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GaN功率器件与CMOS工艺兼容技术及可靠性研究

摘要第4-6页
abstract第6-8页
第一章 绪论第12-30页
    1.1 GaN材料与功率器件概述第12-19页
        1.1.1 GaN材料的基本物理特性第12-14页
        1.1.2 极化效应与异质结第14-17页
        1.1.3 GaN异质结二维电子气(2DEG)沟道第17-19页
    1.2 GaN功率器件与SiCMOS工艺的兼容第19-25页
        1.2.1 在Si衬底上的GaN材料外延生长第20-22页
        1.2.2 GaN与Si[001]的材料集成第22-24页
        1.2.3 GaN器件与CMOS兼容的关键工艺第24-25页
    1.3 GaNHFET的发展历程以及与CMOS兼容技术的研究进展第25-27页
    1.4 本论文的主要创新与工作安排第27-30页
第二章 GaNHFET的制造工艺与关键问题第30-43页
    2.1 GaNHFET的基本工艺流程第30-34页
        2.1.1 晶圆表面清洗工艺第30-31页
        2.1.2 源漏金属电极第31页
        2.1.3 器件隔离第31-32页
        2.1.4 绝缘介质沉积第32-33页
        2.1.5 栅槽刻蚀第33页
        2.1.6 栅金属电极以及互连金属第33-34页
    2.2 GaNHFET增强型器件第34-37页
    2.3 GaNHFET的可靠性问题第37-42页
        2.3.1 高电场热载流子效应第38-39页
        2.3.2 陷阱效应第39-40页
        2.3.3 GaNHFET的缺陷表征方法——脉冲I-V测试第40-42页
    2.4 本章小结第42-43页
第三章 GaNHFET的击穿特性以及绝缘介质沉积技术第43-59页
    3.1 GaNHFET的击穿特性第43-50页
        3.1.1 击穿特性的表征方法第44-45页
        3.1.2 GaNHFET的实验制备与关态击穿测试第45-47页
        3.1.3 GaNHFET的开态击穿特性第47-50页
    3.2 绝缘栅介质的漏电机理第50-51页
    3.3 LPCVD-SiNx绝缘介质沉积技术研究第51-55页
        3.3.1 LPCVD-SiNx绝缘介质沉积实验开发第52-54页
        3.3.2 LPCVD-SiNx绝缘介质的击穿特性第54-55页
    3.4 GaNHFET的击穿特性ALD-O_3-AL_2O_3绝缘介质研究第55-58页
        3.4.1 ALD-O_3-AL_2O_3绝缘介质沉积技术第55-56页
        3.4.2 ALD-O_3-AL_2O_3绝缘介质的击穿特性和高温可靠性第56-58页
    3.5 本章小结第58-59页
第四章 GaNHFET的低损伤刻蚀技术第59-76页
    4.1 低损伤高温干法刻蚀的工艺开发第60-64页
        4.1.1 AlGaN/GaN材料上的高温刻蚀与常温刻蚀对比实验第60-61页
        4.1.2 温度对于AlGaN/GaN干法刻蚀工艺的影响第61-63页
        4.1.3 干法刻蚀环境温度的变化对AlGaN/GaN电学性能的影响第63-64页
    4.2 基于低损伤高温干法刻蚀技术的增强型AlGaN/GaNHFET第64-70页
        4.2.1 增强型AlGaN/GaNHFET的实验制备第64-65页
        4.2.2 常温和高温刻蚀的AlGaN/GaNHFET的直流特性对比第65-68页
        4.2.3 常温和高温刻蚀的AlGaN/GaNHFET的频率与动态特性对比第68-70页
    4.3 基于低损伤高温干法刻蚀技术的增强型AlGaN/GaNMIS-HFET第70-74页
        4.3.1 增强型AlGaN/GaNMIS-HFET的实验制备第70-71页
        4.3.2 增强型AlGaN/GaNMIS-HFET的直流特性第71-73页
        4.3.3 增强型AlGaN/GaNMIS-HFET的动态特性第73-74页
    4.4 本章小结第74-76页
第五章 CMOS工艺兼容的低温无金欧姆接触第76-98页
    5.1 半导体上的欧姆接触基本物理第76-78页
    5.2 欧姆接触性能的表征方法第78-80页
    5.3 AlGaN/GaN上的Ti/Al/Ti/W低温无金欧姆接触研究第80-89页
        5.3.1 Ti/Al/Ti/W低温无金欧姆接触的实验制备第80-81页
        5.3.2 Ti/Al/Ti/W低温无金欧姆接触的性能表征第81-84页
        5.3.3 低温无金欧姆接触的电流输运机理分析第84-89页
    5.4 AlGaN/GaN上的Ti/Al/Ti/W低温无金欧姆接触研究第89-96页
        5.4.1 Ti/Al/Ti/TiN低温无金欧姆接触的实验制备第89-90页
        5.4.2 Ti/Al/Ti/TiN低温无金欧姆接触的性能表征第90-92页
        5.4.3 低温无金欧姆接触的合金反应机理分析第92-96页
    5.5 本章小结第96-98页
第六章 CMOS工艺兼容的栅电极以及MIS-HFET器件第98-106页
    6.1 CMOS工艺兼容的Ni/TaN栅电极第98-100页
    6.2 CMOS工艺兼容的AlGaN/GaNMIS-HFET第100-105页
        6.2.1 CMOS工艺兼容的AlGaN/GaNMIS-HFET的实验制备第100-102页
        6.2.2 CMOS工艺兼容的AlGaN/GaNMIS-HFET的直流特性第102-104页
        6.2.3 CMOS工艺兼容的AlGaN/GaNMIS-HFET的动态特性第104-105页
    6.3 本章小结第105-106页
第七章 总结与展望第106-109页
    7.1 全文总结第106-107页
    7.2 后续工作展望第107-109页
致谢第109-111页
参考文献第111-122页
攻读博士学位期间取得的成果第122-123页

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