• 한국전자파학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.705-711
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• 2003

본 연구에서는 고출력 소자로서 각광받고 있는 AlGaN/GaN HEMT 2$\times$100 $\mu\textrm{m}$ 소자(사파이어 기판)에 대해 열 효과가 포함된 대신호 모델링을 수행하였다. 완성된 대신호 모델을 이용하여 9 mm, 15 mm 사이즈 소자로의 스케일링을 통해 전력증폭기를 설계하였으며 제작된 결과와 비교, 해석하였다. 대신호 모델링은 수렴성과 해석 속도면에서 탁월한 장점을 갖는 수식 기반의 경험적 방법을 사용하였다. Pulsed I-V 측정을 통하여 열모델의 가장 중요한 파라미터인 열 시상수 및 열 저항을 추출하였으며 이를 통하여 완벽한 열 모델 제작이 가능하였다. 제작된 전력증폭기 모듈의 측정결과와 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 열 모델이 매우 정확함을 확인할 수 있으며 전력증폭기와 같이 큰 사이즈의 소자를 사용해야 하는 회로의 경우에는 열 효과가 포함된 모델을 사용하여 더욱 정확한 모델링 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.1-5
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• 2011

본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 및 RF 특성을 최적화 하기위해서 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 연구를 진행하였다. 먼저, AlGaN층의 두께, Al mole fraction 의 변화에 따른 2차원 전자가스 채널의 농도변화가 생기는 현상을 바탕으로 DC특성을 분석하였다. 다음 게이트, 소스, 드레인 전극의 크기와 위치 변화에 따른 RF 특성을 분석하였다. 그 결과 Al mole fraction이 0.2몰에서 0.45몰로 증가할수록 전달이득(transconductance, $g_m$) 과 I-V 특성이 향상됨을 확인하였다. 한편 AlGaN층의 두께가 10nm에서 50nm로 증가할수록 I-V특성은 향상되지만 $g_m$은 감소하는것을 확인하였다. RF 특성에서는 게이트 길이가 가장 큰 영향을 미치며 그 길이가 짧을수록 RF특성이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1044-1052
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• 1999

20 GHz대 2단 1 watt 고출력증폭기가 MMIC 기술로 설계, 제작되었다. $0.15\mu\textrm{m}$ 게이트를 구현하는 pHEMT 기술이 MMIC 고출력증폭기 제작에 사용되었는데, 단일 pHEMT 소자는 크기는 $400\mu\textrm{m}$이며 출력단 소자의 합 은 3200 m이다. HEMT 소자의 소오스에 연결한 궤환 회로와 바이어스 회로, 그리고 선로상의 안정화 회로를 이 용하여 전대역에서 안정하게 동작하도록 설계하였다. 래인지 결합기로 각 단을 분리하여 독립적으로 설계하였으 며, 이로 인하여 우수한 입출력 반사계수를 얻었다. 설계를 간단하게 시작하기 위하여 파운더리 라이브러리에서 제공된 비선형 등가회로로부터 선형 s-파라미터를 구하고, 이로부터 입출력측 등가회로를 추출하여 초기 설계 에 이용하였다. 제작된 1 watt MMIC 고출력증폭기는 17-25GHz 대역에서 15 dB 이상의 선형이득. -20dB 이 하의 반사계수. 그리고 31 dBm의 출력전력 특성을 나타내었는데. 설계시 예측된 성능과 매우 잘 일치한다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.1535-1544
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• 1989

The overhang structure of photoresist in optical lithography was studied for the metallization of GaAs-related devices throughout lift-off method. Optical contact aligner with a dose of 8.5 m J/cm\ulcornerand with a wavelength of 300mm was used for ultraviolet exposure of single layer of S1400-27 photoresist. The overhang thickness shows a linear relationship with the soaking time in monochlorobenzene, which its magnitude becomes high at elevated softbake temperature. Such process conditions as a low softbake temperature, a long monochlorohbenzene soaking time and a little exposed energy make the development rate of photoresist lower. The optimum process conditions to obtain a target line-width, which include an appropriate overhang structure such as complete separation between the sidewall of photoresist pattern and the deposited metal edge, are determined as the softbake temperature of 64-74\ulcornerC, the monochlorobenzene soaking time of 10-15min, the ultraviolet exposure time of 70-100sec and the development time of 50-80sec.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.295-298
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• 1999

AlGaAs/InGaAs power P-HEMTS (Pseudo-morphic High Electron Mobility Transistors) with 1.0-${\mu}{\textrm}{m}$ gate length for PCS applications have been fabricated. We adopted single heterojunction P-HEMT structure with two Si-delta doped layer to obtain higher current density. It exhibits a maximum current density of 512㎃/mm, an extrinsic transconductance of 259mS/mm, and a gate to drain breakdown voltage of 12.0V, respectively. The device exhibits a power density of 657㎽/mm, a maximum power added efficiency of 42.1%, a linear power gain of 9.85㏈ respectively at a drain bias of 6.0V, gate bias of 0.6V and an operation frequency of 1.765㎓.

• ETRI Journal
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• 제24권3호
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• pp.190-196
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• 2002

This paper presents millimeter wave monolithic microwave integrated circuit (MMIC) low noise amplifiers using a $0.15{\mu}m$ commercial pHEMT process. After carefully investigating design considerations for millimeter-wave applications, with emphasis on the active device model and electomagnetic (EM) simulation, we designed two single-ended low noise amplifiers, one for Q-band and one for V-band. The Q-band two stage amplifier showed an average noise figure of 2.2 dB with an 18.3 dB average gain at 44 GHz. The V-band two stage amplifier showed an average noise figure of 2.9 dB with a 14.7 dB average gain at 65 GHz. Our design technique and model demonstrates good agreement between measured and predicted results. Compared with the published data, this work also presents state-of-the-art performance in terms of the gain and noise figure.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제11권2호
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• pp.53-57
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• 2012

This paper is for accurately simulating the breakdown of MHEMTs with an InP-etchstop layer. 2D-Hydrodynamic simulation parameters are investigated and calibrated for the InP-epitaxy layer. With these calibrated parameters, simulations are performed and analyzed for the breakdown of devices with an InP-etchstop layer. In the paper, the impact-ionization coefficients, the mobility degradation due to doping concentration, and the saturation velocity for InP-epitaxy layer are newly calibrated for more accurate breakdown simulation.

• Journal of Power Electronics
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• 제9권1호
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• pp.36-42
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• 2009

This paper presents a review of an improved high power-high frequency III-V wide bandgap (WBG) semiconductor device, Gallium Nitride (GaN). The device offers better efficiency and thermal management with higher switching frequency. By having higher blocking voltage, GaN can be used for high voltage applications. In addition, the weight and size of passive components on the printed circuit board can be reduced substantially when operating at high frequency. With proper management of thermal and gate drive design, the GaN power converter is expected to generate higher power density with lower stress compared to its counterparts, Silicon (Si) devices. The main contribution of this work is to provide additional information to young researchers in exploring new approaches based on the device's capability and characteristics in applications using the GaN power converter design.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1069-1077
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• 2011

본 논문에서는 선택적 산화 알루미늄(SAAO: Selectively Anodized Aluminum Oxide) 기판을 이용하여 2.5 GHz 8 W급 소형 GaN HEMT 전력 증폭기 모듈을 설계, 제작하였다. SAAO 기판 공정은 최근 Wavenics사에서 제안한 특허 기술로서, 알루미늄을 웨이퍼로 이용한다. 본 연구에 사용된 능동 소자는 최근 발표된 TriQuint사의 칩 형태 의 GaN HEMT이다. 최적의 임피던스는 수동 조정 소자가 내장된 지그를 사용하여 실험적으로 결정하였다. 결정된 임피던스를 이용하여, 입 출력 임피던스 정합 회로를 EM co-시뮬레이션을 이용하여 F급으로 설계를 수행하였으며, SAAO 기판에 구현하였다. 이때, 소형의 패키지(모듈)에 집적하기 위하여 인덕터와 커패시터는 각각 spiral inductor, single layer capacitor를 사용하였다. 소형으로($4.4{\times}4.4\;mm^2$) 패키지된 전력 증폭기 모듈의 경우, 출력은 8 W, 효율은 40 % 그리고 2차 및 3차 고조파에 대한 고조파 억제는 30 dBc 이상의 특성을 보였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권5호
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• pp.1157-1162
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• 2013

We proposed AlGaN/GaN high-electron-mobility transistors (HEMTs) using thermal oxidation for NiOx passivation. Auger electron spectroscopy, secondary ion mass spectroscopy, and pulsed I-V were used to study oxidation features. The oxidation process diffused Ni and O into the AlGaN barrier and formed NiOx on the surface. The breakdown voltage of the proposed device was 1520 V while that of the conventional device was 300 V. The gate leakage current of the proposed device was 3.5 ${\mu}A/mm$ and that of the conventional device was 1116.7 ${\mu}A/mm$. The conventional device exhibited similar current in the gate-and-drain-pulsed I-V and its drain-pulsed counterpart. The gate-and-drain-pulsed current of the proposed device was about 56 % of the drain-pulsed current. This indicated that the oxidation process may form deep states having a low emission current, which then suppresses the leakage current. Our results suggest that the proposed process is suitable for achieving high breakdown voltages in the GaN-based devices.