(1102)γ面蓝宝石生长的(1120)α面氮化镓研究

自发极化和压电极化是氮化镓制作光电器件没有解决的问题,对非极性GaN材料的研究解决了极化现象.采用低温AIN作为缓冲层,在(1102)γ面蓝宝石和(0001)с面蓝宝石上分别生长了(1120)非极性α面和(0001)极性с面GaN,用原子力显微镜和高分辨X射线衍射、光致发光谱比较了生长在γ面蓝宝石上的α面GaN和с面蓝宝石上的с面GaN,α面GaN材料质量和с面GaN相差较大,在α面GaN上发现了三角坑的表面形貌,这和传统的с面生长的极性GaN截然不同.对α面GaN的缺陷形成原因进行了讨论,并且确定了三角坑缺陷的晶向.     

氮化镓干法刻蚀研究进展

对比了RIE,ECR,ICP等几种GaN干法刻蚀方法的特点.回顾了GaN干法刻蚀领域的研究进展.以ICP刻蚀GaN和AlGaN材料为例,通过工艺参数的优化,得到了高刻蚀速率和理想的选择比及形貌.在优化后的刻蚀工艺条件下GaN材料刻蚀速率达到340nm/min,侧墙倾斜度大于80°且刻蚀表面均方根粗糙度小于3nm.对引起干法刻蚀损伤的因素进行了讨论,并介绍了几种减小刻蚀损伤的方法.     

AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触

通过改变Ti/Al的结构及退火条件,研究了AlGaN/GaN异质结构上Ti/Al/Ni/Au金属体系所形成的欧姆接触.结果表明,Ti/Al/Ni/Au金属厚度分别为20,120,55和45nm,退火条件为高纯N2气氛中850℃、30s时在AlGaN/GaN异质结构上获得了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.30×10-6Ω·cm2.SEM分析表明该条件下的欧姆接触具有良好的表面形貌,可以很好地满足高性能AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造的要求.     

衬底掺杂浓度对深亚微米槽栅PMOSFET特性影响

基于流体动力学能量输运模型，利用二维器件仿真软件MEDICI，对衬底掺杂浓度不同的深亚微米槽栅PMOSFET特性进行了研究，并与相应平面器件的特性进行了对比。研究发现，随着衬底掺杂浓度的提高， 与平面器件相同，槽栅器件的阈值电压提高，漏极驱动能力降低，抗热载流子能力急剧退化；但与平面器件相比，槽栅器件的阈值电压受衬底杂质浓度影响较小；漏极驱动能力及抗热载流子性能随衬底杂质浓度提高的退化则较平面器件小得多。     

一种改进的VLSI关键面积计算模型和方法

从故障机理上研究了现有的     

薄栅介质陷阱密度的求解和相关参数的提取

采用恒定电流应力对薄栅氧化层MOS电容进行了TDDB评价实验,提出了精确测量和表征陷阱密度及累积失效率的方法.该方法根据电荷陷落的动态平衡方程,测量恒流应力下MOS电容的栅电压变化曲线和应力前后的高频C-V曲线变化求解陷阱密度.从实验中可以直接提取表征陷阱的动态参数.在此基础上,可以对器件的累积失效率进行精确的评估.     

开路缺陷的软故障关键面积研究

从软故障的产生机制出发,研究了软故障的作用模式.为了计算软     

pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

研究了在热载流子注入HCI(hotcarrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性．测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移，并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比．在这两种应力偏置条件下，pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强．由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场，使得器件特性严重退化．给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释．     

AlN阻挡层对AlGaN/GaNHEMT器件的影响

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN异质结和AlGaN/AlN/GaN异质结二维电子气材料,采用相同器件工艺制造出了AlGaN/GaN HEMT器件和AlGaN/AlN/GaN HEMT器件.通过对两种不同器件的比较和讨论,研究了AlN阻挡层的增加对AlGaN/GaN HEMT器件性能的影响.     

深亚微米HCI模型参数多目标全域提取方法

研究了一种建立在退化栅电流物理解析模型基础上的深亚微米pMOS器件HCI(hot carrier injection)退化模型.提出了一种基于L-M(Levenberg-Marquardt)算法的多目标响应全域优化提取策略,并对可靠性模型参数进行优化提取.分析了优化过程中由于参数灵敏度过低产生的问题并提出采用递归算法求解不同时刻栅电流注入电荷量的加速计算方法.最后,给出了最优化参数提取的结果,并且将测量值与理论值进行了比较,得到很好的一致性.