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제안 방법
- RF 주파수 특성과 더불어 파워 소자로서의 항복 특성을 시뮬레이션 분석하였다. Hydrodynamic 시뮬레이션에서 충돌이온화(impact ionization) 생성 전류를 통해 애벌런치 (avalanche) 항복 특성을 시뮬레이션하여 분석하였다[6, 7], DESSIS 시뮬레이터의 충돌 이온화 모델 중 van Overstraeten-de Man 모델을 사용하였고, 인듐 몰성분 변화에 따른 충돌이온화 계수에 대한 선형 보간 파라미터 값을 제안 적용하였다[1, 2],
- 일반적으로 HEMT는 우수한 이동도로 인해 대전류를 흘릴 수 있지만 Ir正-기반이나 GaAs-기반 HEMT 소자들은 On- 상태 항복전압이 2~3V 이내로 제약이 크다. RF 주파수 특성과 더불어 파워 소자로서의 항복 특성을 시뮬레이션 분석하였다. Hydrodynamic 시뮬레이션에서 충돌이온화(impact ionization) 생성 전류를 통해 애벌런치 (avalanche) 항복 특성을 시뮬레이션하여 분석하였다[6, 7], DESSIS 시뮬레이터의 충돌 이온화 모델 중 van Overstraeten-de Man 모델을 사용하였고, 인듐 몰성분 변화에 따른 충돌이온화 계수에 대한 선형 보간 파라미터 값을 제안 적용하였다[1, 2],
- 계산의 효율성과 정확성을 고려하여 ISE사의 소자 시뮬레이터 DESSIS의 시뮬레이션 모델을 사용하여 HEMT소자 시뮬레이션을 수행하였고, 제작된 소자에 대해 시뮬레이션 파라미터 보정 작업을 수행하였다. HEMT 소자 시뮬레이션을 위해 고려된 기본적이고 중요한 모델들을 아래에 정리하여 나타내었다.
- 1 ㎛「-게이트 MHEMT 특성에 대해 ISE사의 DESSIS 시뮬레이터를 이용하였고, RF 소신호 주파수 특성 예측을 위해 SPICE 소신호 등가 회로를 구성하여 주파수 특성을 수행하였다[1, 2], RF 소신호 주파수 특성 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하여 보이고 이를 통해 RF 소신호 주파수 특성을 예측하고 분석하였다. 또한 채널의 인듐(In) 구성비에 따른 파라미터 계수에 대한 선형 보간 값을 제안 적용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 발표된 RF 소신호 주파수 특성 경향과 비교 분석하였다[3, 4, 5],
- 밀리미터파 응용 시스템 설계를 위한 AdHEMT 소자들의 DC 특성 및 RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하고 측정 데이터와 비교하여 분석하였다. DC 및 RF 특성인 Idss, 範max, BVon, BVoff, #를 측정 데이터와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다.
- 본 논문에서는 제작된 0.1 ㎛「-게이트 MHEMT 특성에 대해 ISE사의 DESSIS 시뮬레이터를 이용하였고, RF 소신호 주파수 특성 예측을 위해 SPICE 소신호 등가 회로를 구성하여 주파수 특성을 수행하였다[1, 2], RF 소신호 주파수 특성 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하여 보이고 이를 통해 RF 소신호 주파수 특성을 예측하고 분석하였다. 또한 채널의 인듐(In) 구성비에 따른 파라미터 계수에 대한 선형 보간 값을 제안 적용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 발표된 RF 소신호 주파수 특성 경향과 비교 분석하였다[3, 4, 5],
- 시뮬레이션의 신뢰성을 확보하기 위하여 MHEMT 소자에 대해 파라미터 보정 시뮬레이 션을 수행하여 그림 3, 4 및 표 1에서 보는 바와 같이 측정 데이터 및 이전 파라미터 보정 결과에 비하여 매우 잘 일치하는 RF/DC 특성 결과를 얻었다[3, 4],
- 위 기본적인 모델들 이외에 게이트 싱크(sink) 및 SisNVlnAlAs 계면에 형성되는 깊은 준위 억셉터 트랩, 400nm InAlAs 버퍼 층 및 메타몰픽 버퍼층의 도너 트랩을 포함하여 시뮬레이션을 수행하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션 결과의 타당성을 확보하기 위하여 시뮬레이션 파라미터 보정 결과를 아래 분석을 다루는 장에서 보일 것이다[1].
- 이러한 실험 연구들의 단점은 HEMT 특성에 영향을 주는 상호 관련 요인들의 관련성을 정확하게 파악하는 데는 한계가 있는 것이 사실이고, 이를 극복하기 위한 대안 연구가 시뮬레이션을 통한 DC/RF 특성 분석이다.
데이터처리
- 5V로 바이어스 포인트 변화에 대해 계산하여 동시에 나타내었다. 시뮬레이션 결과로서의 fT와 fmax는 각각두 개의 시뮬레이션 결과 중 측정 데이터와 차이가 적은 값을 읽어 표 1에 표시하고 비교하였다[3, 4],
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