленок диэлектрика может производиться методами атомно-слоевого осаждения.In the particular case, the deposition of thin films of the dielectric can be carried out by atomic-layer deposition methods.
Пример.Example.
Пример демонстрирует технический результат, достигаемый по предлагаемому способу, относительно способа прототипа.The example demonstrates the technical result achieved by the proposed method, relative to the method of the prototype.
Транзистор на основе полупроводникового соединения и, в частности, гетероструктурный транзистор с высокой подвижностью электронов был сформирован на псевдоморфных структурах GaAs/AlGaAs/InGaAs, полученных с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии. После формирования изоляции транзистора с помощью травления меза-структур, на поверхности пластины формировалась двухслойная резистивная маска, в которой вскрывались окна с отрицательным углом наклона стенок. Перед осаждением металлизации с целью очистки поверхности и удаления собственных оксидов мышьяка и галлия пластина n-GaAs обрабатывалась в водном растворе H2SO4 (1:10) в течение 3 минут, а затем промывалась в деионизованной воде и сушилась в потоке азота. Далее на поверхности пластины литографическими методами формировалась резистивная маска в окна которой производилось напыление металлизации омического контакта на основе металлизации Ni/Ge/Au/Ni/Au методом электронно-лучевого исправления и вакууме. После извлечения пластин из вакуумной камеры производилось удаление резистивной маски с последующей термической обработкой металлизации омического контакта в среде очищенного азота при температуре Т2=410°C в течение t=60 секунд. Далее на поверхность пластин производилось осаждение тонкой пленки диэлектрика на основе нитрида кремния толщиной от 150 нм плазмохимическими методами. Далее на пластинах методом центрифугирования формировалась однослойная маска на основе резиста 950РММА с последующей сушкой при температуре 180°C в течение 5 минут. Экспонирование производилась с помощью системы электронно-лучевой нанолитографии Raith-150TWO с энергией электронов 30 кэВ с последующим жидкостным проявлением резиста. Далее по сформированной резистивной маске производилось плазмохимическое травление «щели» в пленке диэлектрике в индуктивно-связанной плазме с последующим удалением резистивной маски.A transistor based on a semiconductor compound and, in particular, a heterostructural transistor with a high electron mobility was formed on pseudomorphic GaAs / AlGaAs / InGaAs structures obtained by molecular beam epitaxy. After forming the isolation of the transistor by etching the mesa structures, a two-layer resistive mask was formed on the plate surface, in which windows were opened with a negative angle of inclination of the walls. Before deposition of the metallization in order to clean the surface and remove its own arsenic oxides and gallium, the n-GaAs plate was treated in an aqueous solution of H 2 SO 4 (1:10) for 3 minutes, and then washed in deionized water and dried in a stream of nitrogen. Next, a resistive mask was formed on the surface of the plate by lithographic methods, in the windows of which the deposition of metallization of the ohmic contact based on the Ni / Ge / Au / Ni / Au metallization was carried out using the method of electron beam correction and vacuum. After removing the plates from the vacuum chamber, a resistive mask was removed, followed by heat treatment of the ohmic contact metallization in purified nitrogen at a temperature T 2 = 410 ° C for t = 60 seconds. Next, a thin dielectric film based on silicon nitride with a thickness of 150 nm using plasma chemical methods was deposited on the surface of the plates. Next, a single-layer mask based on 950 PMMA resist was formed on the plates by centrifugation, followed by drying at 180 ° C for 5 minutes. Exposure was performed using Raith-150 TWO electron beam nanolithography with an electron energy of 30 keV, followed by a liquid resist. Next, using the formed resistive mask, plasma-chemical etching of the “gap” in the dielectric film in an inductively coupled plasma was performed, followed by removal of the resistive mask.
На первой пластине, изготавливаемой по способу-прототипу, методом центрифугирования формировалась двухслойная маска на основе резистов LOR 5 В/495 РММА. Каждый слой резиста наносился на подложку методом центрифугирования, с последующей сушкой при температуре 180°C в течение 5 минут. Экспонирование производилась с помощью системы электронно-лучевой нанолитографии Raith-150TWO с энергией электронов 30 кэВ. Проявление верхнего слоя резиста типа 495РММА осуществлялось в растворе метилизобутилкетона (МИБК) с изопропиловым спиртом (ИПС) (1:1) в течение 60 с, нижнего слоя LOR5B с последующей промывкой в изопропиловом спирте и сушкой в потоке азота. Далее производилось напыление металлизации Т-образного затвора на основе пленок Ti/Pt/Au (30/25/400 нм) методом электронно-лучевого исправления и вакууме. После извлечения пластины из вакуумной камеры производилось удаление резистивной маски, что приводило к формированию Т-образного затвора транзистора.On the first plate, produced by the prototype method, a two-layer mask was formed by centrifuging on the basis of LOR 5V / 495 PMMA resists. Each layer of resist was applied to the substrate by centrifuging, followed by drying at 180 ° C for 5 minutes. Exposure was performed using Raith-150 TWO electron beam nanolithography with an electron energy of 30 keV. The manifestation of the top layer of type 495PMMA resist was carried out in a solution of methyl isobutyl ketone (MIBK) with isopropyl alcohol (IPA) (1: 1) for 60 s, the bottom layer of LOR5B, followed by washing in isopropyl alcohol and drying in a stream of nitrogen. Next, the metallization of the T-shaped shutter was made on the basis of Ti / Pt / Au films (30/25/400 nm) using the method of electron-beam correction and vacuum. After removing the plate from the vacuum chamber, a resistive mask was removed, which led to the formation of a T-shaped transistor.
На вторую пластину, изготавливаемую по предлагаемому способу, методом магнетронного испарения в вакууме при остаточном давлении менее p=5×10-6 торр производилось осаждение пленки барьерообразующего слоя на основе титана толщиной 30 нм. Далее методом центрифугирования формировалась двухслойная маска на основе резистов LOR5B/495PMMA. Каждый слой резиста наносился на подложку методом центрифугирования, с последующей сушкой при температуре 180°C в течение 5 минут. Экспонирование производилась с помощью системы электронно-лучевой нанолитографии Raith-150TWO с энергией электронов 30 кэВ. Проявление верхнего слоя резиста типа 495РММА осуществлялось в растворе метилизобутилкетона (МИБК) с изопропиловым спиртом (ИПС) (1:1) в течение 60 с, нижнего слоя LOR5B с последующей промывкой в изопропиловом спирте и сушкой в потоке азота. Далее производилось напыление металлизации Т-образного затвора на основе пленок Pt/Au (25/400 нм) методом электронно-лучевого исправления и вакууме. После извлечения пластины из вакуумной камеры производилось удаление резистивной маски, с последующим селективным плазмохимическим травлением пленки барьеробразующего слоя на основе Ti на твердой маске Au на поверхности пластины.On the second plate, manufactured by the proposed method, the method of magnetron evaporation in vacuum with a residual pressure of less than p = 5 × 10 -6 Torr was used to deposit a film of the barrier-forming layer based on titanium with a thickness of 30 nm. Further, a two-layer mask was formed by centrifuging on the basis of LOR5B / 495PMMA resists. Each layer of resist was applied to the substrate by centrifuging, followed by drying at 180 ° C for 5 minutes. Exposure was performed using Raith-150 TWO electron beam nanolithography with an electron energy of 30 keV. The manifestation of the top layer of type 495PMMA resist was carried out in a solution of methyl isobutyl ketone (MIBK) with isopropyl alcohol (IPA) (1: 1) for 60 s, the bottom layer of LOR5B, followed by washing in isopropyl alcohol and drying in a stream of nitrogen. Next, the metallization of the T-shaped shutter was made on the basis of Pt / Au films (25/400 nm) by the method of electron-beam correction and vacuum. After removing the plate from the vacuum chamber, a resistive mask was removed, followed by selective plasma-chemical etching of the Ti-based barrier-forming film on a solid Au mask on the plate surface.
Электрические параметры транзисторов по постоянному току исследовались с помощью измерителя характеристик полупроводниковых приборов НР4156А.The electrical parameters of the transistors in the direct current were investigated with the help of a measuring instrument of the characteristics of semiconductor devices HP4156A.
Для исследования термической стабильности электрических параметров транзисторов производилась их термическая обработка при температуре Т=300°C в течение t=12 часов в среде очищенного азота.To study the thermal stability of the electrical parameters of transistors, they were heat-treated at a temperature T = 300 ° C for t = 12 hours in purified nitrogen.
На фиг. 1-4 представлены результаты исследования термической стабильности электрических параметров 
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146221A RU2686863C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method of forming t-shaped gate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146221A RU2686863C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method of forming t-shaped gate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686863C1 true RU2686863C1 (en) | 2019-05-06 |
Family
ID=66430337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146221A RU2686863C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method of forming t-shaped gate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686863C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746845C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Method for manufacturing t-shaped galvanic gate in high-frequency field-effect transistor |
| RU204372U1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-05-21 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Heterostructure field-effect transistor based on semiconductor gallium nitride compound |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5766967A (en) * | 1996-06-07 | 1998-06-16 | Industrial Technology Research Institute | Method for fabricating a submicron T-shaped gate |
| US6087256A (en) * | 1996-12-18 | 2000-07-11 | Nec Corporation | Method for manufacturing modified T-shaped gate electrode |
| CN102437182A (en) * | 2011-12-01 | 2012-05-02 | 中国科学院半导体研究所 | SiO2/SiN double layer passivation layer T-typed grid AlGaN/GaN HEMT and manufacturing method thereof |
| EP2479790B1 (en) * | 2005-07-20 | 2015-03-25 | Cree, Inc. | Nitride-based transistors with an etch stop layer |
| RU2624600C1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Manufacturing method of t-shaped gate |
| RU2633724C1 (en) * | 2016-07-06 | 2017-10-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" (Госкорпорация "РОСКОСМОС") | Method to produce microwaves of field high power pseudomorphic transistor |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146221A patent/RU2686863C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5766967A (en) * | 1996-06-07 | 1998-06-16 | Industrial Technology Research Institute | Method for fabricating a submicron T-shaped gate |
| US6087256A (en) * | 1996-12-18 | 2000-07-11 | Nec Corporation | Method for manufacturing modified T-shaped gate electrode |
| EP2479790B1 (en) * | 2005-07-20 | 2015-03-25 | Cree, Inc. | Nitride-based transistors with an etch stop layer |
| CN102437182A (en) * | 2011-12-01 | 2012-05-02 | 中国科学院半导体研究所 | SiO2/SiN double layer passivation layer T-typed grid AlGaN/GaN HEMT and manufacturing method thereof |
| RU2633724C1 (en) * | 2016-07-06 | 2017-10-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" (Госкорпорация "РОСКОСМОС") | Method to produce microwaves of field high power pseudomorphic transistor |
| RU2624600C1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Manufacturing method of t-shaped gate |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746845C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Method for manufacturing t-shaped galvanic gate in high-frequency field-effect transistor |
| RU204372U1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-05-21 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Heterostructure field-effect transistor based on semiconductor gallium nitride compound |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7750370B2 (en) | High electron mobility transistor having self-aligned miniature field mitigating plate on a protective dielectric layer | |
| JP4143068B2 (en) | Method of manufacturing selectively etched self-aligned double recess high electron mobility transistors | |
| US8003300B2 (en) | Methods for fabricating complex micro and nanoscale structures and electronic devices and components made by the same | |
| RU2686863C1 (en) | Method of forming t-shaped gate | |
| KR100795242B1 (en) | Method for forming gate of semiconductor device and its gate structure | |
| US5112763A (en) | Process for forming a Schottky barrier gate | |
| US8609474B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| CN110047744A (en) | T-type grid preparation method | |
| CN108807162A (en) | T-type grid preparation method | |
| CN113646870B (en) | Miniature field plate T-shaped gate and manufacturing method thereof | |
| US9865690B2 (en) | Methods for fabricating a metal structure for a semiconductor device | |
| RU2724354C1 (en) | Method of forming a submicron t-shaped gate | |
| JP2008193005A (en) | Manufacturing method for semiconductor device | |
| CN110010457A (en) | T-type grid preparation method | |
| RU2746845C1 (en) | Method for manufacturing t-shaped galvanic gate in high-frequency field-effect transistor | |
| RU2642495C1 (en) | Method of increase of threshold barrier voltage of gan transistor | |
| Erofeev et al. | Low resistance ohmic contacts to n+-GaAs with refractory metal sidewall diffusion barrier | |
| JP2002184788A (en) | Method of forming large-area, high-gate-current hemt diode | |
| RU2729510C1 (en) | Method of forming a metal y-shaped gate of a super-high-frequency transistor | |
| KR100517822B1 (en) | Method for manufacturing a field effect transistor | |
| KR100521700B1 (en) | Method for fabricating T-gate in semiconductor device | |
| JP6228614B2 (en) | Method for forming gate contact | |
| Kulinich et al. | Formation of Nanoscale T-Shaped Gates Using Directional Angular Deposition of Thin Aluminum Films | |
| Zhelannov et al. | Study of characteristics of HEMT-transistors based on AlGaN/GaN heterostructure | |
| JP2658884B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190912 |