This paper reports on the fabrication and characteristics of recessed gate GaN MESFETs fabricated using a photoelectrochemical wet etching method. The unique etching process utilizes photo-resistive mask and KOH based etchant. GaN MESFETs with successfully recessed gate structure was characterized in terms of dc and RF performance. The fabricated GaN MESFET exhibits a current saturation at $V_{DS}$ = 4 V and a pinch-off at $V_{GS}$ =-3V The peak drain current of the device is about 230mA/mm at 300 K and the value is remained almost same for 500K operation. The $f_{T}$ and $f_{max}$ from the device are 6.357Hz and 10.25 GHz, respectively.y.y.
In this paper, the SPICE 2.G6 JFET subroutine and other related subroutines are modified for circuit simulation of GaAs MESFET IC's. The hyperbolic tangent model is used for the drain current-voltage characteristics of GaAs MESFET's and derived channel-conductance and drain-conductance model from the above current model are implemented into small-signal model of GaAs MESFET's. And, device capacitance model which consider after-pinch-off state are modified, and device charge model for SPICE 2G.6 are proposed. The result of modification is shown to be suitable for GaAs circuit simulator, showing good agreement with experimetal results. Forthermore the DC convergence of this paper is better than that of SPICE 2.G JFET subroutine. GaAs MESFET model in this paper is applied for both depletion mode GaAs MESFET and enhancement-mode GaAs MESFET without difficulty.
본 논문은 FET의 핀치오프특성을 이용하여 직렬인버어터회로를 구성하고 그것의 출력특성을 게이트바이어스 주파수 및 부하의 변동에 따라 분석하였다. 상기 회로는 SCR직렬인버어터회로에서 생기기 쉬운 게이트바이어스주파수 및 부하의 변동에 따른 출력의 불안정을 제거하였다. 그러나 FET직렬인버어터의 전류용량이 적어 경부하에 적당하다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제10권2호
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pp.152-159
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2010
We propose a semi-analytical current conduction model for depletion-mode n-type nanowire field-effect transistors (NWFETs) with top-gate structure. The NWFET model is based on an equivalent circuit consisting of two back-to-back Schottky diodes for the metal-semiconductor (MS) contacts and the intrinsic top-gate NWFET. The intrinsic top-gate NWFET model is derived from the current conduction mechanisms due to bulk charges through the center neutral region as well as of accumulation charges through the surface accumulation region, based on the electrostatic method, and thus it includes all current conduction mechanisms of the NWFET operating at various top-gate bias conditions. Our previously developed Schottky diode model is used for the MS contacts. The newly developed model is integrated into ADS, in which the intrinsic part of the NWFET is developed by utilizing the Symbolically Defined Device (SDD) for an equation-based nonlinear model. The results simulated from the newly developed NWFET model reproduce considerably well the reported experimental results.
Bulk반절연 기판 웨이퍼에 이온 주입법에 의한 기존의 GaAs집적회로 제작시 발생하는 문제점을 보완하고자 반절연 기판 위에 반절연성의 고저항 GaAs 에피층을 성장하는 연구를 수행하였다. 먼저 반절연 기판의 EPD분포를 조사하고, MOCVD와 MBE법을 이용하여 undeped GaAs반절연성 에피층을 성장시켜 실제 집적회로의 제작에 적합한지를 평가하였다. 평가방법은 반절연성 에피\ulcorner을 buffer층으로 성장시킨 에피 기판에 ungated FET를 제작하여, 이 반절연성 에피\ulcorner을 통한 누설전류를 측정하고, 또한 반절연 기판의 EP분호의 영향을 조사하였다. 누설 전류의 측정결과 비교적 주설 전류가 큰 1$\mu\textrm{m}$ 두께의 MOCVD시료에서도 270nA/mm로 FET의 pinch-off에는 영향을 주지 못하는 매우 작은 누설 전류 값을 나타내었다. 또한 누설전류의 분포가 반절연 기판의 EPD분포와 일치하는 것을 발견하여, 에피층의 quality에 기판의 결함이 미치는 영향을 확인하였다. MBE법으로 성장한 2$\mu\textrm{m}$ 두께의 undoped burrer층 시료는 휠씬 좋은 특성을 나타내었으며, 매우 균일하고 낮은 누설전류(40nA/mm)가 측정되었다.
본 논문에서는 하나의 트랜지스터로 발진과 주파수 혼합이 동시에 이루어지는 self-oscillating-mixer(SOM) 방식을 적용하여 높은 변환 이득을 갖는 X-band 도플러 레이더를 설계하였다. SOM의 위상 잡음 특성을 향상시키기 위하여 ${\lambda}/2$ slotted square patch resonator(SSPR) 공진기를 제안하였으며, 동일 주파수에서 기존 공진기에 비해 50 %의 면적 감소와 175.4의 높은 Q값을 이루었다. 제작된 SOM은 저 전력 시스템을 구현하기 위해 1.7 V의 낮은 바이어스 전압을 인가해 주었으며, 높은 변환 이득을 위하여 트랜지스터의 pinch-off voltage 근처를 동작점으로 설정하였고, 변환 이득이 최대가 되도록 최적화 하였다. 제안된 SOM의 출력 파워는 10.65 GHz에서 -3.16 dBm으로 측정되었으며, DC Power consumption은 7.65 mW로 상대적으로 작은 전력을 소모한다. 또한, 9.48 dB의 높은 변환 이득 특성과 100 kHz offset에서 -90.91 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 나타내며, 이때 성능지수(FOM)는 -181.8 dBc/Hz 으로 다른 SOM에 비해 7 dB 이상 개선되었다.
This report constitutes the first demonstration in Korea of single-crystal lateral gallium oxide ($Ga_2O_3$) as a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), with a breakdown voltage in excess of 480 V. A Si-doped channel layer was grown on a Fe-doped semi-insulating ${\beta}-Ga_2O_3$ (010) substrate by molecular beam epitaxy. The single-crystal substrate was grown by the edge-defined film-fed growth method and wafered to a size of $10{\times}15mm^2$. Although we fabricated several types of power devices using the same process, we only report the characterization of a finger-type MOSFET with a gate length ($L_g$) of $2{\mu}m$ and a gate-drain spacing ($L_{gd}$) of $5{\mu}m$. The MOSFET showed a favorable drain current modulation according to the gate voltage swing. A complete drain current pinch-off feature was also obtained for $V_{gs}<-6V$, and the three-terminal off-state breakdown voltage was over 482 V in a $L_{gd}=5{\mu}m$ device measured in Fluorinert ambient at $V_{gs}=-10V$. A low drain leakage current of 4.7 nA at the off-state led to a high on/off drain current ratio of approximately $5.3{\times}10^5$. These device characteristics indicate the promising potential of $Ga_2O_3$-based electrical devices for next-generation high-power device applications, such as electrical autonomous vehicles, railroads, photovoltaics, renewable energy, and industry.
본 연구에서는 핀치오프 된 cold-FET에서 게이트와 드레인 패드를 디임베딩하여 얻어지는 Z-파라미터와 게이트와 드레인 패드 커패시턴스를 제외한 핀치오프 된 cold-FET의 나머지 파라미터에 의해 모델링되는 Z-파라미터 사이의 잔차 오차를 최소화함으로써 HEMT의 모든 외인성 파라미터를 추출하는 기법을 제시한다. 제시된 기법을 사용하면 게이트와 드레인 모조패드의 추가적 제작 없이 게이트와 드레인 패드의 커패시턴스 값뿐 아니라 나머지 외인성 파라미터 값 모두를 성공적으로 추출할 수 있다.
본 논문은 효율적인 회로 시뮬레이션을 위한 긴 채널 공핍 모드 n형 나노선 전계효과트랜지스터(nanowire field-effect transistor: NWFET)의 간단한 해석적 전류 전도 모델을 소개한다. 본 연구에서 사용된 NWFET는 bottom-up 방식으로 제작되었으며 게이트가 채널의 아래에 존재하는 구조를 가진다. 이 모델은 다양한 바이어스 조건에서 동작하는 NWFET의 모든 전류 전도 메카니즘을 포함한다. 새롭게 개발된 NWFET 모델로 계산된 결과는 이전에 발표된 NWFET 실험 데이터와 비교할 때 10% 오차범위 안에서 서로 일치한다.
AlGaAs/InGaAs/GaAs pseudomorphic structures have been grown by atmosheric pressure-MOCVD . The Al incorporation efficiency is constant but slightly exceeds the Ga incorporation during the growth of AlGaAs layers at $650^{\circ}C$ . Meanwhile , the In incorporation efficiency is constant but slightly less than the Ga incorporation in InGAAs layers. InGaAs/GaAs QWs were grown and their optical properties were characterized . $\delta$-doped Al0.24Ga0.76As/In0.16 Ga0.84As p-HEMT structures were successfully grown by MOCVD and their transport properties were characterized by Hall effect and SdH measurements. SdH Measurements at 3.7K show clear magnetoresistance oscillations and plateaus in the quantum Hall effect confirming the existence of a two-dimensional electron gas(2DEG) and a parallel conduction through the GaAs buffer layer. The fabricated $1.5\mu\textrm{m}$gatelength p-HEMTs having p-type GaAs in the buffer layer show a high transconductance of 200 mS/mm and a good pinch-off characteristics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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