초록 ▼

방위 산업 시장의 지속적인 성장과 더불어 무선 통신 시장의 폭발적인 성장으로 인하여 마이크로파 트랜지스터는 산업 전반에 걸쳐 그 중요도가 크게 높아지고 있으며 성능 향상에 대한 요구가 증대되고 있다. 개인 이동 통신 분야에서 차세대 휴대 단말기는 보다 광대역과 고효율의 특성이 필요하다. 위성 통신 분야와 방송분야에서는 고주파 동작 과 더불어 최종 사용자의 안테나 사이즈의 소형화를 위하여 고전력 특성 또한 요구되고 있다. 지속적인 속도와 데이타 전송율의 증가로 인하여 광대역 무선 인터넷 통신 분야 역시 위에 언급한 특성들의 확보가 필

방위 산업 시장의 지속적인 성장과 더불어 무선 통신 시장의 폭발적인 성장으로 인하여 마이크로파 트랜지스터는 산업 전반에 걸쳐 그 중요도가 크게 높아지고 있으며 성능 향상에 대한 요구가 증대되고 있다. 개인 이동 통신 분야에서 차세대 휴대 단말기는 보다 광대역과 고효율의 특성이 필요하다. 위성 통신 분야와 방송분야에서는 고주파 동작 과 더불어 최종 사용자의 안테나 사이즈의 소형화를 위하여 고전력 특성 또한 요구되고 있다. 지속적인 속도와 데이타 전송율의 증가로 인하여 광대역 무선 인터넷 통신 분야 역시 위에 언급한 특성들의 확보가 필수적이다. 이러한 시대적 요구에 대비하기 위하여 Si/SiGe, GaAs, SiC, 그리고 GaN 등 다양한 반도체를 이용한 고성능 마이크로파 트랜지스터와 증폭기의 개발이 활발히 진행되어 왔다. 다양한 반도체들의 전력 및 주파수 특성의 비교를 위해 주요 물질 특성과 Johnson 성능지수 (figure of merit)를 표1에 요약하였다. Johnson 성능지수는 다양한 반도체들의 고주파 및 고전력 특성의 한계를 비교할수 있는 지수이다.
고주파 고전력 특성을 구현하기 위하여 높은 항복 전압과 높은 전자 이동도를 갖는 반도체가 필요하다. 이러한 관점에서 넓은 에너지 밴드를 갖는 GaN나 SiC가 유리하다. 넓은 에너지 밴드로 인하여 밴드간 impact ionization을 일으키는 전계(electric field)가 높아져 높은 항복 전압(breakdown voltage)을 갖게 된다. 또한 GaN는 이종접합의 구현이 가능하여 이종접합 트랜지스터를 제작할수 있고 높은 채널 전자 농도와 전자 이동도(electron mobility)를 실현할수 있다. 높은 채널 전자 농도와 전자이동도를 이용하여 고전류 밀도와 고주파 동작이 가능한 소자가 제작될수 있다. 또한 GaN는 고온에서의 안정성과 낮은 잡음 특성을 가지고 있다. 증폭기 관점에서 볼때 높은 출력 전력 밀도를 갖는 GaN 기반 증폭기는 기존의 Si 이나 GaAs 증폭기 대비 작은 크기로 동일 출력을 만들수 있고 작은 크기로 인한 높은 임피던스(impedance) 특성은 증폭기의 loss matching에 매우 유리하다.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서(초록) ... 2
• 주요 연구성과 ... 5
• 목차 ... 8
• 제1장 서론 ... 9
• 제1절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 9
• 제2절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 13
• 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 14
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ... 16
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 16
• 제2절 단계 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제3절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 17
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 18
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 18
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 39
• 제3절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 40
• 부록 ... 43
• 1. 참고문헌 ... 43
• 2. 전산 모사 인풋 파일 예제 ... 45
• 3. 전산 모사 주요 모델 파라미터 ... 50
• 끝페이지 ... 51