본 논문에서는 마이크로파 대역의 주파수를 이용해 고효율 도허티 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 도허티 전력증폭기는 MRF 281 LDMOS FET를 사용하여 구현하였고, 도허티 전력 증폭기의 성능을 AB급 증폭기만 있을 때와 비교하였다. 측정결과, 구현한 도허티 전력 증폭기는 P1dB 출력전력이 2.3GHz 주파수에서 33.0dBm을 가진다. 또한, 도허티 증폭기는 주파수 $2.3GHz\sim2.4GHz$에서 이득은 11dB, 입력 반사손실 -17.8dB를 얻었다. 설계된 도허티 증폭기는 AB급 증폭기만 있을 때와 비교해서 평균 PAE는 10% 이상 개선됨을 보였고, 설계된 도허티 증폭기의 최대 PAE는 39%를 갖는다.
III-nitride 게 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 경우 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도(>1018cm-3)의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV 이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 10-2$\Omega$cm2이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며 이에 대한 해결방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechaism을 이용하는 것이다. 이에 본 연구에서는 MOCVD로 성장된 p-GaN 박막을 Mg의 activation을 증가시키기 위해 N2 분위기에서 4분간 80$0^{\circ}C$에서 RTA로 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/ZSi/Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 $700^{\circ}C$에서 1분간 rapid thermal annealing (RTA) 처리를 했다. contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method를 이용하여 I-V 특성을 조사하였고, interface interaction을 알아보기 위해 SEM과 EDX, 그리고 XRD로 분석하였다. 또한 추가적으로 Si 계열의 compound metal인 PdSi와 PtSi에 대한 I-V 특성도 조사하여 비교하여 보았다.
The maximum breakdown voltage's characteristic within the Super Junction MOSFET structure comes from N-Drift and P-Pillar's charge balance. By developing P-Pillar from Planar MOSFET, it was confirmed that the breakdown voltage is improved through charge balance, and by setting the gate voltage at 10V, the characteristic comparisons of Planar MOSFET and Super Junction MOSFET are shown in picture 6. The results show that it had the same breakdown voltage as Planar MOSFET which increased temperature resistance by 87.4% at $.019{\Omega}cm^2$ which shows that by the temperature resistance increasing, the power module's power dissipation improved.
밀리미터파 회로 제작에 필수적인 능동소자인 고 속 Transistor기술은 반도체 설계 및 공정기술의 발 전으로 급격히 발달하고 있다. 주로 GaAs계나 InP 계 III-V 화합물 반도체를 이용한 고주파 transistor 는 FET기반의 MODFET과 BJT기반의 HBT가 밀 리미터파 대역에서 응용된다. 전통적인 III-V족 반 도체 이외에 SiGe와 GaN 소자 기술 역시 급속한 발전을 이루고 있다. 본 논문에서는 밀리미터파 transistor 기술에 대한 기본적인 내용과 응용 예를 소개한다.
In this study, a single p-type Si nanowire - Au nanoparticles nano floating gate memory (NFGM) device is successfully fabricated and characterized their memory effects by comparison of electrical characteristics of p-type Si nanowire-based field effect transistor (FET) devices with Au nanoparticles embedded in the $Al_2O_3$ gate materials and without the Au nanoparticles. Drain current versus gate voltage ($I_{DS}-V_{GS}$) characteristics of a single p-type Si nanowire - Au nanoparticle NFGM device show counterclockwise hysteresis loops with the threshold voltage shift of ${\Delta}V_{th}$= 3.0 V. However, p-type Si nanowire based top-gate device without Au nanoparticles does not exhibit a threshold voltage shift. This behavior is ascribed to the presence of the Au nanoparticles, and is indicative of the trapping and emission of electrons in the Au nanoparticles.
Physically responsive field-effect transistors (physi-FETs), which are sensitive to physical stimuli, have been studied for decades. However, the primary issue of separating responses by sensing materials from interferences by other subcomponents in a FET transducer under global physical stimuli has not been completely resolved. Recent challenges of structural design and employing smart materials with a large electro-physical coupling effect for flexible physi-FETs still remain. In this article, we propose directly integrating nanocomposites of barium titanate (BT) nanoparticles (NPs) and highly crystalline poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) as gate dielectrics into flexible organic FETs to precisely separate and quantify tiny variations of remnant polarization caused by mechanical stimuli. Investigations under static stimuli resulted in first-reported giant-positive piezoelectric coefficients of d33 up to 960 pC/N, presumably due to significant contribution of the intrinsic piezoelectricity of BT NPs and P(VDF-TrFE) crystallites. This approach provides a general research direction, and not limited to physic-FETs.
We describe the design, fabrication, and performance of the optical fiber-photodiode 1$\times$12 arry module using mesa-type InS10.53T GaS10.47TAS/INP 1$\times$12 PIN photodiode array. We fabricated the PIN PD array for high-speed optical fiber parallel data link optimizing quantum efficiency, operating speed sensitivity from the PIN-FET structure, and electrical AC crosstalk. For each element of the array, the diameter of the photodetective area is 80 $\mu$m, the diameter of the p-metal pad is 90 $\mu$m, and the photodiode seperation is 250 $\mu$m to use Si v-groove. Ground conductor line is placed around diodes and p-metal pads are formed in zigzag to reduce Ac capacitance coupling between array elements. The dark current (IS1dT) is I nA and the capacitance(CS1pDT) is 0.9 pF at -5 V. No signifcant variations of IS1dT and CPD from element to element in the array were observed. We calulated the coupling efficiency for 10/125 SMF and 50/125 GI MMF, and measured the responsivity of the PD array at the wavelength is 1.55 $\mu$ m. Responsivities are 0.93 A/W for SMF and 0.96 A/W for MMF. The optical fiber-PD array module is useful in numerous high speed digital and analog photonic system applications.
A sublimation epitaxial method, referred to as the Closed Space Technique (CST) was adopted to produce thick SiC epitaxial layers for power device applications. In this study, we aimed to systematically investigate surface morphologies and electrical properties of SiC epitaxial layers grown with varying a SiC/Al ratio in a SiC source powder during the sublimation growth using the CST method. The surface morphology was dramatically changed with varying the SiC/Al ratio. When the SiC/Al ratio of 90/1 was used, the step bunching was not observed in this magnification and the ratio of SiC/Al is an optimized range to grow of p-type SiC epitaxial layer. It was confirmed that the acceptor concentration of epitaxial layer was continuously decreased with increasing the SiC/Al ratio. 4H-SiC MESFETs haying a micron-gate length were fabricated using a lithography process and their current-voltage performances were characterized. It was confirmed that the increase of the negative voltage applied on the gate reduced the drain current, showing normal operation of FET device.
본 논문에서는 1,452∼l,492 MHz L-Band 대역의 위성 DAB 수신기를 위한 저잡음증폭기를 입ㆍ출력 반사계수와 전압정재파비를 개선하기 위하여 평형증폭기 형태로 설계 및 제작하였다. 저 잡음증폭기는 GaAs FET소자인 ATF-10136을 사용한 저 잡음증폭단과 MMIC 소자인 VNA-25을 사용한 이득증폭단을 하이브리드 방식으로 구성하였으며, 최적의 바이어스를 인가하기 위하여 능동 바이어스 회로를 사용하였다. 적용된 능동 바이어스 회로는 소자의 펀치오프전압($V_P$)과 포화드래인 전류($I_{DSS}$)의 변화에 따라 주어진 바이어스 조건을 만족시키기 위해 소스 저항과 드래인 저항의 조절이 필요없다. 즉, 능동 바이어스 회로는 요구된 드래인 전류와 전압을 공급하기 위해 게이트-소스 전압($V_{gs}$)을 자동적으로 조절한다. 저잡음증폭기는 바이어스 회로와 RF 회로를 FR-4기판 위에 제작하였고, 알류미늄 기구물에 장착하였다. 제작된 저잡음증폭기는 이득 32 dB, 이득평탄도 0.2 dB, 0,95 dB 이하의 잡음지수, 입ㆍ출력 전압정재파비는 각각 1.28, 1.43이고, $P_{1dB}$ 는 13 dBm으로 측정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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