mm파 전력소자 및 MMIC 전력증폭기에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

전력용 PM-HEMT 제작을 위해 단일채널구조와 이중채널구조를 갖는 에피층을 설계하였다 3층 레지스트 방식을 이용하여, 최적의 T-형 게이트를 공정을 연구하여 0.25㎛, 0.35㎛ 및 0.5㎛의 T-gate를 제작하였다 오믹향상 연구결과, AuGe/nNi/Au의 두께가 1100Å/250Å/1400Å일때 2~3×10^-6 Ω-㎠의 낮은 오믹 접촉 비저항을 얻었다. Air-bridge 공정으로 air-gap 두께 35 ㎛,air-bridge 금속 두께 2㎛, air-bridge 금속의 촉 5~60 ㎛ 및 air-bridge post 간격 25~200 ㎛ 범위에서 재현성 있게 air-bridge를 제작할 수 있었다 전력용 PM-HEMT 및 MMIC 전력증폭기의 특성 저하를 줄이기위한 Back side lapping 공정으로 약 600 um GaAs 기판을 30~100um 두께까지 균일하게 Lapping 할 수 있었으며, Back-side Via-Hole 공정에서는 Wet 에칭공정 및 RIE 공정을 각각수행 비교하여 응용가능성을 확인하였다
mm파 MMIC 전력증폭기의 특성저하를 최소로하면서 출력을 증가시키기 위해 2-way Willkinson 전력결합기/분배기를 이용하여 전력용 PM-HEMT를 연구하였다 MMIC 전력증폭기의 회로매칭을 위한 수동소자중 mm파 대역에서 이용가능한 집중소자 형태의 직사각형 나선 인덕터를 연구하여, MMIC 전력증폭기등의 제작에 응용가능함을 확인하였다.
제반 단위공정을 이용하여 전력용 PM-HEMT를 제작 및 측정하였다 제작된 0.35㎛ 전력용 PM-HEMT는 총 게이트폭이 0.33~0.9mm일 때, 포화전류는 75~240mA(205~310 mA/mm) 및 출력은 61~195mW(184-216 mW/mm)를 얻었으며, 12GHz에서 MAG는 11.4~148dB 및 S_21이득은 2.53~7.5dB와 21~41GHz의 차단주파수 및 35~70GHz의 최대 공진 주파수를 었었다 또한, 0.25㎛ 전력용 PM-HEMT는 총 게이트폭이 0.33~0.75mm일 때 포화전류는 58~145mA(170~230 mA/mm)이고 출력은 51~118 mW(150~180 mW/mm)를 얻었으며, 12GHz의 차단주파수와 24~27GHz의 최대 공진주파수를 었었다

목차 (Table of Contents)

• 초록문
• 1. 서론
• 2. mm파 MMIC를 위한 단위 공정연구
• 3. mm파 MMIC를 위한 수동소자 연구
• 4. mm파 전력용 PM-HEMT 제작 연구
• 5. 결론
• 6. 참고문헌