Ein neuer Prozessfluss für industrielle AlGaN/GaN-MMIC-Technologien mit optimierten Nitriden:
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?N3
0
UNIVERSITAET I
UULM
EIN NEUER PROZESSFLUSS FUER INDUSTRIELLE
ALGAN/GAN-MMIC-TECHNOLOGIEN MIT
OPTIMIERTEN NITRIDEN
DISSERTATION
ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES
DOKTOR-INGENIEURS (DR.-ING.)
DER FAKULTAET FUER INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND INFORMATIK
DER UNIVERSITAET ULM
VON
PHILIPP LEBER
AUS SCHWABMUENCHEN
1. GUTACHTER: PROF. DR.-ING. H. SCHUMACHER
2. GUTACHTER: DR.-ING. J. WUERFL
AMTIERENDE DEKANIN: PROF. DR. TINA SEUFERT
INSTITUT FUER ELEKTRONISCHE BAUELEMENTE UND SCHALTUNGEN
ULM, 3. JULI 2014
HTTP://D-NB.INFO/1059371235
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND INDUSTRIELLE ANWENDUNG 4
2.1 DAS MATERIALSYSTEM ALGAN/GAN 4
2.2 ALGAN/GAN-HEMT 9
2.3 INDUSTRIELLE ANWENDUNG DURCH UMS 13
2.3.1 UMS-ALGAN/GAN-PROZESSTECHNOLOGIE ZU BEGINN DER ARBEIT .... 13
2.3.2 VERWENDETE TRANSISTOREN UND DEREN LAYOUT 19
2.3.3 DURCHGEFUEHRTE ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNGEN 23
2.3.4 IDENTIFIZIERTE PROBLEME UND SPEZIFIZIERTE ZIELE 26
3 SILIZIUMNITRID-CHARAKTERISIERUNG 37
3.1 ABSCHEIDUNG VON SILIZIUMNITRID MITTELS PECVD-KONZEPT 37
3.2 PECVD-ABSCHEIDEPARAMETER UND SIN
X
-ZUSAMMENSETZUNG 39
3.2.1 STOECHIOMETRIE 39
3.2.2 WASSERSTOFFGEHALT 40
3.2.3 VERHALTEN VON SIN
X
UNTER TEMPERATUREINFIUSS 43
3.3 ANALYSE DER BEI UMS VERWENDETEN GATENITRIDE 45
3.3.1 BESTIMMUNG DER BULKEIGENSCHAFTEN DES SIN
X
46
3.3.2 SIMS-UNTERSUCHUNG DER GRENZFLAECHE ZWISCHEN SIN^-PASSIVIERUNG UND
HALBLEITER 53
3.3.3 FAZIT DER CHARAKTERISIERUNG VON UMS-SIN
X
-SCHICHTEN 58
4 TRANSISTORPERFORMANCE 59
4.1 EINFLUSS DER PECVD-PROZESSPARAMETER AUF DEN LECKSTROM 59
4.2 KONZEPT DER ATZUNG IM PASSIVEN TRANSISTORBEREICH 65
4.2.1 LECKSTROMVERHALTEN IN UMS-BAUTEILEN 65
4.2.2 LECKSTROMVERHALTEN IN FBH-BAUTEILEN 68
4.2.3 ERSTE VERSUCHE BEI UMS 70
4.2.4 WEITERE UNTERSUCHUNG UND FINALE IMPLEMENTIERUNG 73
4.2.5 VERSPANNUNG ALS URSACHE FUER DEN LECKSTROMANSTIEG 82
4.2.6 FAZIT 89
4.3 KONZEPT DER FRUEHEN PASSIVIERUNG 90
4.3.1 GEAENDERTER TRANSISTORFERTIGUNGSPROZESS UND DAMIT VERBUNDENE PRO
BLEME 92
4.3.2 ERGEBNISSE MIT GEAENDERTEM FERTIGUNGSPROZESS OHNE LRE 94
UNITED
MONOLITHIC
SEMICONDUCTORS
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.3 ERGEBNISSE MIT GEAENDERTEM FERTIGUNGSPROZESS MIT LRE 100
4.3.4 SIN
X
-MODIFIKATION ALS URSACHE FUER DIE LECKSTROMABNAHME 101
4.3.5 FAZIT 105
5 NEUER VERBESSERTER TRANSISTORFERTIGUNGSPROZESS 106
5.1 ENTWICKLUNG DER PT/AU-GATEMETALLISIERUNG 107
5.1.1 PROZESSTECHNISCHE PROBLEME MIT PT/AU 107
5.1.2 ERGEBNISSE MIT PT/AU 109
5.2 UMSETZUNG DES NEUEN PROZESSFLUSSES 112
5.2.1 PROZESSFLUSSBESCHREIBUNG UND TECHNOLOGISCHE UMSETZUNG 113
5.2.2 ERGEBNISSE MIT VERBESSERTEM PROZESSFLUSS 118
5.2.3 FAZIT 125
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 126
6.1 ZUSAMMENFASSUNG 126
6.2 AUSBLICK 128
II
AEGJFE. ULM UNIVERSITY UNIVERSITAET
UNIVERSITAET I
UULM
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