专利名称：X射线光刻与光学光刻混合制作t型栅的方法
技术领域：
本发明属于半导体技术中的微细加工领域，特别涉及一种X射线光刻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、成本高的电子束曝光方法，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X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，它采用X射线光刻制作深亚微米、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。该方法可以获得深亚微米、纳米T型栅结构，适合用于大生产。
本发明一种X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤1、在半导体基片上涂上底层厚度小于300nm的薄X射线光刻胶；步骤2、用X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶，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、用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、显影顺序的第一步是首先显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形；步骤6、显影顺序的最后一步是显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形，形成最终的T型栅图形；步骤7、蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
其中所述底层X射线光刻胶为PMMA或ZEP 520，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。
其中底层栅槽图形是通过X射线光刻的方法获得。
其中顶层宽栅图形是通过光学光刻的方法获得。
其中在半导体基片上涂上底层厚度小于300nm的薄X射线光刻胶可以通过甩胶机高速旋涂或者通过氧等离子体慢速刻蚀减薄来获得。
其中显影顺序是首先显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形，再显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形，形成最终的T型栅图形。
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例，对本发明做详细描述，其中图1-1至图1-5是本发明的流程图；图2-1至图2-7是本发明实施例的流程图。
具体实施例方式
如图1-1所示，首先在PHEMT或MESFET片101上涂上底层X射线光刻胶102，光刻胶102厚度为150～300nm之间，光刻胶102可以是PMMA或者ZEP 520或者UVIII。
如图1-2所示，X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶102。
如图1-3所示，涂上顶层光学光刻胶103，光学光刻胶可以是S9912或者I线胶，胶厚1000～1500nm，光学光刻方法套刻曝光顶层光学光刻胶103，显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形104。
如图1-4所示，显影底层X射线光刻胶102获得栅槽图形105，用氧等离子体打底胶40秒，氧气流量为20sccm，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。
如图1-5所示，蒸发剥离栅金属106，栅金属106一般为钛/铂/金，总厚度为600～1000nm，完成T型栅制作。
实施例如图2-1所示，首先在PHEMT或MESFET片201上涂上底层X射线光刻胶202，光刻胶厚度为150～300nm之间，光刻胶202可以是PMMA或者ZEP 520或者UVIII。
如图2-2所示，X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶202。
如图2-3所示，涂上顶层光学光刻胶203，光学光刻胶可以是S9912或者I线胶，胶厚1000～1500nm。
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204。
如图2-5所示，显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形205，用氧等离子体打底胶40秒，氧气流量为20sccm，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。
如图2-6所示，蒸发栅金属206，栅金属一般为钛/铂/金，总厚度为600～1000nm。
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，完成T型栅制作。
权利要求
1.一种X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤1、在半导体基片上涂上底层厚度小于300nm的薄X射线光刻胶；步骤2、用X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶，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、用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、显影顺序的第一步是首先显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形；步骤6、显影顺序的最后一步是显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形，形成最终的T型栅图形；步骤7、蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
2.根据权利要求1所述的X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其中所述底层X射线光刻胶为PMMA或ZEP520，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。
3.根据权利要求1所述的X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其中底层栅槽图形是通过X射线光刻的方法获得。
4.根据权利要求1所述的X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其中顶层宽栅图形是通过光学光刻的方法获得。
5.根据权利要求1所述的X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其中在半导体基片上涂上底层厚度小于300nm的薄X射线光刻胶可以通过甩胶机高速旋涂或者通过氧等离子体慢速刻蚀减薄来获得。
6.根据权利要求1所述的X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其特征在于，其中显影顺序是首先显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形，再显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形，形成最终的T型栅图形。
全文摘要
一种X射线光刻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X射线光刻胶；2.X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶；3.涂上顶层光学光刻胶；4.光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶；5.显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形；6.显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形；7.蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
文档编号H01L21/02GK1567087SQ03141108
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月9日 优先权日2003年6月9日
发明者谢常青, 叶甜春, 陈大鹏, 李兵 申请人:中国科学院微电子中心