초록 ▼

본 연구는 40 GHz 3차원 초고주파 다층 회로 셀 라이브러리를 구축하는 것으로, 1단계 연구를 성공적으로 수행하여 초고주파 다층회로 집적화의 요소 기술인
- MMIC 설계 기술
- 40 GHz 초고주파 3차원 다층회로 제작 공정 및 설계 기술
- 40 GHz 3차원 전송소자 셀 라이브러리 기술을 확보하였음.
● 1단계 연구에 있어서 핵심 원천 기술은 주변회로와 isolation되고, parasitics이 적은 수동소자 및 전송소자를 설계 제작하는 것으로서,
- 독창적으로 air cavity 구조의 소자

본 연구는 40 GHz 3차원 초고주파 다층 회로 셀 라이브러리를 구축하는 것으로, 1단계 연구를 성공적으로 수행하여 초고주파 다층회로 집적화의 요소 기술인
- MMIC 설계 기술
- 40 GHz 초고주파 3차원 다층회로 제작 공정 및 설계 기술
- 40 GHz 3차원 전송소자 셀 라이브러리 기술을 확보하였음.
● 1단계 연구에 있어서 핵심 원천 기술은 주변회로와 isolation되고, parasitics이 적은 수동소자 및 전송소자를 설계 제작하는 것으로서,
- 독창적으로 air cavity 구조의 소자를 창출하였고, 아울러서
- perforated ground로 shielded device를 구현함.
● 특히 air cavity 구조 소자는, 비 유전율이 낮은 공기가 전송선의 dielectric loss를 획기적으로 감소시크는 특성을 활용하는 본 연구의 독창적 연구 산물로써,
- 전송특성이 획기적으로 개선된 air cavity가 집적된 Microstrip line과 Stripline을 구현하고,
- Conductor-backed CPW의 ground에서 발생하는 parallel plate leakage (PPL)을 억제시키는 독창적인 기술로써 2단계 연구에 개발되는 밀리미터파용 수동소자의 원천기술로 활용될 것임.
● 병렬구조의 고효율 전력증폭기 MMIC 기술은 전체 평균 효율을 300% 이상 향상시킬 수 잇으며, 전류 injection방법과 bypass방법을 이용하여 그 전체 평균 효율이 40% 이상 개선되어, 고효율 전력증폭기의 제작이 가능함.
● Shunt 커패시터를 이용한 base bias predistortion의 3가지 선형화 기법은 그 구조가 간단하면서도 선형성 개선효과가 탁월하여, 단말기용 고선형 전력증폭기의 제작이 가능함.
● 이상의 1단계 연구로 초고주파 다층회로 집적화의 핵심 기술인 MMIC 설계 기술, 40 GHz 3차원 다층회로 공정기술 및 셀 라이브러리 기술을 확보함으로써 국내외적인 3차원 다층회로 연구거점을 확보하였음.

Abstract ▼

1st year (2001) 1. 40GHz three dimension integration circuit fabrication process construction (1) Research on low loss dielectric multi-layer process - Research on 40 GHz low dielectric multilayer process - Unit device structure design to maximize space density and suppress mutual interference (2) D

1st year (2001) 1. 40GHz three dimension integration circuit fabrication process construction (1) Research on low loss dielectric multi-layer process - Research on 40 GHz low dielectric multilayer process - Unit device structure design to maximize space density and suppress mutual interference (2) Development for the technology of 40 GHz transmission line and via process - evaluation of meshed ground effect (3) Design rule establishment for three dimension structure - Design rule for 3D multi-layer circuits 2. transmission device design and evaluation (1) Design and implementation of ground structure - design/simulation of meshed ground structure (2) transmission line and transition EM analysis and implementation - CPW/Stripline and son on transmission line design and evaluation - transmission line transition structure optimization - MMIC design research (3) EM simulation and evaluation of vertical via - Vertical via structure design and evaluation - transmission line-vertical via EM simulation and evaluation 2nd year (2002) 1. Ground structure design (1) Ground structure implementation - Ground structure implementation by optimization 2. Development of 40 GHz transmission device Library (1) Optimization and implementation of equivalent circuit of transmission line and transition - transmission line shape conversion technique research - transmission line fabrication and implementation of equivalent circuit (2) Optimization and making an equipvalent circuit of vertical via - Reflection characteristic modeling of signal transmission path intersection point - Vertical via fabrication and making an equivalent circuit 2. MMIC design (1) RF MMIC design for 3D integration (2) Optical MMIC design for 3D integration 3rd year (2003) 40 GHz EM device design and implementation (1) 40 GHz Coupler, Resonator, Filter design and EM simulation - coupled line, integration filter structure design and simulation - Research on MMIC design (2) Coupler, Resonator, Filter implementation and making an equivalent circuit - htybrid coupler, integration filter minimization, multilayer research - hybrid coupler, integration filter, measurement and making an equivalent circuit 4th year (2004) EM device cell library and function circuit implementation (1) EM device cell library implementation - 40 GHz Coupler, Resonator, Filter fabrication - MMIC design research (2) Modulator의 design and EM simulation - Modulator structure optimization and microwave characteristic analysis (3) Modulator implementation and evaluation - Modulator minimization, multilayer research - Modulator measurement and evaluation 5th year (2005) 3D implementation of 4G mobile communication handset microwave power amplifier (1) Microwave RF circuit and MMIC design - 4G mobile communication handset power amplifier MMIC design - MMIC design and implemenatation depending on application (2) 3D implementation of 4G handset microwave power amplifier - Transistor high level equivalent circuit modeling technique of mounted MMIC chip and macromodeling including interface circuit of module - Monolithic integration module development up to state-of-the-art level

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...12
• CONTENTS...20
• 목차...24
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...28
• 제 1 절 연구개발의 목적...28
• 제 2 절 연구개발의 필요성...28
• 1. 기술적 측면...28
• 2. 경제.산업적 측면...30
• 3. 사회.문화적 측면...31
• 제 3 절 연구개발 목표 및 내용...32
• 1. 연구개발의 최종목표...32
• 2. 단계별/연차별 연구개발 목표 및 내용...33
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...36
• 제 1 절 국내의 기술동향 및 수준...36
• 제 2 절 국외의 기술동향 및 수준...37
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...39
• 제 1 절 3차원 다층회로 연구...39
• 1. 40 GHz 저손실 다층회로 공정연구...39
• 2. Air cavity를 이용한 저 손실 전송선 연구...44
• 3. 3차원 다층회로 셀 라이브러리 연구...53
• 4. Ground 구조 연구...68
• 5. Air cavity를 이용한 CPW 구조에서 parallel plate leakege (PPL) 억제 연구...71
• 6. 기타 연구 성과...74
• 제 2 절 초고주파 전력증폭기 MMIC 설계 연구...81
• 1. 고선형 전력증폭기 기술...81
• 2. 고효율 전력증폭기 기술...85
• 3. 다중대역/다중모드 전력증폭기 기술...96
• 4. 온도 및 전압 변화에 대한 안정화 기술...100
• 5. 5GHz 대역 WLAN용 전력증폭기...105
• 제 3 절 광통신용 초고속 데이터 통신 수신단 회로 설계...107
• 1. 이론적, 실험적 접근방법...107
• 2. 연구결과...108
• 제 4 절 MMIC Behavioral Modeling 연구 (위탁과제)...122
• 1. 점근선 기법...123
• 2. 인공신경망 기법...123
• 3. Behavioral model 생성...124
• 4. Behavioral model을 이용한 MMIC 전력증폭기 비선형 특성 시뮬레이션...124
• 5. 연구결과...126
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...131
• 제 1 절 목표 달성도...131
• 1. 총괄 연구목표 달성도...132
• 2. 3차원 다층회로 연구...133
• 3. MMIC 연구...135
• 4. 추가 연구결과...136
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...136
• 1. 3차원 다층회로 연구...136
• 2. MMIC 전력증폭기...137
• 3. 초고속 광통신용 MMIC 연구...137
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...138
• 제 1 절 3차원 다층회로 연구결과 활용계획...138
• 1. 저 손실 초고주파 3차원 다층회로 제작 및 셀 라이브러리 기술...138
• 2. 초고주파 3차원 다층회로 셀 라이브러리 기술...138
• 3. Air cavity를 이용한 초고주파 3차원 다층회로 개발 기술...139
• 제 2 절 MMIC 연구결과 활용계획...139
• 1. 고효율 MMIC 전력증폭기...139
• 2. 고선형 MMIC 전력증폭기...140
• 3. 광 MMIC 기술...140
• 제 6 장 해외과학기술 정보...141
• 제 1 절 3차원 다층회로 연구분야...141
• 제 2 절 MMIC 연구분야...143
• 제 3 절 광통신 MMIC 연구분야...144
• 제 7 장 참고문헌...145