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밀리미터파 응용을 위한 GaN-based FETs

전문가 제언: ○ mm파란 30~300GHz범위의 주파수를 말한다. 이는 통상 사용하지 않는 주파수대이지만 마이크로파대가 포화되어 가고 있어 급기야는 이 파대를 상업적으로 이용하려는 경향이 있다. 그러나 이 주파수대를 반도체로 발진하거나 전송하는 것이 대단히 어려울 뿐만 아니라 디바이스 제작이 비경제적이므로 보급은 지연되고 있다.

○ 그러나 mm파가 갖는 광학적인 특성과 전파적인 특성을 이용하는 특수 분야, 즉 군용 레이더나 비행기 이착륙 레이더 분야에서 많은 개발이 이루어지고 있다. 근래에는 60GHz대에서 자동차 충돌방지 장치로 개발하여 대형차에 보급하려는 경향이 있다. mm파대 디바이스들이 반도체화된다면 이러한 일은 쉽게 가속화될 것이다.

○ 고주파에 이용할 수 있는 AlGaN/GaN HFET제작과정의 증착에서 SiN로 표면을 불활성화하면 전자밀도가 증가한다. 이는 Si원자가 마치 도너(donor)처럼 활동하여 전자밀도를 증가시켜주는 것으로 알려져 있다. 여기에 더하여 전위 장벽을 낮추어 준다면 더욱 전자밀도는 증가할 것이다. 저자들은 장벽을 낮추는 방법으로 플라스마가 아닌 촉매법(Cat-CVD)을 사용하면 반도체 경계면에서 전자밀도(Ns)를 더욱 증가시킬 수 있음에 착안하고 이를 제안하고 있다.

○ 이러한 방법으로 만든 30-nm-gate AlGaN/CaN HFET는 차단주파수가 181GHz로 현재 자동차 충돌 방지 장치에 들어가는 60GHz 발진용으로 사용하기에 손색이 없다. 이러한 초고주파용 트랜지스터의 개발은 밀리미터파 응용에 대단한 활력소이다. 이러한 제작법이 국내에서도 많이 개발되어야 할 것이다.

저자: Masataka Higashiwaki, Takashi Mimura, Toshiaki Matsui
자료유형: 학술정보