선택적 양극산화 알루미늄 기판을 이용한 GaN 고출력 SPDT 스위치의 설계 및 제작

Abstract

본 논문은 선택적 양극산화된 알루미늄 기판을 이용한 고출력 스위치에 관한 것이다. 고출력 스위치는 무선 LAN / 군사용 레이다용 FEM에서 가장 중요한 부분중의 하나로서 SPDT 스위치는 송수신 모듈에서 송신과 수신 시간을 조절하고 송신시 출력 하모닉 성분과 수신시 입력 간섭을 제거하는 역할을 한다. 본 연구에서는 GaN을 이용한 SPDT 스위치의 구현을 위해 GaN 소자 모델링을 실시하였다. DC / RF 측정을 통해 전류-전압 곡선 및 S-parameter를 얻었으며, ADS 상의 materka model을 이용하여 GaN HEMT chip을 성공적으로 모델링하였다. 이를 이용하여 Series/shunt 형태의 GaN Switch를 제작하였으며, 측정하고 분석하였다. 측정 결과 5.5 GHz 대역에서 IL은 1.27dB, RL은 21.69dB가 나왔으며, 격리도(Isolation)는 18.644dB로 측정되었다. 본 논문을 통하여, KAIST 반도체동 클린룸 공정과정을 이용한 고출력 스위치 공정이 성공적으로 확립되었음을 확인할 수 있다.