대한전자공학회논문지SD (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

게이트 리세스 식각 방법에 따른 PHEMT 특성 분석

Analysis of PHEMT's Characteristics by Gate Recesses

  • 임병옥 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터) ;
  • 이성대 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터) ;
  • 김성찬 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터) ;
  • 설우석 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터) ;
  • 신동훈 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터) ;
  • 이진구 (동국대학교 밀리미터파신기술연구센터)
  • 발행 : 2003.09.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문은 밀리미터파 대역에서 사용될 PHEMT의 특성향상을 위한 연구의 일원으로 게이트 식각에 따른 소자의 특성 변화를 연구하였다. PHEMT는 ohmic 금속을 리세스 패턴으로 사용한 wide 리세스와 게이트 패턴을 리세스 패턴으로 사용한 narrow 리세스의 두가지를 이용하여 제작하였다. 제작된 PHEMT의 최대 전달컨덕턴스(g/sub m/)는 wide 리세스를 이용한 경우 332.7 mS/mm, narrow 리세스를 이용한 경우 504.6 mS/mm의 값을 각각 얻었다. 소신호 주파수 특성으로, wide 리세스를 이용하여 제작한 PHEMT는 전류 이득 차단주파수(f/sub T/) 113 GHz, 최대 공진 주파수(f/sub max/) 172 GHz를 각각 얻었다. Narrow 리세스를 이용하여 제작한 PHEMT의 전류 이득 차단주파수(f/sub T/)와 최대 공진 주파수(f/sub max/)는 101 GHz, 142 GHz를 각각 얻었다. 측정된 결과는 소신호 모델에서 각 파라미터의 변화와 비교, 분석하였다.

In this paper, we have studied characteristics of PHEMT's fabricated by two difference types of gate recess for improving performance of the device in millimeter wave applications. PHEMT's were fabricated using wide and narrow recesses. Maximum transconductance(g$_{m}$) of PHEMT's using the wide recess was 332.7 mS/mm, and that of PHEMT's using narrow recess was 504.6 mS/mm. From small signal performance measurements, cutoff frequency(f$_{T}$) and maximum stable oscillation frequency(f$_{max}$) of PHEMT's using wide recess were 113 GHz and 172 GHz, respectively. f$_{T}$ and f$_{max}$ of PHEMT using narrow recess were 101 GHz and 142 GHz, respectively. The measured data of the fabricated PHEMTs' were carefully studied and analyzed.d.tudied and analyzed.

키워드

참고문헌

  1. Tamotsu KMURA, Tomoyuki OHSHMA, Massanori TSUNOTANI, Toshihiko ICHIOKA and Shohei SEKI, 'GaAs pHEMT Technology for optical Communnication System,' 2002 GaAsMNTECH conference, San diego, America, April, 2002
  2. C.C. Meng, J.W. Chen, C.H. Chang, L.P. Chen, H.Y.Lee and J.F. Kuan, 'Using average RF gate and drain current to determine gain compression mechanisms for narrow-recessed and wide-recessed MESFETs,' 8th European gallium arsenide and other semicondutors application symposium, Paris, France, pp. 338-341, October, 2000
  3. C.J. Wu, M. Schneider, K. Alavi and E. Kohn, 'Narrow Recess HEMT Technology,' Journal of The Electrochemical Society, Vol. 134, No. 10, pp. 2613-2616, October, 1987 https://doi.org/10.1149/1.2100253
  4. John L.B. Walker, High-Power GaAs FET Amplifiers, Artech House, 1992
  5. Woo-Suk Sul, Byeong-Ok Lim, Seong-Dae Lee, Dong-Hoon Shin, Sam-Dong Kim, Soon-Koo Kim, Yong-Hoh Kim and Jin-Koo Rhee, 'Stduies on the fabrication of 0.1 ${\mu}m$ ${\gamma}$-gate PHEMT's', Proceedings of ITC-CSCC '01, Tokushima, Japan, pp. 1017-1021, 2001
  6. 임병옥, 0.1 ${\mu}m$ ${\gamma}$ 게이트를 이용한 밀리미터파용 PHEMT 제작 및 특성에 관한 연구, 동국대학교 전자공학과 석사논문, 2001
  7. Jong-Lam Lee, Eun-A Moon, Jung-Woo Oh, Seong Wook Ryu and Hyung Mo Yoo 'Selective wet etching of GaAs on $Al_{0.24}Ga_{0.76}As for GaAs/Al_{0.21} Ga_{0.76} As /In_{0.22} Ga_{0.78}$ As PHEMT', IEEE Electronics Letters, Vol. 36, Issue 23, pp. 1974-1975, 9 Nov 2000 https://doi.org/10.1049/el:20001337
  8. 설우석, 이복형, 김성찬, 이성대, 김삼동, 신동훈, 이진구, 'Citric acid 조성 비율에 따른 식각 특성에 관한 연구', 대한 전자공학회 하계학술 대회, Vol. 2, No, 24, pp. 33-36, June, 2001
  9. 전병철, 윤용순, 박현창, 박형무, 이진구, '0.2 ${\mu}m$ Wide-Head T-Gate PHEMT 제작에 관한 연구', 대한 전자공학회 논문지, 제 39권, SD편, 제 1호, pp. 18-24, Jan, 2002
  10. Seong-Dae Lee, Sung-Chan Kim, Bok-Hyoung Lee, Woo-Suk Sul, Byeong-Ok Lim, Dan An,Yong-Soon Yoon, Sam-Dong Kim, Dong-Hoon Shin, Jon-Koo Rhee, 'Design and fabrication of the ${\mu}m$ ${\gamma}$--shaped gate PHEMT's for millimeter-waves', JKEES, vol. 1, no. 1, May 2001
  11. B.O. Lim, S.C. Kim, H.S. Kim, S.D. Lee, H.C. Park, and J.K.Rhee, 'Sub ${\mu}m$ asymmetric ${\gamma}$-gate PHEMT process using Electron beam lithography', 28th International Symposium on Compound Semiconductor(ISCS) Proceeding, pp. 48-49, 2001
  12. J.W. Shin, Y.S. Yoon, S.D. Lee, H.C. Park, and J.K. Rhee, 'Effects of He gas on hydrogen content and passivation of GaAs PHEMT with SiN films', 2000 Asia-Pacific Workshop on Fundamental and Application of Advanced Semicondutctor Devices(AWAD), pp. 121-124, 2000
  13. D. S. Park, H. C. Cho, Y. S. Chae and J. K. Rhee, 'A New Cold PHEMT' Equivalent Circuit for Extraction Extrinsic Resistance', 2000 Asia-Pacific Workshop on Fundamental and Application of Advanced Semiconductor Devices(AWAD), pp. 115-119, 2000
  14. Cheng T. Wang, Introduction to Semicondutor Technology : GaAs and Related Compounds, John Wiley & Sons, 1990
  15. Seong Dae Lee, Dan An, Hyung Moo Park, Hyun Chang Park, Sam Dong Kim, and Jin Koo Rhee, 'Analysis of characteristics of PHEMT's fabricated by gate recess methods', 2002 Asia-Pacific Workshop on Fundamental and Application of Advanced Semicondutcor Devices(AWAD), pp. 119-204, 2002