• 제목/요약/키워드: Metamorphic HEMT

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Fabrication and Characterization of $0.2\mu\textrm{m}$ InAlAs/InGaAs Metamorphic HEMT's with Inverse Step-Graded InAlAs Buffer on GaAs Substrate

  • Kim, Dae-Hyun;Kim, Sung-Won;Hong, Seong-Chul;Paek, Seung-Won;Lee, Jae-Hak;Chung, Ki-Woong;Seo, Kwang-Seok
    • 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 $V_{th}-0.65V,{\;}g_{m,max}=620{\;}mS/mm,{\;}f_T120GHZ{\;}and{\;}f_{max}=210GHZ$.

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Metamorphic HEMT를 이 용한 60 GHz 대역 고출력 Push-Push 발진기 (A High Power 60 GHz Push-Push Oscillator Using Metamorphic HEMT Technology)

  • 이종욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.659-664
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    • 2006
  • 본 논문에서는 $0.12{\mu}m$ 게이트 전극을 가진 metamorphic InAIAs/InGaAs high electron-mobility transistors (mHEMT)를 이용하여 제작된 60 GHz push-push 발진기의 특성을 고찰하였다. 전극 길이가 $0.12{\mu}m$ 인 mHEMT는 700 mA/mm의 최대 전류, 600 mS/mm의 최대 전달정수, 170 GHz $f_T$, 그리고 300 GHz 이상의 $f_{MAX}$ 등 우수한 특성을 나타내었다. 두 개의 $6{\times}50{\mu}m$ 크기를 가지는 mHEMT 를 이용하여 제작된 발진기는 59.5 GHz 에서 6.3 dBm의 출력 전력과 -35 dBc 이상의 기저 주파수 억압도를 나타내었다. 페이즈 노이즈 (phase noise)는 발진 주파수의 1 MHz 오프셋에서 -81.2 dBc/Hz 의 특성을 나타내었다. 본 연구 결과는 60 GHz 대역에서 mHEMT를 이용하여 제작된 push-push 발진기로는 최대 출력을 나타낸 결과이며, 이 연구 결과는 상용화와 저가격에 InP HEMT 보다 유리한 mHEMT를 이용하여 고출력 발진기 특성을 얻을 수 있음을 보여준다.

Metamorphic HEMT를 이용한 100GHz MIMIC 증폭기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 100 GHz MIMIC Amplifier Using Metamorphic HEMT)

  • 안단;이복형;임병옥;이문교;백용현;채연식;박형무;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권9호
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    • pp.25-30
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    • 2004
  • 본 논문에서는 0.1㎛ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 100 GHz 대역의 MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) 증폭기를 설계 및 제작하였다. MIMIC 증폭기의 제작을 위해 Metamorphic HEMT(MHEMT)를 설계 및 제작하였으며, 제작된 MHEMT의 드레인 전류 밀도는 640 mA/mm 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 653 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 fT는 173 GHz, fmax는 271 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 100 GHz MIMIC 증폭기의 개발을 위해 MHEMT의 소신호 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 증폭기를 설계하였다. 설계된 증폭기는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었으며, 100 GHz MIMIC 증폭기의 측정결과, 100 GHz에서 10.1 dB 및 97.8 Gllz에서 12.74 dB의 양호한 S21 이득 특성을 나타내었다.

밀리미터파 응용을 위한 우수한 성능의 50 nm Metamorphic HEMTs (High Performance 50 nm Metamorphic HEMTs for Millimeter-wave Applications)

  • 류근관;김성찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.116-120
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    • 2012
  • 본 논문에서는 밀리미터파 응용에 사용 가능한 우수한 성능의 50 nm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT를 구현하였다. 게이트 길이가 50 nm이며 단위 게이트 폭이 30 ${\mu}m$인 2개의 게이트를 가지고 있는 MHEMT의 측정결과, 740 mA/mm의 드레인 포화 전류밀도와 1.02 S/mm의 상호전달 전도도를 얻었으며 전류이득차단주파수와 최대공진주파수는 각각 430 GHz와 406 GHz의 특성을 나타내었다.

$0.1{\mu}m$ Metamorphic HEMT를 이용한 고이득 D-Band MMIC 2단 구동증폭기 개발 (Development of a Two-Stage High Gain D-Band MMIC Drive Amplifier Using $0.1{\mu}m$ Metamorphic HEMT Technology)

  • 이복형;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권12호
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    • pp.41-46
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    • 2008
  • 본 논문에서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT기술을 기반으로 하여 D-Band(110 - 140 GHz) 대역에서 동작하는 MMIC 2단 구동 증폭기를 제작하였다. 제작된 구동 증폭기는 밀리미터파 대역인 110 GHz에서 10 dB 이상의 우수한 $S_{21}$ 이득 특성을 보였으며, 이때 반사 특성 또한 $S_{11}$ -3.5 dB와 $S_{22}$ -6.5 dB로 양호한 특성을 얻었다. 이러한 높은 성능의 MMIC 구동증폭기의 특성은 주로 MHEMT 성능에 기인한다. 본 논문에서 적용한 $0.1{\mu}m$ MHEMT는 760 mS/mm의 전달컨덕턴스 특성과 195 GHz의 차단주파수 391 GHz의 최대공진 주파수 특성을 갖는다.

70 nm T-게이트를 갖는 InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT 소자의 제작 및 특성 (Fabrication and Characterization of 70 nm T-gate AlGaAs/InGaAs/GaAs metamorphic HEMT Device)

  • 김성찬;임병옥;백태종;고백석;신동훈;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권9호
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    • pp.19-24
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    • 2004
  • 우리는 3층 구조의 레지스터와 이중 노광 방법을 이용하여 유전체 지지대를 사용하지 않은 새로운 방법으로 게이트 길이가 70 nm인 T-게이트를 갖는 InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT 제작 하였다. 게이트 길이가 70 nm이고 게이트 단위폭이 70 ㎛인 2개의 게이트를 가지고 있는 MHEMT는 최대 포화 전류밀도가 최대 포화 전류밀도가 228.6 mA/mm, 상호전달 컨덕턴스는 645 mS/mm, 전류이득차단주파수가 255 GHz인 특성을 보였다.

Metamorphic HEMT를 이용한 우수한 성능의 94 GHz MMIC 저잡음 증폭기 (High-performance 94 GHz MMIC Low Noise Amplifier using Metamorphic HEMTs)

  • 김성찬;안단;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권8호
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    • pp.48-53
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    • 2008
  • 본 논문에서는 100 nm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT (high electron mobility transistor)를 이용하여 94 GHz 대역 응용에 적용 가능한 MMIC (millimeter-wave monolithic integrated circuit) 저잡음 증폭기를 구현하였다. 94 GHz MMIC 저잡음 증폭기 구현을 위하여 제작된 $100nm\times60{\mu}m$ MHEMT의 측정결과, 655 mA/mm의 드레인 전류 밀도, 720 mS/mm의 최대전달컨덕턴스를 얻었으며, RF 특성으로 전류이득차단주파수는 195 GHz, 최대공진주파수는 305 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 구축된 MHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 구현된 MMIC 저잡음 증폭기의 측정결과, 94 GHz에서 $S_{21}$ 이득은 14.8 dB, 잡음지수는 4.6 dB의 우수한 특성을 얻었다. 전체 칩의 크기는 $1.8mm\times1.48mm$이다.

A D-Band Balanced Subharmonically-Pumped Resistive Mixer Based on 100-nm mHEMT Technology

  • Campos-Roca, Y.;Tessmann, A.;Massler, H.;Leuther, A.
    • ETRI Journal
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    • 제33권5호
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    • pp.818-821
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    • 2011
  • A D-band subharmonically-pumped resistive mixer has been designed, processed, and experimentally tested. The circuit is based on a $180^{\circ}$ power divider structure consisting of a Lange coupler followed by a ${\lambda}$/4 transmission line (at local oscillator (LO) frequency). This monolithic microwave integrated circuit (MMIC) has been realized in coplanar waveguide technology by using an InAlAs/InGaAs-based metamorphic high electron mobility transistor process with 100-nm gate length. The MMIC achieves a measured conversion loss between 12.5 dB and 16 dB in the radio frequency bandwidth from 120 GHz to 150 GHz with 4-dBm LO drive and an intermediate frequency of 100 MHz. The input 1-dB compression point and IIP3 were simulated to be 2 dBm and 13 dBm, respectively.

MHEMT 소자의 DC/RF 특성에 대한 시뮬레이션 연구 (Simulation Study on the DC/RF Characteristics of MHEMTs)

  • 손명식
    • 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.