40 Gb/s 光通信用ダブルリセス構造0.1μmゲートInP-HEMT  [in Japanese] Double-recessed 0.1-μm-gate InP-HEMTs for 40-Gb/s Optical Communication Systems  [in Japanese]

良好な高周波特性と高耐圧特性を併せ持つダブルリセス構造0.1μmゲートInP-HEMTを開発した。リセス構造の最適化により、チャネル内最大電界強度の緩和、及びソース抵抗の低減を図ることで、g_m/g_d 比26、ソース・ドレイン間耐圧(BV_ds)4V、f_r 210 GHz、f_max 351 GHz という優れたデバイス特性を実現した。本デバイスを用いた29段リング発振器を3インチウェハ±に作製し、SCFLインバータ1段当たりの遅延時間を評価したところ、5.8±0.05 ps/gate と高速かつ均一性の良い値が得られた。同様に1/2分周器ICの試作を行い、40 GHz 以±の最高動作周波数を達成した。本デバイスは40 Gb/s 光通信用ICの基本素子として有望である。

We have developed a double-recessed 0.1-jam-gate InP-based high electron mobility transistor (DR-HEMT) with good RF performance and high breakdown characteristics. By optimizing the recessed-gate structure for the DR-HEMT to suppress the maximum electric field strength in the channel and to reduce the source resistance (R_s), we have obtained excellent device characteristics of a transconductance over drain conductance gain (g_m/g_d) of 26, a drain-to-source breakdown voltage (BV_ds) of 4 V, a current gain cutoff frequency (f_r) of 210 GHz and a maximum oscillation frequency (f_max) of 351 GHz. The 29-stage SCFL ring oscillator implemented by the DR-HEMTs shows high-speed performance with good uniformity of the propagation delay (t_pd) of 5.8±0.05 ps/gate within a 3-inch wafer. We have also fabricated a 1/2 static frequency divider IC based on SCFL and achieved a maximum operation frequency over 40 GHz. We have confirmed that the DR-HEMT is promising for 40 Gb/s optical communication systems.