• 전력전자학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.38-48
• /
• 2022

국내 통신 시장은 4G LTE 통신 상용화 이후 2019년 세계 최초로 5G 통신 상용화를 시작하여 각각의 통신사가 앞다투어 설비 투자를 진행하고 있다. 많은 투자가 진행됨에도 불구하고 통신망의 범위, 낙후 지역에 대한 비활성화로 인하여 소비자의 욕구를 충족시키지 못하고 있는 실정이다. 이러한 소비자의 불만족을 해소시키고자 정부의 투자 독려로 인해 2022-2024년까지 지속적으로 5G 장비 투자가 진행될 예정이다. 5G 통신 장비에는 시스템 장비에 전원을 공급해주는 전원 장치가 필요하다. 최근 통신용 전원 장치는 시스템 용량이 증가함에 따라 고전력 장비가 요구되고 있으며, 추가적으로 탄소 배출과 관련하여 에너지 문제가 대두됨에 따라 소형화 및 고효율의 통신용 전원 장치 개발이 주를 이루고 있다. 이를 위해 WBG(Wide Band-Gap) 소자 및 토폴로지 변경, 열적 최적화 등 다양한 방법을 통해 고밀도, 고효율을 달성하고 있다. 본고는 WBG 소자 중 GaN(Gallium Nitride) 전력 반도체를 이용하여 제작한 전원 장치의 설계에 내한 내용을 소개한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.294-295
• /
• 2020

차세대 전력반도체 중 하나인 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)는 낮은 온 저항, 고속 스위칭 및 낮은 출력 커패시턴스 특성을 가지므로 더 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 그러나 낮은 문턱 전압 및 높은 dv/dt로 인해 외부 요인에 취약하다. 본 논문에서는 GaN HEMT를 3kW급 단상 인버터에 적용 시 발생한 문제점을 분석하고 해결방안을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.300-301
• /
• 2020

본 논문은 GaN(Gallium Nitride)전력모듈과 GaN IPM(Intelligent Power Module)의 DPT(Double Pulse Test)를 통한 스위칭 특성 분석에 대해 다룬다. GaN 소자는 낮은 스위칭 손실로 인하여 고속 스위칭이 가능하여 최근 각광받는 소자 중 하나이다. 본 논문에서는 GaN 소자의 DPT를 위한 테스터를 설계/제작하고, 이를 활용하여 전압/전류 별 스위칭 특성을 실험적으로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.133-140
• /
• 2024

This study offers a comprehensive evaluation of the role and impact of advanced power semiconductors in solar module systems. Focusing on silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) materials, it highlights their superiority over traditional silicon in enhancing system efficiency and reliability. The research underscores the growing industry demand for high-performance semiconductors, driven by global sustainable energy goals. This shift is crucial for overcoming the limitations of conventional solar technology, paving the way for more efficient, economically viable, and environmentally sustainable solar energy solutions. The findings suggest significant potential for these advanced materials in shaping the future of solar power technology.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권11호
• /
• pp.1064-1073
• /
• 2013

본 논문에서는 내부 고조파 조정 회로로 구성되는 셀룰러와 L-대역용 소형의 고효율 370 W GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor) 소형 전력 증폭기(PA)를 구현하였다. 원천 및 2차 고조파 주파수에서 동시에 높은 효율을 내기 위해 새로운 회로 정합 형태를 적용했다. 소형화를 위하여 새로운 41.8 mm GaN HEMT와 2개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 캐패시터를 구성 물질의 변화를 이용하여 열 저항을 개선한 $10.16{\times}10.16{\times}1.5Tmm^3$ 크기의 새로운 패키지에 와이어 본딩으로 결합하였다. 드레인 바이어스 48 V 인가 시, 개발된 GaN HEMT 전력 증폭기는 370 W 포화 출력 전력(Psat.)과 770~870 MHz에서 80 % 이상, 1,805~1,880 MHz에서 75 % 이상의 드레인 효율(DE)을 나타내었다. 이는 지금까지 보고된 셀룰러와 L대역에서 GaN HEMT 전력 증폭기 중 최고의 효율과 출력 전력 특성이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.165-170
• /
• 2015

본 논문에서는 GaAs 기반 저잡음 증폭기가 사용되고 있는 레이더 수신기의 잡음지수를 낮추고, 저잡음 증폭기의 강인성(robustness)을 위하여 GaN HEMT 기반의 저잡음 증폭기를 설계하고 측정하였다. GaAs 기반의 저잡음 증폭기를 사용하는 레이더 수신기의 경우, 맨 앞단에 저잡음 증폭기를 보호하기 위한 리미터(limiter)가 필요하고, 이는 레이더 수신기 전체 잡음지수를 나빠지게 한다. 본 연구에서 측정한 GaN 기반 저잡음 증폭기의 잡음지수는 2 dB 이하로 측정되었다. 상용화된 GaAs 기반 저잡음 증폭기의 경우, 최대 입력 전력은 약 30 dBm인 반면 본 연구에서는 입력 전력이 43 dBm일 때 소자가 번아웃(burn-out)되었고, 전류 제한 모드로 동작시킬 경우 45.4 dBm에서도 강인성이 보장되었다.

• 한국결정학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.24-32
• /
• 1994

(0001),(1012) 및 (1120)면 sapphire 기판위에 성장되는 (0001), (1120) 및 (1011)면 GaN epitaxy 박막을 Ga/HCI/NH3/He 계를 사용한 HVPE(halide vapor phase epitaxy)방법에 의하여 성장시키는 연구를 수행하였다. 박막의 표면조직과 결정구조는 XRD, RHEED와 SEM으로 분석하였으며, 성장된 막의 화학적 조성은 XPS로 관찰되었다. (1120) sapphire위에는 각각 (0001)과 (1120) GaN epitaxy 박막의 두가지 배향관계가 관찰되었다. (0001)면 GaN epitaxy 박막은 (0001)과 (1120)면 sapphire 기판위에서 1050℃ 의 고온으로 성장시킬 때 이차원적인 성장구조를 보여주였으며, (1120) sapphire 기판위에 성장된 (1011) GaN 박막이 주사전자현미경과 RHEED 분석결과 가장 좋은 표면조직과 결정구조를 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.174-174
• /
• 2010

Gallium Nitride(GaN) attracts great attention due to their wide band gap energy (3.4eV), high thermal stability to the solid state lighting devices like LED, Laser diode, UV photo detector, spintronic devices, solar cells, sensors etc. Recently, researchers are interested in synthesis of polycrystalline and amorphous GaN which has also attracted towards optoelectronic device applications significantly. One of the alternatives to deposit GaN at low temperature is to use Single Source Molecular Percursor (SSP) which provides preformed Ga-N bonding. Moreover, our group succeeds in hybridization of SSP synthesized GaN with Single wall carbon nanotube which could be applicable in field emitting devices, hybrid LEDs and sensors. In this work, the GaN thin films were deposited on c-axis oriented sapphire substrate by MBE (Molecular Beam Epitaxy) using novel single source precursor of dimethyl gallium azido-tert-butylamine($Me_2Ga(N_3)NH_2C(CH_3)_3$) with additional source of ammonia. The surface morphology, structural and optical properties of GaN thin films were analyzed for the deposition in the temperature range of $600^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$. Electrical properties of deposited thin films were carried out by four point probe technique and home made Hall effect measurement. The effect of ammonia on the crystallinity, microstructure and optical properties of as-deposited thin films are discussed briefly. The crystalline quality of GaN thin film was improved with substrate temperature as indicated by XRD rocking curve measurement. Photoluminescence measurement shows broad emission around 350nm-650nm which could be related to impurities or defects.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2020

본 연구에서는 패턴화된 사파이어 기판 위에 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy System) 법에 의해 50 nm 두께의 AlN thin film을 증착한 뒤, 에피층 구조가 MO CVD에서 성장되었다. AlN 버퍼층 박막의 표면형상이 SEM, AFM에 의해서, 에피층 구조의 GaN 박막의 결정성은 X-선 rocking curve에 의해 분석되었다. 패턴화된 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막은, 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막의 경우보다 XRD 피크 세기가 다소 높은 결과를 나타냈다. AFM 표면 형상에서 사파이어 기판 위에 AlN 박막이 증착된 경우, GaN 에피층 박막의 p-side 쪽의 v-pit 밀도가 상대적으로 낮았으며, 결함밀도가 낮게 관찰되었다. 또한, AlN 버퍼층이 증착된 에피층 구조는 AlN 박막이 없는 에피층의 광출력에 비해 높은 값을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1996년도 제11회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.40-41
• /
• 1996

Nitridation technique has been receiving much attention for the formation of a thin nitrided buffer layer on which high quality nitride films can be formedl. Particularly, gallium nitride (GaN) has been considered as a promising material for blue-and ultraviolet-emitting devices. It can also be used for in situ formed and stable passivation layers for selective growth of $GaAs_2$. In this work, formation of a thin nitrided layer is investigated. Nitrogen electron cyclotron resonance(ECR)-plasma is employed for the formation of thin nitrided layer. The plasma source used in this work is a compact ECR plasma gun3 which is specifically designed to enhance control, and to provide in-situ monitoring of plasma parameters during plasma-assisted processing. Microwave power of 100-200 W was used to excite the plasma which was emitted from an orifice of 25 rnm in diameter. The substrate were positioned 15 em away from the orifice of plasma source. Prior to nitridation is performed, the surface of n-type (001)GaAs was exposed to hydrogen plasma for 20 min at $300{\;}^{\circ}C$ in order to eliminate a native oxide formed on GaAs surface. Change from ring to streak in RHEED pattern can be obtained through the irradiation of hydrogen plasma, indicating a clean surface. Nitridation was carried out for 5-40 min at $RT-600{\;}^{\circ}C$ in a ECR plasma-assisted molecular beam epitaxy system. Typical chamber pressure was $7.5{\times}lO^{-4}$ Torr during the nitridations at $N_2$ flow rate of 10 seem.(omitted)mitted)