GaN与Si CMOS的集成实现了一种新型的数字辅助射频混合信号和功率调节电路。CMOS-first集成方法是最理想的方法，它需要低于450°C的处理温度以确保CMOS电子器件的性能和可靠性。对于GaN MOSFET，gate-first技术是通过自对准栅极工艺获得小存取电阻的一种有吸引力的方法。此外，由于没有欧姆金属，在氧化物沉积之前使用酸或碱溶液进行表面清洁的限制被减少。gate-first技术要求栅极氧化物和金属能够承受后处理过程中的高温加热。举例来说，Al2O3栅介质能够承受的最高温度是800 °C。然而，在800°C-900°C左右的快速热退火(rapid thermal annealing，RTA)是实现AlGaN/GaN异质结低接触电阻欧姆接触所必需的。这种高温工艺与用于GaN电子器件的CMOS-first集成方法和gate-first技术不兼容。
在追求低温的RTA技术外，华南理工大学的研究人员提出了探索局部的、微米级的退火方法作为另一种解决方案，该方法仅将能量传递到需要高温的区域（如图1所示）。因此，温度敏感部分（如Si CMOS、栅金属和氧化物）可以防止热损伤。用脉冲激光获得了GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的欧姆接触。然而，脉冲激光器并不能聚焦用于选择性退火，整个器件皆处于高功率激光脉冲下。因此，对GaN HEMT进行微米级退火和揭示微米级退火的独特特性是十分必要的。
图1 微米级退火示意图
研究人员报道了用聚焦激光在GaN异质系统/器件中欧姆接触的微米级退火方法。微米级的退火方法使得在金属-半导体界面上形成相对厚的TiN（35 nm），因此获得了0.3 Ω⋅mm的低接触电阻。将小型化退火方法应用于GaN HEMT的gate-first方法，获得了电流输出大、栅漏小(要小1×106倍)、动态范围大的HEMT器件。
图2 分别用700°C RTA、微米级退火和gate-last方法处理的器件的输出(A、B和C)和传输特性(D、E和F)。
相关研究发表在《IEEE Electron Device Letters》，2018, 39 (12)：1896- 1899, DOI: 10.1109/LED.2018.2877717，题目：“Micron-Scale Annealing for Ohmic Contact Formation Applied in GaN HEMT Gate-First Technology”。
