초록 ▼

□ 연구목표
▪ 고품질 질화붕소를 적용한 항공우주용 S-band급 내방사선 고주파 소자 개발
- 질화붕소를 적용한 질화갈륨 기반 내방사선 고주파 소자 제작 기술 확보
- 금속-유기 화학 기상 증착법을 활용한 육방정 질화붕소 성장 기술 확보
- 고주파 소자의 방사선 내성 평가 기술 확보

□ 연구(pilot study; small scale) 내용 및 결과
▪ 방사선 내성이 향상된 고주파 소자 제작 기술 확보
- 질화붕소 보호층이 적용된 S-band급 고주파 소자 공정기술 확보 및 시

□ 연구목표
▪ 고품질 질화붕소를 적용한 항공우주용 S-band급 내방사선 고주파 소자 개발
- 질화붕소를 적용한 질화갈륨 기반 내방사선 고주파 소자 제작 기술 확보
- 금속-유기 화학 기상 증착법을 활용한 육방정 질화붕소 성장 기술 확보
- 고주파 소자의 방사선 내성 평가 기술 확보

□ 연구(pilot study; small scale) 내용 및 결과
▪ 방사선 내성이 향상된 고주파 소자 제작 기술 확보
- 질화붕소 보호층이 적용된 S-band급 고주파 소자 공정기술 확보 및 시제품 제작 완료
- 방사선 조사 전: 차단주파수/최대발진주파수 = 28/88 GHz
- 방사선 조사 후 (양성자): 차단주파수/최대발진주파수 = 27/60 GHz
- 방사선 조사 후 (감마선): 차단주파수/최대발진주파수 = 26/84 GHz
- 게이트 길이 = 0.36 ㎛
▪ 고주파 소자에 적용하기 위한 고품질·웨이퍼 스케일 질화붕소 성장 기술 확보
- MOCVD 성장 메커니즘 탐구를 통한 고품질·2인치 웨이퍼 스케일 질화붕소 성장 조건 확립
- 방사선 내성 향상을 위한 고주파 소자용 기판상에 질화붕소 연속 in-situ 성장 기술 확보
- Raman 반치폭 = 35 cm^-1, 표면 RMS roughness = 0.43 nm 두께편차 < 5%, 문턱전압 변화 = 0.06 V
▪ 항공우주용 고주파 소자의 방사선 내성 평가 기술 확보
- 전자부품에 대한 우주방사선 영향 평가 문헌 및 기술정보 수집
- 전자부품에 대한 방사선 영향 평가 기술분석보고서 확보
- 소재 및 고주파 소자의 방사선 내성 평가(감마선, 양성자) 및 특성 분석

□ 결과활용
▪ 주요 연구결과 및 연구결과의 중요성
- 세계 최초로 질화갈륨 기반 고주파 소자의 방사선 저항성 향상을 위해 내방사선 보호층 소재인 육방정 질화붕소 박막을 고주파 소자의 보호층으로 사용하기 위한 연구를 진행
- 고주파 소자의 핵심 물질로 여겨지고 있는 질화물 ternary alloy (Al_xGa_1-xN) 박막상에 내방사선 소재인 질화붕소의 웨이퍼 규모 대면적 성장에 세계 최초로 성공
- 세계 최초로 웨이퍼 규모의 질화붕소 보호층을 적용한 질화갈륨 기반 고주파 소자 제작 기술 확보 및 시제품 제작을 완료
▪ 국가과학기술연구회 융합연구사업으로 확대 추진
- 연구목표: X-/Ku-band급 내방사선 MMIC 및 송수신 모듈 국산화 기반 기술 개발
- 연구내용: 내방사선 질화갈륨 기반 고주파 에피 및 보호층 소재 개발
X-/Ku-band급 내방사선 고주파 소자 설계 및 제작 기술 개발
방사선에 의한 고주파 소자의 열화 및 오동작을 보상할 수 있는 회로가 포함된 MMIC 설계 및 공정 기술 개발
방사선 차폐 기술이 적용된 송수신 모듈 패키징 기술 개발
내방사선 소자, MMIC 및 송수신 모듈에 대한 방사선 영향 평가 절차 및 기반 기술 확보
▪ 내방사선 소재, 소자, 회로, 패키징, 방사선 영향 평가 분야의 전문연구기관들이 참여하는 유기적이고 체계적인 내방사선 고주파 소자 연구를 진행하고 이를 활용하여 MMIC 및 송수신 모듈 국산화를 실현

(출처 : 보고서 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 제출서 ... 2
• 선행융합연구사업 최종보고서 ... 3
• 보고서 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구 개요 ... 7
• 1-1. 연구 필요성 ... 7
• 1-2. 연구 목표 및 내용 ... 14
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 2-1. 총괄 연구내용 및 결과 ... 15
• 2-2. 세부과제별 연구내용 및 결과 ... 20
• 2-3. 연구 성과 ... 56
• 3. 연구 결과의 중요성 ... 60
• 4. 향후 계획 ... 63
• 5. 융합연구 생태계 조성 ... 65
• 5-1. 융합연구 추진체계 ... 65
• 5-2. 융합연구 추진실적 ... 68
• 6. 연구비 집행실적 ... 69
• 7. 참고문헌 ... 70
• 첨부1 연구성과 ... 71
• 끝페이지 ... 78