일반기술

음성미분저항 억제용 부정합 고전자이동도 트랜지스터 및제조 방법

본 발명은 마이크로파 및 밀리미터파 대역의 높은 주파수를 이용하는 통신 시스템의 능동 소자로 사용되는 고전자이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT) 소자에 조절용 게이트(control gate)를 추가함으로써 음성미분저항(Negative Differential Resistance) 효과를 억제하고 소자의 선형특성을 향상시키는 방법이다. PHEMT에서 일반적인 음성미분저항 효과는 InGaAs 층과 같이 높은 전자이동도를 가지는 층에서 AlGaAs와 같이 낮은 전자이동도를 갖는 층으로 여기된 전자가 이동하면서 속도가 감소되거나, 건 효과(Gunn effect)로 인하여 전류-전압 특성에서 음성미분저항 효과가 나타난다. 전력 소자와 같은 응용 소자의 안정적인 동작을 위해서는 높은 드레인 인가전압에서 음성미분저항 효과에 의해 발생하는 마이크로파 발진을 억제하여야 한다.본 발명은 일반적인 부정합 고전자이동도 트랜지스터 구조에서 소스, 드레인, 게이트 외에 2개의 조절용 게이트를 형성함으로써 조절 게이트의 영역에서 매우 높은 전계가 형성된다. 이렇게 형성된 전계로 인하여 캐리어들의 충돌(scattering)현상이 발생하지 않게 되어 음성미분저항 효과가 없어지게 한다. 이러한 효과로 부정합 고전자이동도 트랜지스터의 선형 특성을 향상시켜 전력 소자와 같은 응용 소자의 안정적인 동작을 가능하게 한다.본 발명은 일반적인 부정합 고전자이동도 트랜지스터에 음성미분저항 효과를 억제하기 위한 조절용 게이트를 추가함으로 써 소자의 선형성을 증가시킨 음성미분저항 효과 억제용 부정합 고전자이동도 트랜지스터에 대한 것이다. 일반적인 부정합 고전자이동도 트랜지스터에서 일반적인 음성미분저항 효과는 InGaAs 층과 같이 높은 전자이동도를 가지는 층에서 AlGaAs와 같이 낮은 전자이동도를 갖는 층으로 여기된 전자가 이동하면서 속도가 감소되거나, 건 효과(Gunn effect)로 인하여 전류-전압 특성에서 음성미분저항 효과가 나타나지만, 본 발명에 따른 음성미분저항 효과 억제용 트랜지스터는 조절 게이트를 형성함으로써 드레인 조절 게이트의 영역에서 매우 높은 전계가 형성되고 이렇게 형성된 전계로 인하여 캐리어들의 충돌(scattering) 현상이 발생하지 않게 되어 음성미분저항 효과가 없어지게 된다.본 발명에 따른 음성미분저항 효과 억제용 트랜지스터는 소자의 선형성을 증가시킴으로써 전력증폭기 등의 전력소자에 응용에 안정적인 동작을 가능케 할 수 있다.