밀리미터파 및 서브테라헤르츠 대역 고주파 디바이스 평가 기반 구축

한국전자통신연구원(ETRI)은 차세대 통신 시스템을 위한 질화갈륨(GaN) 모놀리식 마이크로파 집적회로(MMIC)의 특성 평가 및 설계 검증 시스템에 안리쓰 주식회사의 광대역 벡터 네트워크 분석기를 도입했다. 양 기관의 협력은 차세대 위성 통신과 6세대 이동통신(6G)을 겨냥한 고주파 디바이스용 정밀 평가 체계를 확립하는 데 목적이 있다.

기술적 과제 및 배경
통신 대역 확장에 따라 반도체 소자의 평가 주파수 영역은 밀리미터파 및 서브테라헤르츠 대역으로 확대되고 있다. ETRI는 GaN MMIC의 설계 정밀도와 성능 예측 성능을 높이기 위해 기본 동작 주파수 대역뿐만 아니라 고조파 영역까지 포괄하는 광대역 측정을 필요로 했다.
패키징과 실장에 따른 기생 성분을 배제하는 온웨이퍼 측정 환경에서는 프로브 접촉 상태와 측정 시스템 전환에 따른 오차를 최소화하고, 설계 시뮬레이션 값과 실측 데이터 간의 재현성을 확보하는 기술적 과제가 존재했다.

기술 솔루션 및 기능 구성
ETRI는 측정 인프라로 최대 220 GHz까지 단일 스위프 측정을 지원하는 벡터 네트워크 분석기를 채택했다.
해당 시스템은 밀리미터파부터 서브테라헤르츠 대역까지를 단일 플랫폼에서 연속적으로 평가한다. 주파수 대역별로 계측 구성을 재구성할 필요를 없애고, 일관된 측정 조건에서 S-파라미터를 포함한 온웨이퍼 측정을 수행할 수 있는 아키텍처를 제공한다.

구현 및 기대 효과
구축된 측정 인프라를 통해 광대역 전반에서 취득한 실측 데이터를 설계 데이터와 일관된 조건에서 정밀하게 비교·분석할 수 있게 되었다. 주파수 분할 측정이 생략됨에 따라 반복적인 프로브 재접촉으로 인한 측정 편차가 제거되고 모델 검증 신뢰도가 개선되었다. 본 시스템은 차세대 통신 장비에 적용되는 GaN 고주파 반도체의 개발 주기를 단축하고 설계 무결성을 높이는 데 기여한다.

편집: Evgeny Churilov, Induportals Media - AI에 의해 각색됨.

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