IVWorks의 독자적인 reGaN 선택적 재성장 기술을 적용한 GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)가 세계 최초로 최대 주파수(fmax) 700GHz를 돌파했다 . 경북대학교 전자공학과 김대현 교수 연구팀이 개발한 45nm GaN HEMT 소자를 통해 달성된 이 성과는 지난 달 개최되었던 VLSI 심포지엄 2026에서 공개되었다.
연구팀은 게이트 길이가 45nm인 GaN 트랜지스터를 제작하여 742GHz라는 경이적인 최대 주파수(fmax) 를 달성함으로써 GaN 트랜지스터 기술의 RF 성능에 대한 새로운 기준을 세웠다. 또한 이 소자는 497GHz의 평균 주파수( favg )를 기록했는데, 이는 현재까지 보고된 모든 GaN 트랜지스터 기술 중 최고 값이다.
이러한 결과는 GaN 반도체가 초고주파 영역에서도 충분한 성능 경쟁력을 갖추고 있으며, 미래의 서브테라헤르츠 및 테라헤르츠 전자 시스템을 위한 실현 가능한 플랫폼이 될 수 있음을 보여준다.
InP 기반 트랜지스터는 탁월한 전자 전송 특성 덕분에 오랫동안 테라헤르츠 이하 주파수 영역을 지배해 왔지만, 상대적으로 낮은 항복 전압으로 인해 출력 전력과 시스템 확장성이 제한된다. 반면, GaN 반도체는 높은 항복 전기장, 높은 전력 밀도 및 뛰어난 열 안정성을 독특하게 결합하여 차세대 고주파 및 고출력 애플리케이션에 매력적인 후보 물질이다.
GaN을 이용한 초고주파 성능 구현은 여전히 상당한 난제였다. 이러한 한계를 극복하기 위해 연구팀은 첨단 45nm 게이트 공정과 최적화된 소자 구조를 활용하여 고주파 성능을 극대화하는데 성공했다. 이러한 성과를 가능하게 한 핵심 요소는 IVWorks의 독자적인 reGaN 선택적 재성장 기술이었다.
IVWorks가 독점 개발한 reGaN 기술은 소스 및 드레인 영역에 고농도 도핑된 n형 GaN을 선택적으로 재성장시켜 접촉 저항을 크게 줄여준다. 이번 연구의 공동 연구 파트너인 IVWorks는 4인치 웨이퍼 전체에 걸쳐 탁월한 공정 균일성과 뛰어난 재현성을 입증했다.
재성장 계면 저항(R int )을 0.027 Ω·mm까지 감소시켜 해당 캐리어 농도에서 달성 가능한 이론적 한계에 근접한 것도 주목할만 한 성과다.
