×
08.05.2019
219.017.48f4

Способ формирования Т-образного затвора

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения СВЧ монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединений типа AB, в частности к созданию гетероструктурных СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов. На поверхность полупроводниковой пластины методом магнетронного испарения в вакууме при остаточном давлении менее р=5×10 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-150 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. Технический результат заключается в повышении термической стабильности электрических характеристик Т-образного затвора, формируемого методами проекционной литографии при использовании «щели» в диэлектрике. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

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.

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.

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.

Основным недостатком данного способа является низкая производительность технологических процессов высокоразрешающей электронно-лучевой литографии.

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.

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.

Основной технической задачей предложенного способа является повышение термической стабильности электрических характеристик Т-образного затвора, формируемого методами проекционной литографии при использовании «щели» в диэлектрике.

Основная техническая задача достигается тем, что в способе

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.

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.

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.

В частном случае в качестве материала слоя проводника могут использоваться пленки алюминия (Al) или меди (Cu).

В частном случае осаждение тонких пленок диэлектрика может производиться методами атомно-слоевого осаждения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемого способа, отсутствуют.

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.

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.

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.

В частном случае в качестве материала слоя проводника могут использоваться пленки алюминия (Al) или меди (Cu).

В частном случае осаждение тонких пленок диэлектрика может производиться методами атомно-слоевого осаждения.

Пример.

Пример демонстрирует технический результат, достигаемый по предлагаемому способу, относительно способа прототипа.

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.

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.

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.

Электрические параметры транзисторов по постоянному току исследовались с помощью измерителя характеристик полупроводниковых приборов НР4156А.

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.

На фиг. 1-4 представлены результаты исследования термической стабильности электрических параметров образцов транзисторов, полученных по способу-прототипу (1) и предлагаемому способу (2). Из результатов видно, что использование Т-образного затвора в составе транзистора, сформированного по предлагаемому способу позволяет повысить термическую стабильность электрических параметров, что может быть обусловлено особенностью структуры тонкой пленки барьерообразующего слоя Т-образного затвора, формируемого методами магнетронного распыления.


Способ формирования Т-образного затвора
Способ формирования Т-образного затвора
Способ формирования Т-образного затвора
Способ формирования Т-образного затвора
Способ формирования Т-образного затвора
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 58 items.
13.02.2018
№218.016.24c0

Способ увеличения порогового напряжения отпирания gan транзистора

Изобретение относится к технологии силовой электроники, а именно к технологии получения дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия (GaN), работающих в режиме обогащения. В способе увеличения порогового напряжения отпирания GaN транзистора, включающем создание на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642495
Дата охранного документа: 25.01.2018
10.05.2018
№218.016.41e8

Способ подавления отметок от целей, расположенных за пределами зоны однозначной оценки дальности обзорной рлс, и реализующее его устройство

Изобретение относится к области активной радиолокации и предназначено для использования в обзорных радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат - подавление отметок от целей, расположенных за пределами зоны однозначной оценки дальности обзорной РЛС, а также отметок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649310
Дата охранного документа: 02.04.2018
10.05.2018
№218.016.4513

Способ генерации и вывода электронного пучка в область высокого давления газа, до атмосферного

Изобретение относится к области создания сфокусированных электронных пучков и вывода их в область повышенного давления, до атмосферного. Плазменный катод создается низковольтным отражательным разрядом с полым катодом, электрическим полем ускоряют вышедшие из плазменного катода электроны....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650101
Дата охранного документа: 09.04.2018
10.05.2018
№218.016.455a

Высоковольтная система электропитания космического аппарата

Использование: в области электротехники при проектировании и создании систем электропитания автоматических космических аппаратов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности системы электропитания космического аппарата (КА). Система электропитания КА содержит солнечную и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650100
Дата охранного документа: 09.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e82

Система электропитания космического аппарата

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к бортовым системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), и может быть использовано при проектировании и создании систем электропитания автоматических космических аппаратов на основе солнечных и аккумуляторных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650875
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f2a

Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них при разбраковке металлических изделий. Способ заключается в том, что между нагреваемым электродом и контролируемым изделием измеряют термоЭДС, усиливают ее и отображают, сравнивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652657
Дата охранного документа: 28.04.2018
09.06.2018
№218.016.5e8a

Термостабилизирующее радиационностойкое покрытие batizro

Изобретение относится к получению терморегулирующих покрытий и может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов. Терморегулирующее покрытие класса «солнечные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656660
Дата охранного документа: 06.06.2018
11.06.2018
№218.016.609f

Способ контроля отверждения эмалевой изоляции проводов

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля степени отверждения полимерного диэлектрического покрытия обмоточных проводов заключается в воздействии на диэлектрическое покрытие электрическим полем и в измерении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657087
Дата охранного документа: 08.06.2018
11.06.2018
№218.016.6182

Способ контроля параметров сыпучих материалов в резервуарах

Изобретение может быть использовано для регистрации уровня сыпучих сред в резервуарах. В способе измерения параметров сыпучих материалов в резервуарах с помощью оптического устройства, закрепленного над поверхностью измеряемого материала, герметически отделенной от него оптически прозрачным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657104
Дата охранного документа: 08.06.2018
20.06.2018
№218.016.644c

Способ контроля параметров сыпучих материалов в резервуарах

Изобретение может быть использовано для регистрации уровня сыпучих сред в резервуарах. В способе измерения параметров сыпучих материалов в резервуарах путем получения изображения с помощью телекамеры, закрепленной над поверхностью измеряемого материала и герметически отделенной от него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658079
Дата охранного документа: 19.06.2018
Showing 1-10 of 11 items.
10.02.2015
№216.013.224d

Сверхвысокочастотный транзистор

Изобретение относится к технологии получения монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединении AB, в частности к созданию сверхвысокочастотных транзисторов, в которых минимизировано содержание драгоценных металлов. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540234
Дата охранного документа: 10.02.2015
13.01.2017
№217.015.7e89

Монолитная интегральная схема на основе полупроводникового соединения

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии получения монолитных интегральных схем (МИС) на основе полупроводниковых соединений AB. Изобретение обеспечивает получение МИС на основе полупроводниковых соединений ABс более низкой себестоимостью изготовления за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601203
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.02.2018
№218.016.24c0

Способ увеличения порогового напряжения отпирания gan транзистора

Изобретение относится к технологии силовой электроники, а именно к технологии получения дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия (GaN), работающих в режиме обогащения. В способе увеличения порогового напряжения отпирания GaN транзистора, включающем создание на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642495
Дата охранного документа: 25.01.2018
11.10.2018
№218.016.906c

Способ увеличения управляющего напряжения на затворе gan транзистора

Изобретение относится к технологии силовой электроники, а именно к технологии получения дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия, работающих в режиме обогащения. На поверхность полупроводниковой пластины с эпитаксиальной гетероструктрурой типа p-GaN/AlGaN/GaN плазмохимическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669265
Дата охранного документа: 09.10.2018
20.02.2019
№219.016.c2d7

Способ пассивации поверхности gaas

Изобретение относится к технологии арсенид-галлиевой микроэлектроники, в частности к методам электрической пассивации поверхности полупроводниковых соединений и твердых растворов групп АB, и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002402103
Дата охранного документа: 20.10.2010
20.02.2019
№219.016.c313

Способ халькогенизации поверхности gaas

Изобретение относится к технологии арсенид галлиевой микроэлектроники и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности полупроводника, так и на границе раздела металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник. Способ включает химическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406182
Дата охранного документа: 10.12.2010
20.02.2019
№219.016.c3f6

Транзистор на основе полупроводникового соединения

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости изготовления транзистора на основе полупроводникового соединения за счет перехода на металлизацию, не содержащую драгоценных металлов. Сущность изобретения: в транзисторе на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002442243
Дата охранного документа: 10.02.2012
19.04.2019
№219.017.31e6

Способ получения тонкопленочного медно-германиевого соединения

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения тонкопленочных металлических соединений. Техническим результатом изобретения является уменьшение температуры и времени получения тонкопленочного медно-германиевого соединения. Сущность изобретения: способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458429
Дата охранного документа: 10.08.2012
19.04.2019
№219.017.31e9

Способ изготовления омического контакта к gaas

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. Техническим результатом изобретения является уменьшение величины приведенного контактного сопротивления. Сущность изобретения: в способе изготовления омического контакта к GaAs на поверхности пластины n-GaAs, имеющей легированный слой, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458430
Дата охранного документа: 10.08.2012
10.08.2019
№219.017.bdab

Способ изготовления омического контакта к algan/gan

Изобретение относится к технологии сверхвысокочастотной (СВЧ) микроэлектроники, а именно к технологии формирования мощных GaN транзисторов и СВЧ монолитных интегральных схем (СВЧ МИС) на их основе и, в частности, к созданию термостабильных низкорезистивных омических контактов к гетеропереходам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696825
Дата охранного документа: 06.08.2019
+ добавить свой РИД