W-Band MMIC를 위한 T-형태 게이트 구조를 갖는 MHMET 소자 특성 (Characteristics of MHEMT Devices Having T-Shaped Gate Structure for W-Band MMIC)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 33권 / 2호 / 99 ~ 104페이지
· 저자명 : 이종민, 민병규, 장성재, 장우진, 윤형섭, 정현욱, 김성일, 강동민, 김완식, 정주용, 김종필, 서미희, 김소수

초록

본 연구에서 W-밴드 마이크로파 집적 회로 (MMICs) 제작을 위한 T 형 게이트 구조를 가지는 mHEMT 소자를 제작 하고 그 특성을 살펴보았다. MHEMT 디바이스를 제조하기 위해서, 게이트 금속 증착 전에 디바이스의 쇼트키 층을 에칭하는 리세스 프로세스를 적용하였으며, T-게이트 구조 형성을 위해서 3 중 포토 레지스트 필름을 사용하는 이빔 리소그래피가 사용되었다. W- 밴드 MMIC 설계에 사용할 수있는 특성을 확인하기 위해 제조 된 소자의 DC 및 RF 특성을 측정하였다. MHEMT 소자는 드레인 전류 밀도 747 mA/mm, 최대 트랜스 컨덕턴스 1.354 S/mm, 핀치 오프 전압 -0.42 V와 같은 DC 특성을 나타 내었다. 주파수 특성은 215 GHz의 차단 주파수와 260 GHz의 최대 발진 주파수 특성을 보였으며, W-대역 MMIC 설계 및 제작에 충분한 성능을 보였다. 또한 능동 및 수동 모델링을 수행하고 측정 결과와 비교하여 모델의 정확도를 평가하였다. 개발 된 mHEMT 및 모델은 W-밴드 MMIC 제작에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

영어초록

In this study, we fabricated a metamorphic high-electron-mobility transistor (mHEMT) device with a T-type gatestructure for the implementation of W-band monolithic microwave integrated circuits (MMICs) and investigated its characteristics. To fabricate the mHEMT device, a recess process for etching of its Schottky layer was applied before gate metal deposition, and an e-beam lithography using a triple photoresist film for the T-gate structure was employed. We measured DC and RF characteristics of the fabricated device to verify the characteristics that can be used in W-band MMIC design. The mHEMTdevice exhibited DC characteristics such as a drain current density of 747 mA/mm, maximum transconductance of 1.354 S/mm, and pinch-off voltage of -0.42 V. Concerning the frequency characteristics, the device showed a cutoff frequency of 215 GHz and maximum oscillation frequency of 260 GHz, which provide sufficient performance for W-band MMIC design and fabrication. In addition, active and passive modeling was performed and its accuracy was evaluated by comparing the measured results. The developed mHEMT and device models could be used for the fabrication of W-band MMICs.

참고자료

· 없음