KAIST 멤스 기반의 RF전압제어 발진기 개발

　호환성이 우수하고 저전력 구동이 가능한 미세전자기계시스템(MEMS) 기반의 고주파(RF) 전압제어 발진기가 개발됐다.

　한국과학기술원(KAIST)의 3차원미세구조체연구실(연구책임자 윤의식 교수·사진)은 상보성금속산화막반도체(CMOS) 회로 위에 고성능 MEMS 인덕터를 집적화한 5㎓ 대역의 RF 전압제어 발진기를 개발했다고 4일 밝혔다.

　전자회로의 주요 수동소자로 RF신호를 증폭하는 인덕터는 기존의 반도체 공정으로 제작할 경우 품질이 떨어져 개별소자 납땜이나 조립방식으로 휴대폰이나 PDA 등에 사용돼 왔다.

　이번에 개발된 발진기의 핵심기술은 MEMS 기반의 인덕터 제조공정이다. 이 기술로 연구진은 전압제어 발진기의 전기저항을 줄이고 구조체를 띄워 설계해 기판 손실을 최대한 줄였다. 또 120℃보다 낮은 온도에서 구현되는 저온의 표면 미세 가공기술을 사용, 기존의 CMOS 공정과의 호환성을 크게 높였다.

　특히 연구진은 MEMS 기반으로 칩을 집적화하면서 기존의 CMOS 반도체 기술로만 구현된 인덕터에 비해 데이터 신호의 증폭시 나타나는 잡음을 현격히 줄이고 저전력으로도 구동이 가능하도록 성능을 대폭 개선했다.

　이번 연구결과는 지난해 9월 유럽전자회로학회(ESSCIRC)와 올해 1월 국제전기전자공학회(IEEE) 마이크로웨이브 저널의 RF MEMS 특집호에 게재됐으며 이달 열리는 IEEE 국제 마이크로웨이브 심포지엄(IMS)에 관련논문이 발표된다.

　윤 교수는 “최근 들어 이동통신 기기의 가장 큰 걸림돌인 칩의 집적화를 위해 개별소자의 집합체인 무선 송수신단을 하나의 칩(SoC)으로 구현하려는 시도가 이루어지고 있다”며 “패키지에서 해결해야 할 부분이 아직은 남아 있으나 다양한 RF칩의 개발이 가능할 것으로 본다”고 말했다.

　<대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>