• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.162-162
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• 1999

초고주파 집적회로의 핵심소자로 각광을 받고 있는 GaAs MESFET(MEtal-emiconductor)은 게이트 형성 공정이 가장 중요하며, WNx 내화금속을 이용한 planar 게이트 구조의 경우 임계전압(Vth:threshold voltage)의 균일도가 우수할 뿐만 아니라 특히 Side-wall을 이용한 self-align 게이트는 소오스 저항을 줄일 수 있어 고성능의 소자 제작을 가능하게 한다.(1) 본 연구의 핵심이 되는 Side-wall을 형성하기 위하여 PECVD법에 의한 SiOx 박막을 증착하고, 건식식각법을 이용하여 SiOx side-wall을 형성하였다. 이 공정을 이용하여 소오스 저항이 낮고 임계전압의 균일도가 우수한 고성능의 self-aligned gate MESFET을 제작하였다. 3inch GaAs 기판상에 이온주입법에 의한 채널 형성, d.c. 스퍼터링법에 의한 WNx 증착, PECVD법에 의한 SiOx 증착, MERIE(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etcing)에 의한 Side-wall 형성, LDD(Lightly Doped Drain)와 N+ 이온주입, 그리고 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 사용하여 활성화 공정을 수행하였다. 채널은 40keV, 4312/cm2로, LDD는 50keV, 8e12/cm2로 이온주입하였고, 4000A의 SiOx를 증착한 후 2500A의 Side-wall을 형성하였다. 옴익 접촉은 AuGe/Ni/Au 합금을 이용하였고, 소자의 최종 Passivation은 SiNx 박막을 이용하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 hp4145B parameter analyzer를 이용한 전압-전류 측정을 통하여 평가하였다. Side-wall 형성은 0.3$\mu\textrm{m}$ 이상의 패턴크기에서 수직으로 잘 형성되었고, 본 연궁에서는 게이트 길이가 0.5$\mu\textrm{m}$인 MESFET을 제작하였다. d.c. 특성 측정 결과 Vds=2.0V에서 임계전압은 -0.78V, 트랜스컨덕턴스는 354mS/mm, 그리고 포화전류는 171mA/mm로 평가되었다. 특히 본 연구에서 개발된 트랜지스터의 게이트 전압 변화에 따른 균일한 트랜스 컨덕턴스의 특성은 RF 소자로 사용할 때 마이크로 웨이브의 왜곡특성을 없애주기 때문에 균일한 신호의 전달을 가능하게 한다. 0.5$\mu\textrm{m}$$\times$100$\mu\textrm{m}$ 게이트 MESFET을 이용한 S-parameter 측정과 Curve fitting 으로부터 차단주파수 fT는 40GHz 이상으로 평가되었고, 특히 균일한 트랜스컨덕턴스의 경향과 함께 차단주파수 역시 게이트 바이어스, 즉 소오스-드레스인 전류의 변화에 따라 균일한 값을 보였다. 본 연구에서 개발된 Side-wall 공정은 게이트 길이가 0.3$\mu\textrm{m}$까지 작은 경우에도 사용가능하며, WNx self-align gate MEESFET은 낮은 소오스저항, 균일한 임계전압 특성, 그리고 높고 균일한 트랜스 컨덕턴스 특성으로 HHP(Hend-Held Phone) 및 PCS(Personal communication System)와 같은 이동 통신용 단말기의 MMICs(Monolithic Microwave Integrates Circuits)의 제작에 활용될 것으로 기대된다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.9
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• pp.936-943
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• 2013

This work presents the design and measured results of the single channel automotive radar system for 76.5~77 GHz long range FMCW radar applications. The transmitter uses a commercial GaAs monolithic microwave integrated circuit(MMIC) and the receiver uses the down converter designed using 65 nm CMOS process. The output power of the transmitter is 10 dBm. The down converter chip can operate at low LO power as -8 dBm which is easily supplied from the transmitter output using a coupled line coupler. All MMICs are mounted on an aluminum jig which embeds the WR-10 waveguide. A microstrip to waveguide transition is designed to feed the embedded waveguide and finally high gain horn antennas. The overall size of the fabricated radar system is $80mm{\times}61mm{\times}21mm$. The radar system achieved an output power of 10 dBm, phase noise of -94 dBc/Hz at 1 MHz offset and a conversion gain of 12 dB.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.22 no.3
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• pp.389-398
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• 2011

In this paper, the design and fabrication of a transmit/receive(T/R) module for Ka-band phased array radar is presented. A 5bit digital phase shifter and digital attenuator were used in common for both transmitter and receiver considering unique Ka-band characteristic. The circulator was excluded in the T/R module and was placed outside T/R module. The transmitting power per element antenna is designed to be about 1 W and the noise figure is designed to be below 8 dB. The designed T/R module RF part has a compact size of $5\;mm{\times}4\;mm{\times}57\;mm$. In order to implement the T/R module, MMICs used in T/R module was separately assessed before assembly of the designed T/R module. The transmitter of the fabricated T/R module shows about 1 W at 5 dBm unit module input power and the receiver shows a gain of about 20 dB and a noise figure of below 8 dB as expected in the design stage.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.30 no.4
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• pp.282-285
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• 2019

A 100-nm gate-length metamorphic high electron mobility transistor(mHEMT) with a T-shaped gate was fabricated using a two-step gate recess and characterized for DC and microwave performance. The mHEMT device exhibited DC output characteristics having drain current($I_{dss}$), an extrinsic transconductance($g_m$) of 1,090 mS/mm and a threshold voltage($V_{th}$) of -0.65 V. The $f_T$ and $f_{max}$ obtained for the 100-nm mHEMT device were 190 and 260 GHz, respectively. The developed mHEMT will be applied in fabricating W-band monolithic microwave integrated circuits(MMICs).