用于制造半导体器件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：在半导体衬底上形成保护膜；在保护膜上形成抗蚀剂膜，使得该抗蚀剂膜包括如下区域：在所述区域处，所述抗蚀剂膜在所述源极电极和所述漏极电极之间从所述漏极电极侧到所述源极电极侧变得更厚；通过利用电子束照射该区域中的抗蚀剂膜并使该抗蚀剂膜显影而在抗蚀剂膜中形成第一开口；通过将其上形成有第一开口的抗蚀剂膜用作掩模来移除保护膜来形成暴露半导体衬底的上表面的第二开口；通过在形成所述第二开口之后进一步使得所述抗蚀剂膜显影，将所述第一开口朝向所述漏极电极侧扩展而在所述抗蚀剂膜形成所述第三开口；并且在第二开口和第三开口中形成栅极电极。

【技术实现步骤摘要】
用于制造半导体器件的方法
本公开涉及一种用于制造半导体器件的方法，例如，一种包括形成栅极电极的步骤的、用于制造半导体器件的方法。
技术介绍
在高频FET(场效应晶体管)中，栅极长度被减小，从而改进高频特性。由于栅极长度的减小，FET的跨导增加。然而，在栅极长度被减小的状态中，例如当源极电极被接地并且高电压被施加到漏极电极时，电场集中在漏极电极侧的栅极端处。为了减轻这种情况，已知一种场板(FP)结构(例如，日本专利申请公开号2015-220430和日本专利申请公开号2016-136547)。
技术实现思路
在场板结构中，场板(FP)形成在栅极电极的漏极电极侧上，并且场板也形成在源极电极侧上。由于源极电极侧上的场板引起的栅极-源极电容的增加是使得晶体管的高频特性劣化的因素。因此，为了减小栅极-源极电容，优选的是，源极电极侧上的场板的长度小于漏极电极侧上的场板的长度。然而，如果栅极长度被缩短并且源极电极侧上的场板被缩短以使得栅极电极的形状在沟道方向上非对称，则制造工艺变得复杂。本公开的目的是提供一种简化的制造工艺，即使当栅极减小时，所述制造工艺也能够形成具有非对称形状的栅极电极。根据本公开的用于制造半导体器件的方法，该半导体器件具有源极电极、漏极电极和设置在源极电极和漏极电极之间的栅极电极，该方法包括以下步骤：在半导体衬底上形成保护膜；在保护膜上形成抗蚀剂膜，使得该抗蚀剂膜包括如下区域：在所述区域处，所述抗蚀剂膜在所述源极电极和所述漏极电极之间从所述漏极电极侧到所述源极电极侧变得更厚；通过利用电子束照射该区域中的抗蚀剂膜并使得该抗蚀剂膜显影而在抗蚀剂膜中形成第一开口；通过将其上形成有第一开口的抗蚀剂膜用作掩模来移除保护膜来形成暴露半导体衬底的上表面的第二开口；通过在形成所述第二开口之后进一步使得所述抗蚀剂膜显影，将所述第一开口朝向所述漏极电极侧扩展而在所述抗蚀剂膜形成所述第三开口；并且在第二开口和第三开口中形成栅极电极。附图说明图1A到1D是示意根据第一实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图(部分1)。图2A到2D是示意根据第一实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图(部分2)。图3A和3B是示意根据第一实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图(部分3)。图4A到4C是示意根据第二实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图(部分1)。图5A到5C是示意根据第二实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图(部分2)。图6A到6D是示意根据第一比较例的用于形成半导体器件的方法的截面视图。图7A到7C是示意根据第二比较例的用于形成半导体器件的方法的截面视图。具体实施方式现在将描述一些实施例。(1)本公开的实施例是一种用于制造具有源极电极、漏极电极和设置在源极电极和漏极电极之间的栅极电极的半导体器件的方法，该方法包括以下步骤：在半导体衬底上形成保护膜；在保护膜上形成抗蚀剂膜，使得该抗蚀剂膜包括如下区域：在所述区域处，所述抗蚀剂膜在所述源极电极和所述漏极电极之间从所述漏极电极侧到所述源极电极侧变得更厚；通过利用电子束照射该区域中的抗蚀剂膜并使该抗蚀剂膜显影而在抗蚀剂膜中形成第一开口；通过将其上形成有第一开口的抗蚀剂膜用作掩膜移除来保护膜来形成暴露半导体衬底的上表面的第二开口；通过在形成所述第二开口之后进一步使得所述抗蚀剂膜显影，将所述第一开口朝向所述漏极电极侧扩展而在所述抗蚀剂膜形成所述第三开口；并且在第二开口和第三开口中形成栅极电极。由此，能够简化制造工艺。(2)优选地，形成抗蚀剂膜的步骤包括：将源极电极和漏极电极的厚度设定为大于保护膜的厚度，并且形成所述抗蚀剂膜以使得所述抗蚀剂膜覆盖所述源极电极和所述漏极电极，据此，形成所述抗蚀剂膜并使得所述区域被形成。(3)优选地，该区域和源极电极之间的距离小于该区域和漏极电极之间的距离。(4)优选地，在形成抗蚀剂膜的步骤中，源极电极的厚度被设定为大于漏极电极的厚度。下面将参考附图描述根据本公开的一种用于制造半导体器件的方法的具体实例。应当注意，本公开不限于这些实例，而是由权利要求指示，并且意图包括与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。(第一实施例)图1A到3B是示意根据第一实施例的用于形成半导体器件的方法的截面视图。如图1A中所示，制备了半导体衬底10。半导体衬底10具有衬底11和形成在衬底11上的半导体层12。当半导体器件是HEMT(高迁移率电子晶体管)时，衬底11例如是SiC衬底、硅衬底、GaN衬底或蓝宝石衬底。半导体层12例如从衬底11侧具有AlN层、GaN层、AlGaN电子供应层和GaN盖层。衬底11可以是GaAs衬底，而半导体层12从衬底11侧可以是GaAs层、AlGaAs电子供应层和GaAs盖层。半导体器件可以是除HEMT之外的FET(场效应晶体管)。在衬底11上形成半导体层12的方向可以被称为膜形成方向。如图1B中所示，保护膜16形成在半导体衬底10上。保护膜16是诸如氮化硅膜这样的绝缘膜，并且通过使用CVD(化学气相沉积)方法形成。保护膜16的厚度例如是60nm，并且例如能够是50nm到200nm。如图1C中所示，保护膜16中形成有开口。开口的形成使得半导体层12的上表面从保护膜16暴露。源极电极14和漏极电极15被形成为与半导体层12的暴露的上表面接触。源极电极14和漏极电极15例如从半导体衬底10侧包括钛膜和铝膜。源极电极14和漏极电极15中的每一个在膜形成方向上的厚度例如是200nm，并且例如能够是100nm到400nm。源极电极14和漏极电极15的厚度大致彼此相同。在源极电极14和漏极电极15之间的距离L5例如是2.5μm，并且例如能够是1μm到5μm。如图1D中所示，抗蚀剂膜20形成在半导体衬底10上，从而覆盖保护膜16、源极电极14和漏极电极15。使用旋涂方法形成所述抗蚀剂膜20。抗蚀剂膜20在平坦表面上的厚度例如是400nm，并且例如能够是200nm到800nm。例如，该平坦表面对应于在沟道方向上与沿着膜形成方向形成在保护膜16和源极电极14(或漏极电极15)之间的台阶相分离的区域。所述沟道方向例如是从源极电极14到漏极电极15。抗蚀剂例如是由ZEON公司制造的ZEP520A。ZEP520A包含苯甲醚。由于保护膜16和源极电极14之间以及保护膜16和漏极电极15之间存在相应的厚度差(台阶)，抗蚀剂膜20的厚度沿沟道方向发生改变。位于源极电极14和漏极电极15之间的基本中心区域54是抗蚀剂膜20的厚度在此处大致均匀的区域(平坦区域)。该平坦区域可以被认为是上述平坦表面的一部分。从所述区域54朝向源极电极14的区域50是抗蚀剂膜20的厚度朝向源极电极14变得更厚的区域(第一倾斜区域)。从区域54朝向漏极电极15的区域52是抗蚀剂膜20的厚度朝向漏极电极15变得更厚的区域(第二倾斜区域)。因此，抗蚀剂膜20的区域50、52的厚度大于上述平坦表面的厚度。如图2A中所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造半导体器件的方法，所述半导体器件具有源极电极、漏极电极和设置在所述源极电极和所述漏极电极之间的栅极电极，所述方法包括以下步骤：/n在半导体衬底上形成保护膜；/n在所述保护膜上形成抗蚀剂膜，使得所述抗蚀剂膜包括如下区域：在所述区域处，所述抗蚀剂膜在所述源极电极和所述漏极电极之间从所述漏极电极侧到所述源极电极侧变得更厚；/n通过利用电子束照射所述区域中的所述抗蚀剂膜并且使得所述抗蚀剂膜显影而在所述抗蚀剂膜中形成第一开口；/n通过将其上形成有所述第一开口的所述抗蚀剂膜用作掩模来移除所述保护膜来形成暴露所述半导体衬底的上表面的第二开口；/n通过在形成所述第二开口之后进一步使得所述抗蚀剂膜显影，将所述第一开口朝向所述漏极电极侧扩展而在所述抗蚀剂膜形成所述第三开口；并且/n在所述第二开口和所述第三开口中形成所述栅极电极。/n

【技术特征摘要】
20200206 JP 2020-0185051.一种用于制造半导体器件的方法，所述半导体器件具有源极电极、漏极电极和设置在所述源极电极和所述漏极电极之间的栅极电极，所述方法包括以下步骤：
在半导体衬底上形成保护膜；
在所述保护膜上形成抗蚀剂膜，使得所述抗蚀剂膜包括如下区域：在所述区域处，所述抗蚀剂膜在所述源极电极和所述漏极电极之间从所述漏极电极侧到所述源极电极侧变得更厚；
通过利用电子束照射所述区域中的所述抗蚀剂膜并且使得所述抗蚀剂膜显影而在所述抗蚀剂膜中形成第一开口；
通过将其上形成有所述第一开口的所述抗蚀剂膜用作掩模来移除所述保护膜来形成暴露所述半导体衬底的上表面的第二开口；
通过在形成所述第二开口之后进一步使得所述抗蚀剂膜显影，将所述第一开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边整，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP