T形栅结构的光刻方法技术

本发明专利技术提供了一种T形栅结构的光刻方法。其包括：在衬底表面涂布光刻胶，并进行烘烤后得到栅脚层；对栅脚层进行光刻、烘烤和显影后形成栅脚凹槽；在栅脚层及栅脚凹槽表面涂布非感光材料，并进行烘烤后得到隔离层，其中，隔离层与栅脚层在烘烤时形成交链层；对隔离层进行显影后在栅脚凹槽中形成栅脚结构；对栅脚层进行干法蚀刻得到覆盖栅脚层及交链层表面的聚合物阻挡层；在聚合物阻挡层上再次涂布光刻胶，并进行烘烤后得到栅帽层；对栅帽层进行光刻、烘烤和显影后形成栅帽凹槽，其中，栅帽凹槽的侧壁垂直于衬底表面；对栅帽层进行烘烤，使栅帽凹槽的侧壁与衬底表面形成夹角。本发明专利技术能够大幅提高化合物半导体的产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺
，特别是涉及一种Τ形栅结构的光刻方法。
技术介绍
在化合物半导体生产工艺过程中，为了使产品能够在高工作频率下工作，必须要缩短栅长，但是缩短栅长又会对栅极电阻、器件性能及可靠性产生影响，为了消除这些影响，化合物半导体普遍采用Τ形栅。Τ形栅包括栅脚和栅帽，栅脚在栅帽下方，从外形看与“Τ”字母相似，因此叫做Τ形栅。以往制作Τ形栅的方式是使用电子束光刻机，通过在不同区域应用不同能量的电子束以及使用多层不同电子束感应度的电子束光刻胶，从而一次性完成栅脚和栅帽的光刻做出Τ形栅。但是电子束光刻机有一个致命的弱点就是速度慢，1小时能做出2片6寸的晶圆就已经是量产型电子束光刻机的极限。随着市场的蓬勃发展，化合物半导体的需求越来越高，电子束光刻机难以满足业内对化合物半导体产能的要求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种Τ形栅结构的光刻方法，能够大幅提高化合物半导体的产能。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种Τ形栅结构的光刻方法，包括:在晶圆的衬底表面涂布投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅脚层；对所述栅脚层进行投影式光刻、烘烤和显影后在所述栅脚层上形成栅脚凹槽，所述衬底表面露出在所述栅脚凹槽中；在所述栅脚层表面以及所述栅脚凹槽表面涂布非感光材料，并进行烘烤后得到隔离层，其中，所述隔离层与所述栅脚层的接触面在烘烤时发生反应形成交链层；对所述隔离层进行显影后在所述栅脚凹槽中形成露出所述衬底表面的栅脚结构，其中，所述交链层在显影时保留；对所述栅脚层进行干法蚀刻得到聚合物阻挡层，所述聚合物阻挡层覆盖在所述栅脚层表面以及所述交链层表面；在所述聚合物阻挡层上再次涂布所述投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅帽层；对所述栅帽层进行投影式光刻、烘烤和显影后在所述栅帽层上形成栅帽凹槽，其中，所述栅帽凹槽的侧壁垂直于所述衬底表面；对所述栅帽层进行烘烤，使所述栅帽凹槽的侧壁与所述衬底表面形成夹角，从而得到栅帽结构。优选地，在所述在晶圆的衬底表面涂布投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅脚层的步骤之前，所述光刻方法还包括:清洁所述晶圆的表面，以提高与投影式光刻胶的粘附力。优选地，进行投影式光刻时采用的投影式光刻机包含步进式光刻机和扫描式光刻机，采用的光源是波长为365nm的I线或者波长为248nm或193nm的深紫外线。区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是:采用隔离层对栅脚层和栅帽层进行隔离，并在去除隔离层后进行干法刻蚀得到聚合物阻挡层以防止栅帽层对交链层溶解，最后采用投影式光刻得到栅脚结构和栅帽结构，而投影式光刻的速度相较电子束光刻显著提高，从而能够大幅提高化合物半导体的产能，可以降低化合物半导体的生产成本，而且可以缩小栅脚结构的尺寸。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的在衬底表面形成栅脚层后的截面示意图。图2是本专利技术实施例提供的在栅脚层上形成栅脚凹槽后的截面示意图。图3是本专利技术实施例提供的在栅脚层表面和栅脚凹槽表面形成隔离层后的截面示意图。图4是本专利技术实施例提供的在隔离层上形成栅脚结构后的截面示意图。图5是本专利技术实施例提供的对栅脚层进行干法刻蚀后的截面示意图。图6是本专利技术实施例提供的在聚合物阻挡层上形成栅帽层后的截面示意图。图7是本专利技术实施例提供的在栅帽层上形成栅帽凹槽后的截面示意图。图8是本专利技术实施例提供的在得到栅帽结构后的截面示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请一并参见图1至图7，本专利技术实施例提供的包括以下步骤:步骤一:在晶圆的衬底1表面涂布投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅脚层2。其中，参见图1，在晶圆的衬底1上涂布投影式光刻胶后，经过烘烤使投影式光刻胶成型后得到栅脚层2。在本实施例中，投影式光刻胶在光刻工艺中所能形成最小宽度应小于栅脚层的设计宽度，投影式光刻胶的涂布厚度至少应达到栅脚层的设计高度。可选地，衬底1米用常用的半导体材料，包括但不限于GaAs、GaN、SiC、S1、Sapphire。在本实施例中，在步骤一之前，光刻方法还包括:清洁衬底1表面，以提高与投影式光刻胶的粘附力。步骤二:对栅脚层2进行投影式光刻、烘烤和显影后在栅脚层2上形成栅脚凹槽3，衬底1表面露出在栅脚凹槽3中。其中，参见图2，栅脚层2在进行投影式光刻时，需要形成栅脚凹槽3的部分接受光源照射，而其它部分则进行遮挡。在显影后，光源照射的部分被除去，而其它部分被保留。在本实施例中，进行投影式光刻时采用的投影式光刻机可以包含步进式光刻机和扫描式光刻机，采用的光源可以是波长为365nm的I线或者波长为248nm或193nm的深紫外线。步骤三:在栅脚层2表面以及栅脚凹槽3表面涂布非感光材料，并进行烘烤后得到隔离层4，其中，隔离层4与栅脚层2的接触面在烘烤时发生反应形成交链层5。其中，参见图3，涂布非感光材料后，非感光材料覆盖栅脚层2以及栅脚凹槽3，经过烘烤成型后得到隔离层4。隔离层4不感光并且易于溶解在显影液或清洗液中，非感光材料可以采用AZ公司的RELACS型号、Τ0Κ公司的CAUT型号等产品。步骤四:对隔离层4进行显影后在栅脚凹槽3中形成露出衬底1表面的栅脚结构6，其中，交链层5在显影时保留。其中，参见图4，由于在显影时，隔离层4暴露在显影液中，会被显影液除去，然而，由于栅脚凹槽3边缘处的隔离层4与栅脚层2在烘烤时发生反应形成交链层5，交链层5不会受到显影或光照的影响，因此，被显影液除去的部分仅仅是栅脚凹槽3中间的部分，即没有与栅脚层2发生反应的隔离当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种T形栅结构的光刻方法，其特征在于，包括：在晶圆的衬底表面涂布投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅脚层；对所述栅脚层进行投影式光刻、烘烤和显影后在所述栅脚层上形成栅脚凹槽，所述衬底表面露出在所述栅脚凹槽中；在所述栅脚层表面以及所述栅脚凹槽表面涂布非感光材料，并进行烘烤后得到隔离层，其中，所述隔离层与所述栅脚层的接触面在烘烤时发生反应形成交链层；对所述隔离层进行显影后在所述栅脚凹槽中形成露出所述衬底表面的栅脚结构，其中，所述交链层在显影时保留；对所述栅脚层进行干法蚀刻得到聚合物阻挡层，所述聚合物阻挡层覆盖在所述栅脚层表面以及所述交链层表面；在所述聚合物阻挡层上再次涂布所述投影式光刻胶，并进行烘烤后得到栅帽层；对所述栅帽层进行投影式光刻、烘烤和显影后在所述栅帽层上形成栅帽凹槽，其中，所述栅帽凹槽的侧壁垂直于所述衬底表面；对所述栅帽层进行烘烤，使所述栅帽凹槽的侧壁与所述衬底表面形成夹角，从而得到栅帽结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琪，强欢，
申请(专利权)人：成都嘉石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51