KR100576708B1 - 화합물 반도체 고주파 스위치 소자 - Google Patents

화합물 반도체 고주파 스위치 소자 Download PDF

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Abstract

이중 면도핑 구조를 가지는 에피 기판으로부터 얻어진 고전력, 저삽입손실, 고격리도, 고스위칭속도를 갖는 고주파 스위치 소자에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자는, GaAs 반절연 기판 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층, 제1 Si 면도핑층, 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서, 도핑되지 않은 InGaAs층, 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서, 상기 제1 Si 면도핑층보다 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층이 차례로 적층된 에피 기판을 포함한다. 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층 위에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 오믹 콘택을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 있다. 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 사이에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극이 형성되어 있다.

Description

화합물 반도체 고주파 스위치 소자{Compound semiconductor high frequency switch device}
도 1은 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서 게이트 전극에 인가되는 전압에 따른 소오스-드레인 전류 및 트랜스컨덕턴스(transconductance) 특성을 보여준다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서의 삽입손실(insertion loss) 특성을 보여준다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서 격리도(isolation) 특성을 보여준다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : GaAs 반절연 기판 15 : AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층
20 : 제1 Si 면도핑층 25 : 제1 AlGaAs 스페이서
30 : 도핑되지 않은 InGaAs층 35 : 제2 AlGaAs 스페이서
40 : 제2 Si 면도핑층 45 : 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층
50 : 소오스 전극 55 : 드레인 전극
60 : 게이트 전극
본 발명은 고주파 스위칭 용도에 이용되는 화합물 반도체 스위치 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)의 핵심 소자인 화합물 반도체 스위치 소자에 관한 것으로, 특히 고전력, 저삽입손실, 고격리도, 고스위칭속도를 갖는 고주파 스위치 소자에 관한 것이다.
휴대 전화기나 무선랜(wireless LAN) 등의 이동통신 기기에서는 GHz 대역의 마이크로파를 이용하는 경우가 많고, 안테나의 전환회로나 송수신 전환회로 등으로 이러한 고주파 신호를 전환하기 위한 스위치 소자가 이용되는 경우가 많다. 스위치 소자로는 고주파 대역에서 전송 특성이 양호한 화합물 반도체 트랜지스터인 고전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transistor : HEMT) 또는 금속-반도체 전계효과 트랜지스터(MEtal-Semiconductor Field Effect Transistor : MESFET) 등과 같은 전계효과 트랜지스터(FET)를 이용한다. 특히, GaAs 화합물 반도체 FET를 이용하는 경우가 많고, 이에 따라 스위치 회로 자체를 GaAs 기판에 집적화한 MMIC의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
고주파 스위치 회로에서는 삽입손실(insertion loss)을 될 수 있는 한 작게 하고, 격리도(isolation)를 향상시키는 것이 요구되며, 특히 신호경로에 직렬로 연결되는 소자의 설계가 중요하다. 고주파 스위치 소자로서 GaAs FET가 사용되는 이유는 GaAs쪽이 Si에 비하여 전자이동도가 높기 때문에 저항이 작아 저손실화가 가 능하며, GaAs는 반절연성 기판이기 때문에 신호경로간의 고격리도를 구현하기에 적합하기 때문이다.
종래에는 고주파 스위치 소자에서 트랜지스터의 채널영역의 저항을 될 수 있는 한 작게 하기 위해 채널폭을 될 수 있는 한 크게 설계하여 채널영역의 단면적을 확보함으로써 삽입손실을 줄이는 방법을 선택하였다. 그러나 이 때문에 게이트 전극과 채널영역 사이에서 형성되는 쇼트키 콘택에 기인되는 정전용량이 커져 이곳으로부터 고주파의 입력신호가 누설되어 격리도를 오히려 악화시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 션트(shunt) FET를 설치하여 격리도를 개선하는 방법도 있으나, 칩 사이즈가 커져 비용이 증가하는 또 다른 문제점을 야기한다.
본 발명의 목적은 온-상태의 삽입손실이 감소되고 오프-상태의 격리도가 증가되도록 에피 기판의 구조를 최적화한 고주파 스위치 소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자는, GaAs 반절연 기판 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(superlattice buffer layer), 제1 Si 면도핑층(planar doping layer), 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서(spacer), 도핑되지 않은 InGaAs층, 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서, 상기 제1 Si 면도핑층보다 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(capping layer)이 차례로 적층된 에피 기판을 포함한다. 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층 위에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 오믹 콘택을 형 성하는 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 있다. 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 사이에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극이 형성되어 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 Si 면도핑층은 상기 제1 Si 면도핑층보다 4배 이상 큰 도핑 농도를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제2 Si 면도핑층의 도핑 농도가 2×1012cm-2 ∼ 8×1012cm-2이고, 상기 제1 Si 면도핑층의 도핑 농도는 0.5×1012cm-2 ∼ 2.0×1012cm-2인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 제2 Si 면도핑층에서의 도핑 농도는 상기 제1 Si 면도핑층에서의 도핑 농도의 약 4배이다. 그리고, 상기 제2 AlGaAs 스페이서는 상기 제1 AlGaAs 스페이서보다 2배 이상 두껍다.
상기 게이트 전극은 T형 게이트 전극인 것이 바람직하다. 상기 게이트 전극과 상기 소오스 전극간의 거리는 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극간의 거리와 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질 것이다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고주파 스위치 소자의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 온-상태의 삽입손실을 줄이기 위하여 채널층의 평균 도핑 농도를 증가시킴과 동시에 오프-상태의 격리도를 증가시키기 위하여 채널층 누설전류 성분과 쇼트키 콘택의 정전용량을 줄일 수 있도록 에피 구조를 최적화하여야 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자는 GaAs 반절연 기판(10) 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(15), 제1 Si 면도핑층(20), 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서(25), 도핑되지 않은 InGaAs층(30), 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서(35), 상기 제1 Si 면도핑층(20)보다 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층(40) 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)이 차례로 적층된 에피 기판을 포함한다.
상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45) 위에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)과 오믹 콘택을 형성하는 소오스 전극(50) 및 드레인 전극(55)이 형성되어 있다. 상기 소오스 전극(50) 및 드레인 전극(55)사이에는 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극(60)이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 고주파 스위치 소자에서, 온-상태의 삽입손실의 감소는 상기 제1 및 제2 Si 면도핑층(20, 40)의 Si 농도의 합의 증가로 구현할 수 있다. 이는 또한 단위면적당 파워 전달 특성의 향상을 제공할 수 있다. 오프-상태의 스위치 소자의 누설전류 성분을 줄이고 스위치 회로의 스위칭 속도를 증가시키기 위해서는, 상기 제2 Si 면도핑층(40)이 상기 제1 Si 면도핑층(20)보다 4배 이상 큰 도핑 농도를 가지는 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 오프-상태에서 게이트 전극(60)에 인가되는 전기장의 세기가 채널층 깊이 방향으로 갈수록 약해지므로, 쇼트키 콘택면으로부터 깊은 위치에 존재하는 제1 Si 면도핑층(20)의 도핑 농도가 더 낮아야 동일한 게이트 전압에 대하여 더욱 빠르게 채널의 공핍영역을 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(15) 쪽으로 확장시켜 줄 수 있어 스위칭 속도를 증가시킴과 동시에 누설전류를 줄일 수 있어 결국 스위치 회로의 격리도 특성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도는 상기 제1 Si 면도핑층(20)의 도핑 농도의 4배 이상이 되게 하며, 온-상태의 삽입손실 감소를 고려하여 결정한다. 예컨대, 상기 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도는 2×1012cm-2 ∼ 8×1012cm-2이 되게 하고, 상기 제1 Si 면도핑층(20)의 도핑 농도는 0.5×1012cm-2 ∼ 2.0×1012cm-2이 되게 하는 것이 바람직하다.
에피 기판 구조의 최적화를 위해, 상기 제2 AlGaAs 스페이서(35)는 상기 제1 AlGaAs 스페이서(25)보다 2배 이상 두꺼운 것이 바람직하다. 또한, 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)을 구비함으로써 항복 전압 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(15)은 20∼50Å AlGaAs층과 20∼50Å GaAs층을 20∼50 주기 반복하여 형성한 것일 수 있다. 상기 제1 AlGaAs 스페이서(25)는 1∼5nm, 상기 도핑되지 않은 InGaAs층(30)은 10∼20nm, 상기 제2 AlGaAs 스페이 서(35)는 2∼10nm 두께로 형성한 것일 수 있다. 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)은 20∼50nm GaAs층과 20∼50nm AlGaAs층을 적층하여 형성한 것일 수 있다.
그리고, 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(15) 중의 AlGaAs층, 상기 제1 AlGaAs 스페이서(25), 상기 제2 AlGaAs 스페이서(35), 및 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45) 중의 AlGaAs층에서, 성장된 결정의 질을 높이기 위하여 성장되는 결정질의 Al의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게, 예를 들어 0.3 몰비 이하로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 도핑되지 않은 InGaAs층(30)에서 In의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게, 예를 들어 0.25 몰비 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(60)은 T형 게이트 전극으로 형성하는 것이 바람직하다. T형 게이트 전극의 경우, 게이트의 CD를 동일하게 하더라도 게이트 전극과 채널영역이 접하는 면의 면적은 좁아지기 때문에 쇼트키 콘택면에 의한 정전용량을 감소시킬 수 있다. 그리고, 스위치 소자의 입출력 특성 측면에서, 상기 게이트 전극(60)과 상기 소오스 전극(50)간의 거리는 상기 게이트 전극(60)과 상기 드레인 전극(55)간의 거리와 동일한 것이 바람직하다.
상기 설명한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자에서는 이중 면도핑 구조를 가지는 에피 기판에서, 상부면인 제2 Si 면도핑층(40)에서의 도핑 농도가 하부면인 제1 Si 면도핑층(20)에서의 도핑 농도보다 크게, 바람직하게는 4배 이상이 되도록 설계되어 있다. 따라서, 채널 깊이에 따른 게이트 전극(60)의 전기장의 세기를 이용하여 공핍층의 확장 속도를 조절함으로써, 누설전류 성분의 감소에 의한 격리도 특성이 개선되고 스위칭 속도 역시 개선할 수 있다.
도 1에 도시한 것과 같은 고주파 스위치 소자는 다음의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
도 1에서와 같이, GaAs 반절연 기판(10) 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(15), 제1 Si 면도핑층(20), 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서(25), 도핑되지 않은 InGaAs층(30), 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서(35), 상기 제1 Si 면도핑층(20)보다 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층(40) 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)을 차례로 적층한다. 이러한 에피 기판의 구조에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같이 최적화한다. 특히, 상기 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도는 상기 제1 Si 면도핑층(20)의 도핑 농도의 4배 이상이 되게 하며, 온-상태의 삽입손실 감소를 고려하여 결정한다. 예컨대, 상기 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도는 2×1012cm-2 ∼ 8×1012cm-2이 되게 하고, 상기 제1 Si 면도핑층(20)의 도핑 농도는 0.5×1012cm-2 ∼ 2.0×1012cm-2이 되게 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 AlGaAs 스페이서(35)는 상기 제1 AlGaAs 스페이서(25)보다 2배 이상 두껍게 형성한다.
상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45) 위에 AuGe/Ni/Au와 같은 금속 박막을 형성하고, RTA(rapid thermal anneal)에 의해 열처리함으로써, 상기 GaAs/AlGaAs 캡층(45)과 오믹 콘택을 형성하기 위한 소오스 전극(50) 및 드레인 전극(55)을 형성한다.
종래기술에 따른 스위치 소자의 제조 방법에서는 오믹 콘택 저항을 낮추기 위하여 통상적으로 고농도로 도핑된 캡층을 사용하였으나, 본 발명에서는 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45)을 사용하여도 낮은 콘택 저항을 갖는 소오스 전극(50) 및 드레인 전극(55)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 항복 전압을 증가시켜 전력 특성을 좋게 할 수 있다.
상기 오믹 콘택이 형성된 후, 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층(45) 상에 포토레지스트 등을 이용하여 형상반전패턴을 형성한 후, 게이트 전극을 형성할 물질을 증착한다. 그런 다음, 리프트 오프의 방법으로 소오스 전극(50) 및 드레인 전극(55) 사이에 게이트 전극(60)을 형성한다. 쇼트키 콘택면에 의한 정전용량을 감소시키기 위하여, 게이트 전극(60)은 T형 게이트 전극이 되게 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 스위치 소자의 입출력 특성 측면에서, 상기 게이트 전극(60)과 상기 소오스 전극(50)간의 거리는 상기 게이트 전극(60)과 상기 드레인 전극(55)간의 거리와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이하의 비제한적인 실험예들을 통해 보다 자세히 설명될 것이다. 한편, 여기에 기재되지 않은 내용은 당업자라면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
<실험예 1>
도 2는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서 게이트 전극에 인가되는 전압에 따른 소오스-드레인 전류 및 트랜스컨덕턴스(transconductance) 특성을 보여준다.
비교예에 따른 스위치 소자는 도 1의 구조와 유사하나, 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도가 제1 Si 면도핑층(20)보다 낮거나 같은 경우로 하였다. 반면 본 발명에 따른 스위치 소자는 도 1의 제2 Si 면도핑층(40)의 도핑 농도가 제1 Si 면도핑층(20)보다 4배 이상인 경우로 제조하였다. 각 소자의 게이트 전극에 인가되는 전압을 변화시키면서, 소오스-드레인 전류(Ids)와 트랜스컨덕턴스(gm)를 측정하였다.
도 2에서, -○-는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자에서 게이트 전극에 인가되는 전압에 따른 소오스-드레인 전류를, -●-는 트랜스컨덕턴스를 각각 나타낸다. -△-는 비교예에 따른 스위치 소자에서 게이트 전극에 인가되는 전압에 따른 소오스-드레인 전류를, -▲-는 트랜스컨덕턴스를 각각 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 스위치 소자의 경우 핀치-오프 상태에서 게이트 전압의 증가에 따라 트랜스컨덕턴스(-▲-)는 증가하여 포화되는 데 필요한 게이트 전압의 변화량 △Vgs(비교예)는 약 1.1V 정도이다. 본 발명의 경우 트랜스컨덕턴스(-●-)는 포화에 필요한 전압의 변화량 △Vgs(본 발명)이 약 0.5V 정도이다. 그리고, 비교예에 따른 스위치 소자의 소오스-드레인 전류(-△-)에 비해, 본 발명의 소오스-드레인 전류(-○-)가 더 크다.
이러한 데이터는 비교예에 따른 스위치 소자의 구조에 비하여 본 발명에 의한 구조에서 누설전류성분의 감소에 의한 격리도 특성이 개선되고 스위칭 속도(핀치-오프 상태에서 트랜스컨덕턴스 포화상태까지의 곡선의 기울기에 비례) 역시 개선됨을 의미한다. 뿐만 아니라 소오스-드레인의 전류증가는 채널저항의 감소를 의 미하며, 이로 인하여 삽입손실의 감소를 가져옴을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서의 삽입손실 특성을 보여준다.
실험예 1에서와 같은 비교예에 따른 스위치 소자와 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자를 준비하여 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치 회로(MMIC) 장치를 제조하여 삽입손실을 측정하였다. 이 때, 게이트 전극의 폭은 서로 동일하게 하였다.
도 3a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 경우 2.5GHz 고주파대역에서 비교예에 비하여 약 0.3dB 이상의 개선을 보이며, 도 3b의 6.0GHz의 주파수대역에서는 0.24dB 이상의 개선을 보였다.
<실험예 3>
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자와 비교예에 따른 스위치 소자에서 격리도 특성을 보여준다.
실험예 1에서와 같은 비교예에 따른 스위치 소자와 본 발명 스위치 소자를 준비하여 SPDT 스위치 회로(MMIC) 장치를 제조하여 격리도를 측정하였다. 이 때, 게이트 전극의 폭은 서로 동일하게 하였다.
도 4a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 경우 2.5GHz 고주파대역에서 비교예에 비하여 약 3.2dB 정도의 개선을 보이며, 도 4b의 6.0GHz의 주파수대역에서는 2.2dB의 개선을 보였다. 이러한 격리도의 개선은 스위치 소자의 채널구조에 있어서 쇼 트키 게이트의 전기장의 세기에 따른 공핍영역의 확장속도를 적절하게 조절할 수 있는 채널층의 도핑 농도 및 중간 스페이서의 두께 조절에 기인되며, 도 2의 본 발명 스위치 소자의 트랜스컨덕턴스 곡선에서와 같이 급경사(steep)로 채널의 핀치오프(스위치의 오프-상태)가 일어나기 때문이다.
<실험예 4>
2.4GHz 이상의 고주파대에서 션트 FET를 생략하여 격리도를 확보하는 스위치 소자에 주안점을 두고, 스위치 회로에 이용되는 트랜지스터의 핀치오프 전압이 -1.0V로 동일한 두 경우에 실험예 1에서와 같은 비교예에 따른 스위치 소자와 본 발명 스위치 소자를 이용하여 제작된 SPDT 스위치 회로(MMIC) 장치에 대하여 적용한 결과 격리도를 약 3dB 정도 확보할 수 있는 이점을 얻을 수 있었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 이중 면도핑 구조를 가지는 최적화된 에피 기판으로부터 얻어진 스위치 소자의 경우, 채널 깊이에 따른 공핍영역의 확장 속도(트랜스컨덕턴스의 기울기 변화율에 비례)를 변화시킴으로써 얻어지는 장점 즉, 격리도의 증가와 스위칭 속도의 증가, 채널층의 도핑 농도 증가에 따른 단위면적당 파워 특성의 개선으로 따른 고전력 특성 및 삽입손실의 감소를 기대할 수 있다.
특히 본 발명에 의한 스위치 소자를 이용하여 스위치 회로 MMIC를 설계할 경우 격리도 향상을 위한 별도의 션트 FET를 사용하지 않아도 되므로 칩 사이즈를 줄일 수 있고, 이로 인한 스위치 회로 제조 공정의 수율과 직접도의 향상을 통한 생산 단가 절감의 효과가 있다.

Claims (13)

  1. GaAs 반절연 기판 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층, 제1 Si 면도핑층, 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서, 도핑되지 않은 InGaAs층, 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서, 상기 제1 Si 면도핑층보다 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층이 차례로 적층된 에피 기판;
    상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층 위에 형성되어 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 오믹 콘택을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극; 및
    상기 소오스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성되어 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 Si 면도핑층에서의 도핑 농도는 상기 제1 Si 면도핑층에서의 도핑 농도의 약 4배인 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 Si 면도핑층의 도핑 농도는 2×1012cm-2 ∼ 8× 1012cm-2이고, 상기 제1 Si 면도핑층의 도핑 농도는 0.5×1012cm-2 ∼ 2.0×1012cm-2인 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 Si 면도핑층은 상기 제1 Si 면도핑층보다 4배 이상 큰 도핑 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 AlGaAs 스페이서는 상기 제1 AlGaAs 스페이서보다 2배 이상 두꺼운 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 게이트 전극은 T형 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 게이트 전극과 상기 소오스 전극간의 거리가 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극간의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층은 20∼50Å AlGaAs층과 20∼50Å GaAs층을 20∼50의 주기로 반복된 것이고, 상기 제1 AlGaAs 스페이서는 1∼5nm, 상기 도핑되지 않은 InGaAs층은 10∼20nm, 상기 제2 AlGaAs 스페이서는 2∼10nm 두께를 가지며, 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층은 20∼50nm GaAs층과 20∼50nm AlGaAs층이 적층된 것임을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층 중의 AlGaAs층, 상기 제1 AlGaAs 스페이서, 상기 제2 AlGaAs 스페이서, 및 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층 중의 AlGaAs층에서, Al의 조성비는 Ga의 조성비보다 작은 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 Al의 조성비는 0.3 몰비 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기 도핑되지 않은 InGaAs층에서 In의 조성비는 Ga의 조성비보다 작은 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 In의 조성비는 0.25 몰비 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
  13. GaAs 반절연 기판 상에 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층, 제1 Si 면도핑층, 도핑되지 않은 제1 AlGaAs 스페이서, 도핑되지 않은 InGaAs층, 상기 제1 AlGaAs 스페이 서보다 2배 이상 두꺼운 도핑되지 않은 제2 AlGaAs 스페이서, 상기 제1 Si 면도핑층보다 4배 이상 큰 도핑 농도를 가지는 제2 Si 면도핑층 및 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층이 차례로 적층된 에피 기판;
    상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층 위에 형성되어 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 오믹 콘택을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극; 및
    상기 소오스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성되어 상기 도핑되지 않은 GaAs/AlGaAs 캡층과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 소자.
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