본 논문에서는 최근 초고주파영역에서 우수한 고출력 특성을 갖는 것으로 알려진 AlGaN-GaN high-electron mobility transistor(HEMT's)의 최근 기술동향과 함께 응용가능성 및 한계에 대하여 검토하였다. GaN는 약 3.4eV 정도의 큰 밴드갭을 갖는 까닭에 200V 이상의 높은 항복전압을 갖는다. 또한 AlGaN와 이종접합을 형성하는 경우 piezoelectric field에 의하여 1$\times$10\ulcornercm\ulcorner 이상의 높은 밀도의 2DEG(two-dimensional electron gas)의 형성이 가능하고, 상온 전자이동도가 1,200$\textrm{cm}^2$/V-s 이상으로서 초고주파 고출력 전자소자의 구현에 필요한 물성을 갖추고 있다. 현재 cutoff frequency fT가 60GHz이상, maximum frequency fmax가 150GHz 이상의 소자가 개발되었으며, 3W/cm 이상의 cw(continuous wave) 전력밀도가 보고된바 있다. 또한 열전도도가 큰 새로운 기판이 개발되고, heat dissipation을 개선하기 위한 새로운 소자구조가 개발됨에 따라 보다 높은 전력밀도를 갖는 단위소자 또는 MMIC(monolithic microwave integrated circuits)의 구현가능성이 높아지고 있다.

InP 소자 기술은 밀리미터파 회로 제작에 지금까지 개발된 기술 중 가장 경쟁력 있는 기술로 InP HEMT와 HBT를 이용하여 100㎓ 이상의 회로가 만들어지고 있다. GaAs 소자 기술에 비해 InP 소자기술은 주파수 특성과 잡음특성, 집적도에 있어서 우수하나 반면에 V-band 이하의 주파수에서 전력특성이 나쁘며, 가격이 비싼 단점이 있다. V-band 이상의 고주파 대역에서 InP 소자기술은 대부분의 면에서 GaAs 소자기술을 능가하여 극초고주파에서 적용가능한 유일한 소자기술이 된다. 본 논문에서는 InP 소자 기술에 대한 기본적인 내용과 응용 예를 소개한다.

Comparative photoresponsive current-volt-age characteristics of n-channel PHEMT and MESFET on GaAs substrate. with (W/L)=200${\mu}{\textrm}{m}$/1${\mu}{\textrm}{m}$ of gates, are reported as a function of electro-optical stimulation (P\ulcorner, λ=830nm) for the first time as far as we know. Significantly different photoresponses are observed in MESFET and PHEMT, mainly due to different optoelectronic mechanisms in the formation and current conduction of channel carriers. Under high optical power, high photoresponsity with a strong non-linearity with P\ulcorner, predominantly due to a parallel conduction via a heavily doped Al\ulcornerGa\ulcornerAs donor layer, was observed in PHEMT while the optically induced drain current has been very small but monotonically increasing with optical stimulation in GaAs MESFET. We also investigated differences in optically stimulated gate leakage currents and photonic gate responses on gate voltage and drain voltage as a function of P\ulcorner. Based on the drain and gate responses to electro-optical stimulation. PHEMTs are expected to be a better candidate for high performance photonically responsive microwave device compared with MESFETs.