• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권2호
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• pp.63-68
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• 2003

The DC and RF characteristics of $In_{0.5}Ga_{0.5}P/In_{0.22}Ga_{0.78}As/GaAs$ p-HEMTs with a gate oxide layer of various thicknesses ($50{\;}{\AA},{\;}300{\;}{\AA}$) were investigated and compared with those of a Schottky-gate p-HEMT without the gate oxide layer. A prominent improvement in the breakdown voltage characteristics were observed for a p-HEMT having a gate oxide layer, which was implemented by using a liquid phase oxidation technique. The on-state breakdown voltage of the p-HEMT having the oxide layer of $50{\;}{\AA}$was ~2.3 times greater than that of a Schottky-gate p-HEMT. However, the p-HEMT having the gate oxide layer of $300{\;}{\AA}$ suffered from a poor gate-control capability due to the drain induced barrier lowering (DIBL) resulting from the thick gate oxide inspite of the lower gate leakage current and the higher on-state breakdown voltage. The results for a primitive p-HEMT having the gate oxide layer without any optimization of the structure and the process indicate the potential of p-HEMT having the gate oxide layer for high-power applications.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.316-318
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• 2003

양자우물 구조를 사용한 HEMT(High Electron Mobility Transistor)는 고속 스위칭 소자와 초고주파 통신용 소자 및 센서에에 우수한 동작특성을 갖고 있다. 본 논문에서는 AlInAs/InP HEMT의 heterostructure를 파동방정식과 Poisson 방정식을 self-consistent 한 방법으로 해석하였다. 파동방정식으로 junction의 전자농도를 계산하고, Poisson 방정식을 해석하여 potential profile에 의한 전자 농도가 heterostructure에서 self-consistent가 되도록 연산하였다. 끝으로 AlInAs/InP 구조에서 positively ionized donor, valance band에서의 hole, conduction band의 free electron과 구조내의 2DEG를 AlGaAs/GaAs 및 AlGaAs/InGaAs/GaAs와 비교하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.258-264
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• 2004

본 논문에서는 40 ㎓ 대역 MMIC(Monolithic Microwave Intergrated Circuit) 이중평형 star 혼합기를 비아 공정이 있는 GaAs substrate(두께 4 mil)상에서 설계 및 제작, 측정하였다. 이중평형 star 혼합기를 구현하기 위해 발룬회로와 다이오드 설계가 필요했다. 발룬회로는 microstrip과 CPS(Coplanar Strip)를 이용하여 새로운 구조를 제안하여, 2 ㎓ 대역으로 주파수를 낮추어 새로운 구조의 발룬 성능을 PCB로 제작하여 확인한 바 있다. 이를 바탕으로 40 ㎓에서 MMIC 발룬을 설계하였다. 제안된 발룬은 비아 공정이 포함된 MMIC 회로에 적 합하며, 이중평형 혼합기 구현에 쉽게 적용 가능하다는 특징이 있다. 다이오드는 p-HEMT를 사용하는 밀리미터파 대역의 다른 MMIC 회로들과의 호환성을 고려하여, p-HEMT 공정을 기반으로 한 쇼트키 다이오드를 설계하였다. 이를 이용 제안한 발룬회로와 다이오드를 조합하여, 이중평형 star 혼합기를 구현하였다. 혼합기의 측정 결과 LO전력이 18 ㏈m일 때, 변환손실 약 30 ㏈를 얻었다. 이는 p-HEMT의 AlGaAs/InGaAs 층에 의한 다이오드 때문이며, p-HEMT구조에서 AlGaAs층을 식각하여 단일 접합 다이오드를 만들면 혼합기의 성능이 개선될 것으로 예상된다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제11권2호
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• pp.21-34
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• 2000

밀리미터파는 새로운 민간 통신 서비스에 있어 무한한 주파수 자원의 보고로 볼 수 있다. 과거 이의 활용은 빈약한 부품기술로 인해 군무기체계 이외에는 도외시되었으나, '80년대 이후 GaAs pHEMT device 개발과 공정기술의 비약적인 발전으로 이를 민간 서 비스에 활용하는 것이 가능하게 되었다. 특히 GaAs p pHEMT 공정기술은 회로 설계시 필요한 대다수의 수동부품을 동시에 집적할 수 있어 hybrid 설계시 발생하는 조립의 문제점을 대다수 해결하고 있다. 이보다 늦게 시작된 InP를 기반으로한 pHEMT의 경우 GaAs의 앞서 언급한 속성을 그대로 지니며 더 높은 주파수에 적용 가능하여 밀리미터파 활용 전망 을 더욱 밝게 하고 있다. 본 논문에서는 이들의 개발 현황 및 이들을 이용한 집적회로의 현황을 살펴보고 향후 발전 방향을 예측하고자 한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.16-19
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• 2000

DC and low frequency noise characteristics of InGaP/InGaAs pseudomorphic HEMTs (p-HEMTs) grown by compound source MBE are investigated for temperature range of 150K to 370K. Equivalent input noise spectra( $S_{iv}$ ) were measured as a function of frequency and temperature. $S_{iv}$ was measured to be 3.4 $\times$ 10$^{-12}$ $V^2$/ Hz at 1kHz for 1.3 X 50${\mu}{\textrm}{m}$$^2$InGaP/InGaAs p-HEMT at room temperature. Measurements of the low-frequency noise spectra of the p-HEMT as a function of temperature show that the trap with an activation energy level around 0.589 eV is a dominant trap that accounts for the low-frequency noise behavior of the device. The normalized extrinsic gm frequency dispersion of the p-HEMT. was as low as 2.5％ at room temperature, indicating that the device has well-behaved low-frequency noise characteristics. Sub-micron (0.25 $\times$ 50${\mu}{\textrm}{m}$$^2$) gate p-HEMT showed $f_{T}$ and $f_{max}$ of 40GHz and 108GHz, respectively.y.y.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제1권2호
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• pp.111-115
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• 2001

Metamorphic InAlAs/InGaAs HEMT are successfully demonstrated, exhibiting several advantages over conventional P-HEMT on GaAs and LM-HEMT on InP substrate. The strain-relaxed metamorphic structure is grown by MBE on the GaAs substrate with the inverse-step graded InAlAs metamorphic buffer. The device with 40% indium content shows the better characteristics than the device with 53% indium content. The fabricated metamorphic HEMT with $0.2\mu\textrm{m}$T-gate and 40% indium content shows the excellent DC and microwave characteristics of $V_{th}-0.65V,{\;}g_{m,max}=620{\;}mS/mm,{\;}f_T120GHZ{\;}and{\;}f_{max}=210GHZ$.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.23-27
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• 2009

실리콘 기판 상에 MBE (molecular beam epitaxy)로 형성된 GaSb 기반 p-channel HEMT 소자를 제작하기 위하여 오믹 접촉 형성 공정과 식각 공정을 연구하였다. 먼저 각 소자의 절연을 위한 메사 식각 공정 연구를 수행하였으며, HF기반의 습식 식각 공정과 ICP(inductively coupled plasma)를 이용한 건식 식각 공정이 모두 사용되었다. 이와 함께 소스/드레인 영역 형성을 위한 오믹 접촉 형성 공정에 관한 연구를 진행하였으며 Ge/Au/Ni/Au 금속층 및 $300^{\circ}C$ 60초 RTA공정을 통해 $0.683\;{\Omega}mm$의 접촉 저항을 얻을 수 있었다. 더불어 HEMT 소자의 게이트 형성을 위한 게이트 리세스 공정을 AZ300 현상액과 citric산 기반의 습식 식각을 이용하여 연구하였으며, citric산의 경우 소자 구조에서 캡으로 사용된 GaSb와 베리어로 사용된 AlGaSb사이에서 높은 식각 선택비를 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.345-355
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• 2011

GaAs나 InP 기반의 high electron mobility transistor (HEMT) 소자들은 우수한 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 특성 및 이에 따른 우수한 저잡음 특성을 가지고 있다. GaAs 기판 위에 점진적으로 성장된 메타몰픽(Metamorphic) HEMTs (MHEMTs)는 InP 기판 위에 성정한 HEMT에 비해 비용 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 MHEMT의 DC/RF 소신호 특성을 예측하기 위하여 InAlAs/InGaAs/GaAs MHEMT 소자들의 DC/RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하였다. 2차원 소자 시뮬레이터의 hydrodynamic 전송 모델을 사용하여 $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ 이종접합 구조를 갖는 제작된 0.1-${\mu}m$ ${\Gamma}$-게이트 MHEMT 소자에 대하여 파라미터 보정 작업을 수행한 후, MHEMT 소자들에 대해 DC 특성 및 RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하고 실험 데이터와 비교 분석하였다. 또한, 게이트 리세스 구조에 따른 MHEMT 소자들의 DC/RF 특성을 시뮬레이션하고 비교 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권11호
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• pp.1-8
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• 2011

트랜지스터의 최대 출력 성능을 제한하는 요소 중 가장 중요한 하나가 항복 전압이다. GaAs 기판 위에 점진적으로 성장된 메타몰픽(Metamorphic) InAlAs/InGaAs HEMTs(MHEMT)는 InP 기판 위에 성정한 HEMT에 비해 비용 측면에서 특히 장점을 가지고 있다. 그러나 GaAs 나 InP 기반의 HEMT 소자들은 모두 우수한 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 특성 및 이에 따른 저잡음 특성에 비해 낮은 항복전압으로 인해 파워 소자로서는 중간출력 정도의 소자로서만 사용 가능하다. 이러한 HEMT 소자의 항복 전압을 개선하기 위하여 본 논문에서는 InAlAs/$In_xGa_{1-x}As$/GaAs MHEMT 소자들의 항복 특성을 시뮬레이션하고 분석하였다. 2차원 소자 시뮬레이터의 hydrodynamic 전송 모델을 사용하여 $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ 이종접합 구조를 갖는 제작된 0.1-${\mu}m$ ${\Gamma}$-gate MHEMT 소자에 대하여 파라미터 보정 작업을 수행한 후 항복 특성에 영향을 주는 요소들을 분석하였다. 깊은 준위 트랩 효과를 고려한 충돌 이온화 및 게이트 전계를 분석하였고, 인듐(In) 몰 성분 변화에 따른 $In_xGa_{1-x}As$ 채널에서의 항복 특성 예측을 위한 충돌 이온화 계수를 경험적으로 제안 적용하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.608-618
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• 2004

본 논문에서는 Maas의 die 이중평형혼합기 회로를 개선, 새로운 pHEMT resistive star 이중평형혼합기 회로를 제안하였다. Star 구조로 구성되기 때문에 기존의 FET ring 혼합기 구조와 달리 별도의 IF balun이 필요로 하지 않는다. 또한 Maas의 직관적인 이중 balun설계 방법을 개선 EM simulation을 통한 이중 balun을 구성하는 방법을 제시하였다. 제안된 혼합기 회로는 CPW(Coplanar Waveguide)를 기반으로 하여 동국대 0.1 um GaAs pHEMT library를 이용 MMIC로 제작하였다. 제작된 혼합기는 크기 1.5 ${\times}$ 1.5 $\textrm{mm}^2$이며 DC bias로 성능 조정이 가능하다. 이것은 up/down converter로 사용 가능하며 V-band전역 이상의 주파수 대역폭을 갖고, 변환손실은 약 13∼18 ㏈ 정도이다.