• 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.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제10권4호
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• pp.107-112
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• 2011

This paper is for improving the RF frequency performance of a fabricated 100nm ${\Gamma}$-gate MHEMT, scaling down vertically for the epitaxy-structure layers of the device. Hydrodynamic simulation parameters are calibrated for the fabricated MHEMT with the modulation-doped $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}$As heterostructure grown on the GaAs substrate. With these calibrated parameters, simulations for the vertically-scaled epitaxial layers of the device are performed and analyzed for DC/RF characteristics, including the quantization effect due to the thickness reduction of InGaAs channel layer. A newly designed epitaxy-structure device shows higher extrinsic transconductance, $g_m$ of 1.556 S/mm, and higher frequency performance, $f_T$ of 222.5 GHz and $f_{max}$ of 849.6 GHz.

• ETRI Journal
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• 제27권6호
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• pp.685-690
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• 2005

DC and RF characteristics of $0.15{\mu}m$ GaAs power metamorphic high electron mobility transistors (MHEMT) have been investigated. The $0.15{\mu}m{\times}100{\mu}m$ MHEMT device shows a drain saturation current of 480 mA/mm, an extrinsic transconductance of 830 mS/mm, and a threshold voltage of -0.65 V. Uniformities of the threshold voltage and the maximum extrinsic transconductance across a 4-inch wafer were 8.3% and 5.1%, respectively. The obtained cut-off frequency and maximum frequency of oscillation are 141 GHz and 243 GHz, respectively. The $8{\times}50{\mu}m$ MHEMT device shows 33.2% power-added efficiency, an 18.1 dB power gain, and a 28.2 mW output power. A very low minimum noise figure of 0.79 dB and an associated gain of 10.56 dB at 26 GHz are obtained for the power MHEMT with an indium content of 53% in the InGaAs channel. This excellent noise characteristic is attributed to the drastic reduction of gate resistance by the T-shaped gate with a wide head and improved device performance. This power MHEMT technology can be used toward 77 GHz band applications.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.751-754
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• 2003

Metamorphic HEMTs (MHEMTs) have emerged as excellent challenges for the design and fabrication of high-speed HEMTs for millimeter-wave applications. Some of improvements result from improved mobility and larger conduction band discontinuity in the channel, leading to more efficient modulation doping, better confinement, and better device performance compared with pseudomorphic HEMTs. We have studied the calibration on the DC and RF characteristics of the MHEMT device using I $n_{0.53}$G $a_{0.47}$As/I $n_{0.52}$A1$_{0.48}$As modulation-doped heterostructure on the GaAs wafer. For the optimized device performance simulation, we calibrated the device performance of 0.1-${\mu}{\textrm}{m}$ $\Gamma$-gate MHEMT fabricated in our research center using the 2D ISE-DESSIS device simulator. With this calibrated parameter set, we have obtained very good reproducibility. The device simulation on the DC and RF characteristics exhibits good reproducibility for our 0.1-${\mu}{\textrm}{m}$ -gate MHEMT device compared with the measurements. We expect that our calibration result can help design over-100-GHz MHEMT devices for better device performance.ormance.

• 한국진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.335-340
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• 2013

본 논문은 InP 식각정지층을 갖는 MHEMT 소자의 항복전압을 증가시키기 위한 시뮬레이션 설계 논문이다. MHEMT 소자의 게이트 리세스 구조 및 채널 구조를 변경하여 시뮬레이션을 수행하였고 비교 분석하였다. MHEMT 소자의 드레인 측만을 완전히 제거한 비대칭 게이트 리세스 구조인 경우 $I_{dss}$ 전류가 90 mA에서 60 mA로 줄어들지만 항복 전압은 2 V에서 4 V로 증가함을 확인하였다. 이는 $Si_3N_4$ 보호층과 InAlAs 장벽층 사이의 계면에서 형성되는 전자-포획 음의 고정전하로 인해 채널층에서의 전자 공핍이 심화되어 나타나는 현상으로 이는 채널층의 전류를 감소시켜 충돌이온화를 적게 형성시켜 항복전압을 증가시킨다. 또한, 동일한 구조의 비대칭 게이트 리세스 구조에서 채널층을 InGaAs/InP 복합 채널로 바꾸어 설계한 구조에서는 항복전압이 5 V로 증가하였다. 이는 높은 드레인 전압에서 InP 층의 적은 충돌이온화와 이동도로 인해 전류가 더 감소했기 때문이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권8호
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• pp.105-111
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• 2004

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서 고이득과 광대역 특성을 갖는 MHEMT(Metamorphic High Electron Mobility Transistor) cascode 증폭기를 설계 및 제작하였다. Cascode 증폭기 제작을 위해 0.1 ㎛ InGaAs/InAlAs/GaAs MHEMT를 설계ㆍ제작하였다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 640 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(gm)는 653 mS/mm를 얻었으며, 주파수 특성으로 f/sub T/는 173 GHz, f/sub max/는 271 GHz의 우수한 특성을 나타내었다. Cascode 증폭기는 CPW 전송선로를 이용하여 광대역 특성을 얻을 수 있도록 정합회로를 설계하였으며, 1단과 2단 증폭기의 2가지 종류로 회로를 설계하였다. 설계된 증폭기는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 제작된 cascode 증폭기의 측정결과, 1단 증폭기는 3 dB 대역폭이 31.3∼68.3 GHz로 37 GHz의 넓은 대역 특성을 얻었으며, 대역내에서 평균 9.7 dB 및 40 GHz에서 최대 11.3 dB의 S21 이득 특성을 나타내었다. Cascode 2단 증폭기는, 3 dB 대역폭이 32.5∼62.0 GHz로 29.5 GHz의 대역폭과 대역내에서 평균 20.4 dB 및 36.5 GHz에서 최대 22.3 dB의 높은 이득 특성을 얻었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제12권4호
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• pp.21-25
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• 2013

This paper is for enhancing the breakdown voltage of MHEMTs with an InP-etchstop layer. The fully removed recess structure in the drain side of MHEMT shows that the breakdown voltage enhances from 2 V to 4 V in the previous work. This is because the surface effect at the drain side decreases the channel current and the impact ionization in the channel at high drain voltage. In order to increase the breakdown voltage at the same asymmetric gate-recess structure, the InGaAs channel structure is replaced with the InGaAs/InP composite channel in the simulation. The simulation results with InGaAs/InP channel show that the breakdown voltage increases to 6V in the MHEMT as the current decreases. In this paper, the simulation results for the InGaAs/InP channel are shown and analyzed for the InGaAs/InP composite channel in the MHEMT.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.599-602
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• 2005

In this paper, we have performed a study that modifies the CPW Pad configurations to improve an $f_{max}$ characteristic of metamorphic HEMT. To analyze the CPW Pad structures of MHEMT, we use the ADS momentum simulator developed by $Agilent^{TM}$. Comparing the employed structure (G/W = 40/100 m), the optimized structure (G/W = 20/25 m) of CPW MHEMT shows the increased $S_{21}$ by 2.5 dB, which is one of the dominant parameters influencing the $f_{max}$ of MHEMT. To compare the performances of optimized MHEMT with the employed MHEMT, DC and RF characteristics of the fabricated MHEMT were measured. In the case of optimized CPW MHEMT, the measured saturated drain current density and transconductance $(g_m)$ were 693 mA/mm and 647 mS/mm, respectively. RF measurements were performed in a frequency range of $0.1{\sim}110$ GHz. A high $S_{21}$ gain of 5.5 dB is shown at a millimeter-wave frequency of 110 GHz. Two kinds of RF gains, $h_{21}$ and maximum available gain (MAG), versus the frequency, and a cut-off frequency ($f_t$) of ${\sim}154$ GHz and a maximum frequency of oscillation ($f_{max}$) of ${\sim}358$ GHz are obtained, respectively, from the extrapolation of the RF gains for a device biased at a peak transconductance. An optimized CPW MHEMT structure is one of the first reports among fabricated 0.1 m gate length MHEMTs.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.637-641
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• 2006

본 논문에서는 100 nm 게이트 길이를 갖는 InGaAs/InAlAs/GaAs MHEMT(metamorphic high electron mobility transistors)m의 DC와 RF 특성을 분석 하였다. 이중 노광 방법으로 ZEP520/P(MMA-MAA)/PMMA 3층 구조의 레지스터와 게이트 길이 100 nm인 게이트를 제작하였다. 게이트의 단위 폭이 $70\;{\mu}m$인 2개의 게이트와 길이가 100 nm로 제작된 MHEMT를 DC 및 RF특성을 조사하였다. 최대 드레인 전류 밀도는 465 mA/mm, 상호전달 컨덕턴스는 844 mS/mm이, RF 측정으로부터 전류 이득 차단 주파수는 192 GHz와 최대 진동주파수 310 GHz인 특성을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권12호
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• pp.1-6
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• 2007

본 논문에서 기존에 사용하고 있는 metamorphic high electron transistor (MHEMT)의 채널에 InP를 추가하여 제작 하였다. InP는 In0.53Ga0.47As와 비교하여 낮은 충돌 이온화 계수를 가지고 있다. 그런 특성을 MHEMT의 문제점 중의 하나인 낮은 항복전압의 개선에 이용하였다. 우리는 기존의 MHEMT와 InP 합성 채널 MHEMT의 항복 특성과 주파수 특성을 비교 하였다. 본 논문에서 InP 합성 채널 MHEMT의 on-state와 off-state 항복전압이 각각 2.4와 5.7 V가 측정 되었고 또한 cut-off 주파수와 maximum oscillation 주파수는 각각 160 GHz와 230 GHz가 측정 되었다. 위의 결과는 InP 합성 채널 MHEMT가 밀리미터파 대역의 전력용 소자에 이용되는데 큰 장점을 갖는 소자임을 알 수 있다.