• 제목/요약/키워드: InGaP/InGaAs p-HEMT

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MBE에 의한 HEMT 소자용 $In_{0.53}Ga_{0.47}As/In_{0.52}AI_{0.48}$As/InP 에피택셜층 성장 연구 (A Study on the Growth of $In_{0.53}Ga_{0.47}As/In_{0.52}AI_{0.48}$As/InP Epitaxial Layers for HEMT by MBE)

  • 노동완;이해권;이재진;이재진;편광의;남기수
    • 한국진공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.177-182
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    • 1995
  • 저잡음 HEMT소자 제작을 위한 에피택셜 기판을 MBE방법을 이용하여 $In_{0.53}Ga_{0.47}As/In_{0.52}AI_{0.48}$As/InP 물질계로 성장하였다. 기판온도의 변화, 채널층과 격리층 사이의 성장 일시 멈춤 등의 성장 조건 변화에 따른 Hall 이동도의 변화를 연구하였다. 전자 공급층을 Si으로 델타도핑한 결과 같은 조건에서 성장기판의 온도를 $520^{\circ}C$에서$ 540^{\circ}C$로 증가시키면 실온의 전자이동도는 7,850$\textrm{cm}^2$/Vsec으로 증가하였으며, 격리층과 채널층 사이에서 약 50초간 성장중 채널층의 표면 adatom의 surface migration 시간을 충분히 제공하여 결정결함의 감소로 계면의 급격성이 향상된 결과로 사료된다. 본 실험을 통하여 얻은 최고 이동도 값은 격리층의 두께가 $100\AA$인 경유에 상온 측정결과 $11,400\textrm{cm}^2$/vsec 및 77K 측정결과 $50,300\textrm{cm}^2$/Vsec이었다.

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Spin-FET를 위한 InP 및 InAs/AlSb기반의 2DEG HEMT 소자의 전/자기적 특성과 GaAs기판에 성장된 InSb의 Doping 평가

  • 신상훈;송진동
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.476-477
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    • 2013
  • 반도체의 성능은 최근 10년 사이에 급격하게 발전했고 아날로그 및 디지털 회로 소자들에 있어 저전력/고속 특성 요구가 커지고 있다 [1]. 상온에서 30,000 $cm^2$/Vs 이상의 전자 이동도를 가지며 큰 conduction band offset을 갖는 InAs/AlSb 2차원전자가스(2DEG) 소자는 Spinorbit-interaction의 값이 매우 커서 SPIN-FET 소자로 크게 주목받고 있다 [2]. 본 발표자들은 GaAs 기판위에 성장한 InAs 2DEG HEMT 소자의 전/자기적인 특성과 고속반응 물질로 주목 받는 InSb 박막소자의 doping 특성에 따른 전기적/물리적인 특성의 평가에 대해 그 결과를 소개하고자 한다. 격자정합과 Semi-insulating 기판의 부재로 상용화되어 있는 GaAs와 InP 기판위에 물질차이에 따른 고유의 한계 특성을 줄이기 위한 Pseudomorphic이라 불리는 특별한 박막 성장 기법을 적용하여 높은 전자 이동도를 가지며 spin length가 길어 Spin-FET로서 크게 주목받고 있는 InAs 2DEG HEMT 소자를 완성시켰다. 60,000 ($cm^2$/Vs) 이상의 높은 전자 이동도를 갖는 소자의 구현을 목표로 연구를 진행하였으며 1.8 K에서 측정된 Spin-orbit interaction의 값은 6.3e-12 (eVm)이다. InAs/InGaAs/InAlAs 및 InGaAs/InAlAs 구조의 InP 기반의 소자에서 보다 큰 값으로 향후 Spin-FET 응용에 크게 기대하고 있다. 또한, GaAs 기판위에 구현된 InSb 소자는 격자부정합 감소를 위해 InAs 양자점을 사용하여 약 $2.6{\mu}m$ 두께로 구현된 InSb 박막 소자는 상온에서 약 60,400 ($cm^2$/Vs)의 상온 전자이동도를 보였으며 현재 동일 두께에서 세계 최고결과(~50,000 $cm^2$/Vs)에 비해 월등하게 높은 값을 보이고 있다. Hall bar pattern 공정을 거쳐 완성된 소자는 측정 결과 10~20% 이상 향상된 전자 이동도를 보였다. 2e18/$cm^3$ 미만의 p-doping의 경우, 상온에서 n-type 특성을 보이나, 저온에서 p-type으로 변하는 특성을 보였고 n-doping의 경우 5e17/$cm^3$까지는 전자 이동도만 감소하고, doping에 의한 효과는 크게 없었다. 1e18/$cm^3$의 높은 doping을 할 경우 carrier가 증가하는 것을 확인했다. 이상의 측정 결과로 Spin-FET 소자로서 아주 우수하다는 것을 확인할 수 있었고 n-/p- type이 특성을 고려한 high quality InSb 박막소자의 응용을 위한 중요한 정보를 얻을 수 있었다.

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Memory Effect를 최소화한 C-대역 내부 정합 GaAs 전력증폭기 (C-Band Internally Matched GaAs Power Amplifier with Minimized Memory Effect)

  • 최운성;이경학;어윤성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권11호
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    • pp.1081-1090
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    • 2013
  • 본 논문에서는 C-대역에서 입출력 정합 회로가 패키지에 내장된 10 W급 내부 정합 증폭기 설계 및 제작을 하였다. 전력증폭기 설계에 사용한 트랜지스터로 GaAs pHEMT bare-chip을 사용하였다. 트랜지스터 패드 위치와 커패시터 크기를 고려한 와이어 본딩 해석으로 정확도 높은 설계를 하였다. 패키지와 정합 회로를 함께 EM simulation하여 패키지가 정합 회로에 미치는 영향을 해석하였다. 2-tone 측정 시 memory effect로 인해 발생되는 IMD3의 비대칭성을 줄이기 위한 memory effect 감쇄 바이어스 회로를 제안 및 설계하였다. 측정 결과, 7.1~7.8 GHz 대역에서 $P_{1dB}$는 39.8~40.4 dBm, 전력 이득은 9.7~10.4 dB, 효율은 33.4~38.0 %을 얻었고, 제안된 memory effect 감쇄 바이어스 회로로 IMD3(Upper)와 IMD3(Lower)차는 0.76 dB 이하를 얻었다.

밀리미터파 InP 소자기술

  • 범진욱;윤상원
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제12권8호
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    • pp.18-23
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    • 1999
  • 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.

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Manufacturing of GaAs MMICs for Wireless Communications Applications

  • Ho, Wu-Jing;Liu, Joe;Chou, Hengchang;Wu, Chan Shin;Tsai, Tsung Chi;Chang, Wei Der;Chou, Frank;Wang, Yu-Chi
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제6권3호
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    • pp.136-145
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    • 2006
  • Two major processing technologies of GaAs HBT and pHEMT have been released in production at Win Semiconductors corp. to address the strong demands of power amplifiers and switches for both handset and WLAN communications markets. Excellent performance with low processing cost and die shrinkage features is reported from the manufactured MMICs. With the stringent tighter manufacturing quality control WIN has successfully become one of the major pure open foundry house to serve the communication industries. The advancing of both technologies to include E/D-pHEMTs and BiHEMTs likes for multifunctional integration of PA, LNA, switch and logics is also highlighted.

GaAs pHEMT를 이용한 직-병렬변환기 설계 (Design of a Serial-to-Parallel Converter Using GaAs pHEMT)

  • 이창대;이동현;염경환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.171-183
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    • 2018
  • 본 논문에서는 $0.25{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 직-병렬변환기(Serial to Parallel Converter: SPC)의 설계 및 제작을 보였다. 직-병렬변환기는 코아-칩에 사용되는 4개의 위상천이기를 제어하기 위하여 4-bit로 구성하였다. SPC는 외부로부터 받은 직렬데이터 신호를 SPC 내부의 레지스터에 저장하고, 저장된 데이터를 병렬데이터로 변환 출력한다. 변환 출력된 각각의 데이터는 4개의 위상천이기를 제어할 수 있다. 제작된 SPC의 크기는 $1,200{\times}480{\mu}m^2$이며, 5 V 및 -3 V의 두 개 DC 전원을 사용한다. 각 DC 전원의 소모전류는 5 V는 7.1 mA, -3 V는 2.1 mA이다.

W-대역 전력증폭 및 저잡음증폭 MMIC의 국내개발 및 모듈 제작 결과 (Domestic Development and Module Manufacturing Results of W-band PA and LNA MMIC Chip)

  • 김완식;이주영;김영곤;유경덕;김종필;서미희;김소수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.29-34
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    • 2021
  • 소형 레이더 센서에 적용할 목적으로 W-대역의 핵심부품인 전력증폭 MMIC 칩 및 스위치 및 저잡음 증폭 MMIC 통합 칩을 국내설계하고 각각 OMMIC사의 60nm GaN 공정과 Winsemi.사의 0.1㎛ GaAs pHEMT 공정으로 제작하고 이를 모듈화하였다. 국내개발 MMIC 중에서 W-대역 전력증폭 MMIC는 송신모듈로 제작후 출력 값 27.7 dBm로 측정되었고, 스위치와 저잡음증폭 통합 MMIC는 수신모듈로 제작후 잡음지수는 9.17 dB로 분석 결과와 근사한 측정 결과를 보였다. 또한 온도 시험을 통해서 그 결과를 분석하였는데 송신모듈은 고온에서 상온과 출력에서 1.6 dB 편차를 보였고 수신모듈은 고온과 저온 모두 포함하여 2.7 dB의 편차를 보였으나 상온과 비교하여서는 1.4 dB 상승하였다. 온도시험까지를 포함하는 결과를 확인한 바와 같이 소형 레이더 센서의 송수신기에 W-대역 국내 개발 MMIC 칩을 적용 가능할 것으로 판단된다.

Quantum Modeling of Nanoscale Symmetric Double-Gate InAlAs/InGaAs/InP HEMT

  • Verma, Neha;Gupta, Mridula;Gupta, R.S.;Jogi, Jyotika
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제13권4호
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    • pp.342-354
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    • 2013
  • The aim of this work is to investigate and study the quantum effects in the modeling of nanoscale symmetric double-gate InAlAs/InGaAs/InP HEMT (High Electron Mobility Transistor). In order to do so, the carrier concentration in InGaAs channel at gate lengths ($L_g$) 100 nm and 50 nm, are modelled by a density gradient model or quantum moments model. The simulated results obtained from the quantum moments model are compared with the available experimental results to show the accuracy and also with a semi-classical model to show the need for quantum modeling. Quantum modeling shows major variation in electron concentration profiles and affects the device characteristics. The two triangular quantum wells predicted by the semi-classical model seem to vanish in the quantum model as bulk inversion takes place. The quantum effects thus become essential to incorporate in nanoscale heterostructure device modeling.

Reverse Engineering을 이용한 $Al_{x}Ga_{1-x}As/In_{y}Ga_{1-y}$As P-HEMTs의 구조적 분석 (Structural analysis of $Al_{x}Ga_{1-x}As/In_{y}Ga_{1-y}$As P-HEMTs reverse engineering)

  • 김병헌;황광철;안형근;한득영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.255-258
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    • 2001
  • In this paper, DC and small signal characteristics with different physical parameters are expected for p-HEMTs (Pseudomorphic High Electron Mobility Transistors) with different temperatures ranging from 300K to 623K which are widely used for a low noise and/or ultra high frequency device. A device of 0.2$\times$200 ${\mu}{\textrm}{m}$$^2$dimension having very low noise has been chosen to extract the experimental data. Theoretical prediction has been obtained using a simulaor(HELENA) which needs experimental input data extracted from reverse engineering process. From the results, relation between structural parameters and temperature dependency of electrical characteristics are qualitatively explained to use in the design of descrete and integrated circuits to guarantee the optimal operation of the system.

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