以深紫外光微影成像技術作次微米閘的研究

Abstract

以 深 紫 外 光 微 影 成 像 技 術,可 以 成 功 的 製 作 次 微 米 T 型 閘 . 利 三 層 不 同 靈 敏 度 的 光 阻 ,經 過 適 當 的處 理 程 序 ,可 以 形 成 近 似 T 型 的 圖 樣 ,再 加 以 蒸 鍍金 屬 及 去 除 阻 劑 後 ,可 以 完 成 具 有 良 好 低 雜 訊 特性 的 T 型 閘 .在 本 文 中 , 探 討 一 些 深 紫 外 光 阻 劑 ,以 及 PMMA/ P(MMA-MAA)/PMMA 和 PMMA/PMIPK/PMMA 這 兩 類 光 阻 ,受 曝 光 量 ,顯 影,烘 烤 過 程 和 蒸 鍍 金 屬 後 的 製 程特 性 及 影 響 .在 精 確 的 製 程 控 制 及 分 層 顯 影 之 下 ,可 以 完 成 複製 性 良 好 ,0.3 微 米 寬 的 T 型 閘 .並 且 成 功 地 運 用在 低 雜 訊 的 砷 化 鎵 金 屬 半 場 效 電 晶 體 元 件 上 .此種 製 程 較 傳 統 電 子 束 微 影 成 像 技 術 ,具 有 簡 易 ,高產 量 ,低 成 本 ,更 實 用 化 的 良 好 特 性 . A process for fabricating submicron T-shaped gate using deep-UV lithography has been developed. Two kinds of LO/HI/LO sensitivity trilayer resist system were used to provide T- shaped resist cavity with undercut profile. The lithography and metallization process of the PMMA/P(MMA-MAA)/PMMA and PMMA/ PMIPK/PMMA trilayer resist system has been experimentally determined. In addition, the deep-UV photoresists and development characteristics are also discussed. It is shown that an undercut submicron T-shaped profile for easy lift off can be obtained by the use of a new PMMA/PMIPK/PMMA resist system. Each layer is developed separately to achieve good control of line width and undercut. A 0.3 μm T-shaped gate has been fabricated using this technique. With the optimum developing condition, the gate length as short as 0.2 μm can be obtained by PMMA/PMIPK/PMMA trilayer resist. It has also been successfully applied to the fabrication of GaAs MESFET's with 0.3 μm T-shaped Ti/Pt/Au gates. The process provides a high throughput and Low cost alternative to E-beam lithography.