I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 ,   p p .   3 0 0 2 ~ 3 0 0 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 6 . p p 3 0 0 2 - 3009          3002       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   O pti m i z a tion o E m pir ic a l Mo delli ng  of Adva nced  H ig hly   Strained In 0.7 Ga 0. 3 As/I n 0.52 Al 0.48 As  pH EM Ts  f o r   Lo w  Nois A m plifier         W.   M .   J ub a di 1 F .   P a ck ee r 2 ,   M .   M is s o us 3   1 F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g in e e ri n g ,   Un iv e rsity   T u n   Hu ss e in   On n   M a lay sia ,   M a la y sia   2 S c h o o o f   El e c tro n ics ,   Un iv e rsit y   S a in s M a la y sia ,   M a la y sia   3 S c h o o o f   El e c tri c a &   El e c tro n i c   En g in e e rin g ,   T h e   Un iv e rsity   o f   M a n c h e ste r,   Un it e d   Kin g d o m       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   No v   1 4 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   No v   1 6 ,   2 0 1 7     A n   o p ti m ize d   e m p iri c a m o d e ll in g   f o a   0 . 2 5 µm   g a te   len g th   o f   h ig h l y   stra in e d   c h a n n e o f   a n   In P - b a s e d   p se u d o m o rp h ic   h ig h   e lec tro n   m o b il it y   tran sisto (p HE M T )   u sin g   In G a As In A lAs  m a teria s y ste m is  p re se n ted .   A n   a c c u ra te  p ro c e d u re   f o e x trac ti o n   is  d e sc rib e d   a n d   tes ted   u sin g   th e   p HEM T   m e a su re d   d a tas e o I - V   c h a ra c teristics   a n d   re late d   m u lt i - b ias   s - p a ra m e ters   o v e 2 0 G H z   f re q u e n c y   ra n g e .   T h e   e x trac ti o n   o f   li n e a a n d   n o n li n e a p a ra m e ters   f ro m   th e   s m a ll   sig n a l   a n d   larg e   sig n a p HEM T   e q u iv a len m o d e l   a re   p e rf o r m e d   in   A DS.   T h e   o p ti m iz e d   DC  a n d   S - p a ra m e ter  m o d e f o th e   p HEM T   d e v ice   p ro v id e a   b a sis  fo a c ti v e   d e v ice   se lec ti o n   in   th e   M M IC  lo n o ise   a m p li f ier circ u it   d e sig n s.   K ey w o r d :   E m p ir ical  m o d elli n g   I n Ga A s /I n A l As    L o w   n o i s a m p li f ier   MM I C   p HE MT   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   W ar s u za r in a   Ma t J u b ad i,    Dep ar t m en t o f   E lectr o n ic,     Facu lt y   o f   E lectr ical  a n d   E lect r o n ic  E n g i n ee r i n g ,   Un i v er s it y   T u n   H u s s e in   O n n   Ma la y s ia,   P ar it R aj a,   8 6 4 0 0   B atu   P ah at,   J o h o r ,   Ma lay s ia.   E m ail: s u za r i n a@ u t h m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     W h ile  f ab r icatio n   p r o ce s s   i s   th e   k e y   asp ec o f   d ev ice  p r o d u ctio n ,   d ev ice  m o d elli n g   b ec o m e s   ess e n tial  in   u n d er s ta n d in g   th s e m ico n d u cto r   d ev ice   p h y s ics,  a s   w e ll  a s   d ev ice  f ab r icatio n   p r o ce s s   an d   ch ar ac ter izatio n .   De v ice  m o d ellin g   is   u t m o s i m p o r tan ce   in   an a l y zi n g   d ev ice  o u tp u ch ar ac ter is tic s   an d   ad eq u ate  p r ed ictio n   o f   d ev ice   p er f o r m a n ce .   I is   n o w   b ec o m i n g   m o r s i g n i f ica n a s   co s t - e f f ec tiv w a y   to   v ir tu a ll y   f ab r icate   " B ey o n d   Mo o r e "   d ev ices  as  e m p h a s iz ed   in   th I n ter n atio n al  T ec h n o lo g y   R o ad m ap   f o r   Se m ico n d u cto r   ( I T R S)  2 0 1 6   [ 1 ] .   Mo d ellin g   all o w s   t h d e s ig n er   to   u n d er s ta n d   th s e m ico n d u cto r   an d   its   p r o p er ties   b y   u s i n g   co m p u tati o n al  s y s te m s   s o   t h at  it   ac cu r a tel y   r e f lects  th d e v ice  b eh a v io u r .   Fo r   in s tan ce ,   th e m p ir ical  d ev ice  m o d els   ( E DM s )   s i m u la te  th ex ter n al  ch ar ac ter is t ics  o f   d ev ice s   w it h   e q u i v ale n t     cir cu its   [ 2 ] .   I n   ad d itio n ,   ac cu r ate  m o d ellin g   is   r eq u ir ed   to   p r ed ict  th lin ea r   an d   n o n lin ea r   b eh av io u r   o f   th e   d ev ice  an d   m icr o w a v cir cu i d esig n   s u c h   as  in   lo w   n o is am p li f ier s   ( L N A s )   as  w ell   as  cu r r en f o r   th e   b r o ad b an d   s ig n a ls   [ 3 - 6 ] .   B y   cu tt i n g   t h iter atio n   n u m b er   o f   f ab r icatio n   f o r   d ev ice  ch ar ac ter izatio n ,   d ev ice  m o d ell in g   r ed u ce s   t h ti m a n d   co s r eq u ir ed   f o r   d ev elo p in g   s p ec i f ic  d ev ice  o r   cir cu it  [ 7 ] .   T h em p ir ical   m o d ell in g   f o r   th p s e u d o r m o r p h ic  h ig h   m o b ilit y   tr an s is to r   ( p HE M T )   s a m p le   d ev ice s   is   d ev elo p ed   in   Ag ile n t s   A d v a n ce   De s ig n   S y s te m   ( A D S)  s o f t w ar e.   P r ac ticall y ,   it  is   o b tain ed   b y   o p ti m iz in g   t h co m p o n e n t   v alu e s   to   clo s el y   m atc h   th m ea s u r ed   DC   an d   S - p ar a m eter s   f o r   th d ev ice  [ 8 ] .   T h ex tr ac tio n   o f   lin ea r   a n d   n o n li n ea r   p ar a m eter s   f r o m   t h s m all  a n d   lar g s i g n al  p HE MT   e q u iv ale n m o d el  ar p r esen ted .   Fi n all y ,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Op timiz a tio n   o f E mp ir ica l Mo d ellin g   o f A d v a n ce d   Hig h ly  S t r a in ed   ….   ( W .   M.  Ju b a d i)   3003   p HE MT   m o d el  is   o p ti m ized   t o   b u s ed   in   t h m o n o lit h ic  m illi m eter   w a v i n te g r ated   cir cu it  ( MM I C )   L N cir cu it d esi g n .       2.   DE VI CE   E P I T AXI AL   L AY E     T h e m p ir ical  d ev ice  m o d elli n g   p r esen ted   i n   t h is   p ap er   is   f o r   2 5 0 n m   T - g ate  p HE M T   s tr u ctu r e   w h ic h   is   f ab r ic ated   b y   u til izin g   co n v e n tio n al  1 μ m   i - L in lit h o g r ap h y   an d   n o v el  s o lv e n r ef lo   tech n iq u [ 9 ] .   T h XM B E 1 3 1   p HE M T   is   t w o   f in g er   d ev ic w it h   5 0 µ g ate  w id t h ,   2 5 0 n m   g ate  le n g th   a n d   3 µ m   s o u r ce - to - d r ain   s ep ar atio n .   T h s tr ain ed   ch an n el  I n 0. 7 Ga 0. 3 A s /I n 0. 52 Al 0. 48 A s   p HE MT   d ev ice  is   f ab r icate d   w it h   b o th   P d /T i/A u   g a te  m eta llizatio n   s c h e m e   w it h   co n v e n t io n al  t h er m a e v ap o r atio n .   T h ep itax ial   la y er   f o r   th XM B E 1 3 1   p HE M T   s am p l is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .   T h s tr u ctu r i s   m ad o f   t h i n   ch a n n el  la y er   an d   d o u b le   d o p in g   la y er   to   en h a n ce   th c ar r ier   co n f in e m e n i n   th c h a n n el.   T h d ev ice  p in c h   o f f   v o lt ag is   - 1 . 2   Vo lt  an d   ex h ib it s   g r ea en h an ce m e n i n   th u n it y   c u r r en g ain   f r eq u e n c y ,   f T    o f   9 0 GHz   a n d   cu r r en t   d r iv ab ilit y   ( I DS )   o f   580 m A / m m   [ 9 ].           ( a)                                                                                                                       ( b )         Fig u r 1 .   ( a)   E p itax ial  la y er   s t r u ctu r es o f   s a m p le  XM B E 1 3 1   an d   ( b )   s ch e m atic  o f   in - h o u s f ab r icate d   p HE MT   s am p le   ( T h ick n e s s   n o t to   s ca le)       3.   P H E M T   M O DE L L I N G           T h e m p ir ical  m o d elli n g   f o r   th p HE MT   d ev ice  is   ac h ie v e d   w it h   t h o p ti m izatio n   o f   lin ea r   m o d el   ( s m all  s ig n al  m o d el)   an d   n o n li n ea r   m o d el  ( lar g s i g n a m o d e l) .       3 . 1 .   L inea M o del   Dev elo p m ent       T h lin ea r   m o d el  f o r   HE M T s   r elate s   th m ea s u r ed   S - p ar a m eter s   w it h   t h elec tr ical   p r o ce s s es  o cc u r r in g   w it h i n   t h d e v ice.   F ig u r e   2 ( a)   illu s tr ates   th e   co n v e n tio n al   HE MT   s tr u ct u r w i th   i ts   eq u i v ale n s m all   s ig n al  m o d el  s h o w n   i n   Fi g u r e   2 ( b ) .   T h to p o l o g y   in   F ig u r e   2   is   ass u m ed   f o r   b u ild in g   an   eq u iv ale n cir cu i t   m o d el   o f   th e   d ev ice,   alo n g   w i th   p h y s ical  co r r elatio n   to   t h d ev ice;  p r o v id es  a n   e x ce lle n m atc h   o v er   a   w id e   f r eq u en c y   r an g e.       T h lin ea r   m o d el  o f   HE MT   co n s is ts   o f   p as s iv e   d ev ice s   w h ich   ca n   b ca te g o r ized   in to   i n t r in s ic   an d   ex tr in s ic  ele m e n t s .   T h m o d el   p r o v id ad v an ta g e s   to   t h I C   d esig n er   to   ac c u r atel y   m ea s u r S - p ar a m e ter s   o f   th d ev ice.   T h lin ea r   m o d el  p r esen ted   in   th p ap er   is   th m o s co m m o n l y   u s ed   an d   f o llo w ed   tech n iq u e   d ev elo p ed   b y   Da m b r i n et   a l .   [ 1 1 ] .   Usi n g   Ag ile n I n teg r ate d   C ir cu it   C h ar ac ter izatio n   an d   A n al y s is   P r o g r a m   ( I C C A P )   s tan d ar d   co m p u ter - a id ed   d esig n   ( C A D)   to o ls ,   th in tr i n s ic  a n d   ex tr in s ic  p ar a m e ter s   w er ex tr ac ted   f r o m   t h m ea s u r ed   S - p ar a m et er   d ata.   T h in tr in s ic  m o d el  p ar a m eter s   w er o b tain e d   f r o m   h o ( ac tiv e)   d ev ice  b ias p o in t,  w h ile   th e   e x tr in s ic  ele m e n ts   w er e x tr ac ted   f r o m   th co ld   ( p in c h ed )   d ev ice   m ea s u r e m en t   [ 1 2 ] .   T h f i n al  ele m e n v al u es  f o r   li n ea r   m o d els  w er d eter m in ed   b y   o p ti m izatio n   o f   th e   in itial  v a lu to   ac c u r atel y   f it  th m ea s u r ed   d ata.     T h ex tr in s ic  p ar asit ic  m ea s u r e m en ts   ar tak e n   at  ze r o   d r ai n   b ias,  V DS =0 an d   g ate  v o lt ag b elo w   th d ev ice   p in c h - o f f   s ta te,   i. e.   V GS   V p .   T h g en er ated   in itia li n ea r   m o d el  i s   o p ti m ized   b y   f it tin g   t h m o d elled   a n d   m ea s u r ed   S - p ar a m eter   d ata  w h ich   w ill   co n s eq u en tl y   r ed u ce   th e   m o d elli n g   er r o r .   T h cir cu it   s etu p   f o r   XM B E 1 3 1   p HE M T   ex tr in s ic  ele m en e x tr ac tio n   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .   T h t w o - p o r n et w o r k   cir c u it  s etu p   w as  ter m in ated   w it h   5 0   r esis tan ce   at  b o th   in p u a n d   o u tp u p o r t.  T h m ea s u r e d   d at aset  f iles   f r o m   I C C A P   is   s a v ed   i n   t h S2 P   co m p o n e n t s .   T h e   f r eq u en c y   r an g e   is   s et   f r o m   4 0 MH to   2 0 GHz   f o r   t h S - p ar am eter   s i m u latio n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 0 0 2     3 0 0 9   3004         ( a)               ( b )     Fig u r 2 .   HE MT   s m all  s ig n al  eq u iv ale n t c ir c u it  m o d el  [ 1 0 - 11]         Fig u r 3 .   C ir cu it Se tu p   f o r   e x t r in s ic  ele m e n t e x tr ac tio n   ( p in c h ed )   in   A DS  f o r   XM B E 1 3 1         3 . 2 .   No nli nea M o del   Set up       T h n o n li n ea r   m o d el  co n s is t s   o f   o p ti m izi n g   th m o d elli n g   f o r   th DC   a n d   R c h ar ac ter is t ics  o f   t h e   d ev ice T h p ar asit ic  co m p o n en ts   w er e x tr ac ted   f r o m   t h S - p ar a m eter   d ata  s et  m ea s u r ed   u n d er   d if f er en d c   cu r r en t.   T o   d ev elo p   th DC   m o d el,   f ir s tl y   th R s ,   R d   a n d   R g   r esi s tan ce s   o b tain ed   f r o m   th li n ea r   m o d el  ar e   s u b s t itu ted   i n to   th A DS  E E - HE MT   m o d el.   T h E E - HE MT   is   an   e m p ir ical  an al y tic  m o d el  b ased   o n   f itti n g   o f   th m ea s u r ed   elec tr ical  c h ar ac ter is tics   o f   HE MT s .   I n   ad d itio n   to   n o n li n ea r   ca p ac ita n ce s ,   t h e   n o n li n ea r   ele m e n t   o f   c u r r en t   f u n ctio n s   at  t h d r ain - s o u r ce ,   g ate - s o u r ce an d   g ate - d r ain   ar d ep en d an t   o n   t h e   in s ta n ta n eo u s   b ias  co n d itio n s   ( V GS   an d   V DS ) .   As  th b ia s   ch an g es,  t h s i g n a d ev iat es  f r o m   t h s tatic   o p er atin g   p o in w h ic h   i n   t u r n   ch an g es   th d e v ice s   p er f o r m an ce   ch ar ac ter i s tics .   r elatio n   o f   c u r r en t - v o ltag e   f o r   th b ias co n d itio n s   is   t h e n   d ev elo p ed   th at  a p p r o x i m ates t h m ea s u r ed   d ata.         T h E E - HE MT   m o d el  e q u atio n s   w er d ev elo p ed   co n cu r r en t l y   w i th   p ar a m eter   e x tr ac tio n   t ec h n iq u es   to   en s u r t h m o d el  p ar a m eter s   w as   ex tr ac tab le  f r o m   t h m e asu r ed   d ata.   T h d r ain - s o u r ce   p ar am eter s   a n d   g m   co m p r es s io n   p ar a m eter s   ar th en   e x tr ac ted   f r o m   t h m ea s u r ed   g m   v er s u s   V GS . Th ese  p ar am eter s   p r o v id th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Op timiz a tio n   o f E mp ir ica l Mo d ellin g   o f A d v a n ce d   Hig h ly  S t r a in ed   ….   ( W .   M.  Ju b a d i)   3005   in itial  p o i n f o r   t h n o n lin ea r   d ev ice  m o d el.   T h p ar am ete r s   ar th en   t u n ed   f o r   o p ti m u m   f it  b et w ee n   t h e   m ea s u r ed   an d   m o d elled   DC   c h ar ac ter is tic s .         4.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     4 . 1 .   L inea M o del     T ab le  1   tab u lated   th ex tr in s i ele m e n ts   o f   t h s a m p le  d ev ice  w h ic h   ar b ias  i n d ep en d en t.  T h ese   ele m e n ts   ar t h ca p ac ita n ce ,   r esis ta n ce   a n d   in d u cta n ce   at   t h elec tr o d es  w h ic h   r es u lt s   f r o m   m etalliza t io n   o f   th co n tact  w it h   th s u r f ac e,   r esis ta n ce   d u e   to   o h m ic  co n tac an d   v ar iatio n   o f   d ep letio n   ch ar g w it h   r esp ec to   th g ate - s o u r ce   an d   g ate - d r ain   v o ltag es.  T h g ate  in d u cta n ce ,   L g   i s   u s u all y   lar g f o r   s h o r g ate  len g t h   d ev ice s .   T h g ate  r esi s ta n ce   i s   p ar asi tic  ele m en t   t h at  a f f ec ts   th e   m a x i m u m   a v ailab le   g ai n   o f   a   FE T ,   an d   is   i n v er s e l y   p r o p o r tio n al  to   th cr o s s - s ec ti o n al  ar ea   o f   th m etal  alo n g   t h g ate  f i n g er .     I ca n   b o b s er v ed   i n   T ab le  1   th at   t h ca p ac ita n ce   v al u es  i n cr ea s a s   t h to tal   d ev i ce   w id th   is   in cr ea s ed .   Si n ce   t h ca p ac itan ce   v alu e   is   p r o p o r ti o n al  to   th e   co n tact  ar ea ,   th ca p ac ita n ce   v alu in cr ea s e s   as   th co n tac p ad   ar ea s   b ec o m lar g er .   T h ter m i n al  r esi s tan ce s   ar also   r ed u ce d   as  t h d e v ic s ize  is   in cr ea s ed .   Fo r   b ig g er   g ate  w id t h ,   th to ta l g ate  ar ea   also   in cr ea s e s ; c o n s eq u en tl y   t h ter m i n a l r esi s ta n c es   ar e   r ed u ce d .       T ab le  1 .   E x tr in s ic  ele m en t s   f o r   XM B E 1 3 1   p HE M T   s am p le  d ev ice  ( V DS =1 V,   I D SS   2 0 %)    D e v i c e   si z e   ( m)   C pg     (fF)   C pd    (fF)   R S     ( Ω)   R g     ( Ω)   R   ( Ω)   L S     ( p H )   L   ( p H )   L   ( p H )   2 x 5 0     7 . 7 3   6 . 6 2   0 . 6 9   0 . 8 3   0 . 3 2   1 8 . 7 0   2 7 . 2 0   2 3 . 8 4   2 x 2 0 0     6 9 . 0 4   2 4 . 5 8   1 . 8 1   0 . 8 9   1 . 4 5   1 8 . 9 1   4 7 . 7 2   6 1 . 6 9       T ab le  2 .   I n tr in s ic  p ar a m eter s   f o r   XM B E 1 3 1   p HE M T   s a m p le   d ev ice  ( V DS =1 V,   I D SS   2 0 %)    D e v i c e   si z e   ( m)   g m     ( mS )     ( p se c )   R   ( Ω)   R ds     ( Ω)   C gs     ( p F )   C ds     ( p F )   C gd    ( p F )   2 x 5 0   m   6 4 . 8   1 . 5 3   4 . 3 3   3 1 6 . 0   0 . 1 2   0 . 0 1   0 . 0 2   2 x 2 0 0   m   3 2 1 . 8   2 . 9 8   2 . 8 2   6 5 . 6   0 . 0 8   0 . 0 3   0 . 0 3       I n tr in s ic  ele m e n t s   ar b ias  d e p en d an t.  I n   T ab le  2 ,   th ca p ac itan ce   v al u es  i n cr ea s as  th t o tal  d ev ice  w id t h   in cr ea s ed   b ec au s th ca p ac itan ce   v al u is   p r o p o r ti o n al  to   th co n tact  ar ea .   Hen ce   th ca p ac itan ce   in cr ea s es  a s   t h co n tact  p ad   ar ea s   b ec o m lar g er .   T h ter m in al  r esi s tan ce s   i n cr ea s w it h   in cr ea s e   i n   d ev ice   s ize.   As  f o r   lar g er   g ate  w id t h ,   th to tal  g ate  ar ea   is   in cr ea s e d   an d   co n s eq u en tl y   it  w il r ed u ce   th ter m i n al   r esis ta n ce s   [ 1 3 ] .   s i g n if ican t   r ed u ctio n   i n   t h r e s is ta n ce   b et w ee n   d r ain   an d   s o u r ce ,   R ds   v alu e s   i s   o b s er v ed   w it h   t h i n cr ea s i n g   o f   d ev ice   w id t h .   T h er is   d ir ec co r r elatio n   b et w ee n   d e v ice  w id th   in cr ea s es  w i th   t h e   to tal  ar ea   in cr ea s ed   w h ic h   co n s eq u en tl y   r ed u ce d   t h ch a n n e l   r esis tan ce .         4 . 2 .   No nli nea M o del        T h p ar asit ic  v alu e s   i m p le m en ted   in   t h n o n li n ea r   m o d el lin g   h a v b ee n   s h o w n   i n   th e   T ab le  2 .     Fig u r 4   s h o w s   th e x p er i m e n tal  ( m ea s u r ed )   an d   m o d elled   DC   ch ar ac ter is tic s   f itted   to   ea ch   o th er .   T h I - ch ar ac ter is tic s   i n   Fi g u r 4 ( a)   s h o w s   e x ce lle n a g r ee m e n b et w ee n   t h t w o   s ets  o f   d ata,   e x c ep ar o u n d   th e   k i n k   ar ea .   T h k in k   e f f ec i s   as   ex p ec ted   f o r   s h o r ch a n n el  d e v ice  a s   r es u lt   o f   i m p ac io n izatio n   [ 14 ] .   T h ese  s h o w   e x tr e m el y   w e ll - b e h av ed   cu r v e s   w i th   s h ar p l y   d ef in ed   p in ch - o f f ,   s m all  o u tp u co n d u ctan ce   a n d   v er y   s m al a m o u n o f   k in k   e f f ec ( in d icatin g   l ittl ca r r ier   lo s s   u n d er   lo w   g ate - b ias).   Ne v er t h eles s ,   f o r   th b ia s   co n d itio n s   r eq u ir ed ,   th lo w   n o is zo n in   th is   w o r k   ( V DS   1   V)   is   s af el y   o u ts id th k in k   r eg io n .   Fig u r 4 ( b )   d ep icts   th th r es h o ld   v o ltag w h ic h   s h o w s   e x ce lle n f itti n g   b et w ee n   m ea s u r ed   an d   th D C   e m p ir ical  m o d el.   T h cu r v e   f i tti n g   b et w ee n   t h m ea s u r ed   a n d   m o d elled   g m   ca n   b o b s er v ed   i n   F ig u r 4 ( c) .   T h m o d el   d em o n s tr ated   v er y   g o o d   ag r ee m e n b et w ee n   t h t w o   d ata  s p ec if icall y   at  h i g h er   g ate  v o ltag e,   V GS No n eth ele s s ,   th er e   is   a   m ar g i n al   d i v er g e n ce   at   lo w er   V GS   d u to   t h li m itatio n s   in   th e   D C   m o d el   [ 15 ]   w h er e   k in k   a n o m alie s   ar u s u all y   o b s er v ed .     T h R p er f o r m an ce   i s   ex tr a cted   f r o m   th n o n li n ea r   m o d e s i m u latio n s .   T h p ar am e ter s   ar tu n ed   an d   o p ti m ized   to   g iv an   e x ce llen ag r ee m e n b et w ee n   m o d elled   a n d   m ea s u r ed   S - p a r a m eter   cu r v e.   T h o p tim izatio n   o f   p ar a m e ter s   ar i m p o r tan t   as  to   p r o v id a   r ea lis tic  co m p o n en ts   v al u w h ic h   w ill  b co n s id er ed   f o r   th L N A   cir c u it  d esi g n .   A d d itio n al l y   t h m o d el  is   v a lid ated   v ia  m o d ellin g   o f   th S - p ar a m eter s   o v er   s ev er al  b ias   p o in ts .   Mo r eo v er ,   th d r ai n - s o u r ce   c u r r en ts   ( I DS )   f o r   ev er y   b ias  p o in t   ar also   m o n ito r ed   b ec au s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 0 0 2     3 0 0 9   3006   s o m eti m es   g o o d   m a tch i n g   o f   S - p ar a m eter   d ata  ca n   b o b tain ed ,   alth o u g h   lar g d if f er e n ce   b et w ee n   m o d elled   a n d   m ea s u r ed   I DS   v a lu es  s till   e x i s t s .               ( a)       ( b )         ( c)       Fig u r 4 .   Me asu r e d   v er s u s   m o d elled   XM B E 1 3 1   p HE M T ,   ( a)   I - ch ar ac ter is t ics ( f o r   V GS =0 . 1 to   - 0 . 8 V,     - 0 . 1 s tep s ) ,   ( b )   T h r esh o ld   v o ltag ( f o r   V DS =1 to   2 V,   0 . 2 5 s tep s )   an d   ( c)   T r an s co n d u ct an ce   ( g m )           ( a)               ( b )     Fig u r 5 .   C u r v f itt in g   f o r   2 x 5 0 m   XM B E 1 3 1   ( a )   Fo r w ar d   a n d   R ev er s Gain   a n d   ( b )   I n p u t a n d   o u tp u r ef lectio n   co e f f ic ien m ea s u r e d   at  8 0 % o f   m a x i m u m   g m.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Op timiz a tio n   o f E mp ir ica l Mo d ellin g   o f A d v a n ce d   Hig h ly  S t r a in ed   ….   ( W .   M.  Ju b a d i)   3007   T h b iasi n g   p o in i s   tak e n   b a s ed   o n   th p er ce n ta g o f   m ax i m u m   g m .   I n   t h is   w o r k ,   th e x tr ac ted   S - p ar am eter   f o r   8 0 % g m   a n d   9 0 % g m   b ias p o in t ( ~2 0 % to   3 0 % I D SS )   is   ta k e n   i n to   co n s id er atio n .   T h co m p ar is o n   o f   m o d elled   an d   m ea s u r ed   S - p ar a m eter   f o r   th n o n li n ea r   m o d el  o f   t h XM B E 1 3 1   d ev ice  is   d ep icted   in     Fig u r 5   th f r eq u e n c y   r an g o f   4 0 MH to   2 0 GHz .     T h f o r w ar d   g a in   ( S 21 ) ,   r ev er s g ai n   ( S 12 ) ,   in p u r ef lectio n   co ef f icien t   ( S 11 )   a n d   o u tp u t   r ef lectio n   co ef f icie n ( S 22 )   is   o b tai n ed   a s   ill u s tr ated   i n   F ig u r 5 .   T h g ain   cu r v ( S2 1 )   is   ab o u 2 0 d B   in   th r a n g o f     1   3 GHz .     T h g ain   s tar ts   to   d ec r ea s w ith   t h f r eq u e n c y   a n d   th in p u r ef lectio n   co ef f ici en ( S1 1 )   is   b elo w   - 1 0 d B .   T h m o d elled   d ata  f o r   th b ias  p o in s h o w   e x ce lle n ag r ee m e n w it h   th m ea s u r ed   d ata  w it h   v er y   s m all   p er ce n tag er r o r s .   T h e x ce lle n c u r v e   f it ti n g   i n   D C   a n d   R F   ch ar ac ter is t ics  is   i m p o r tan i n   o r d er   to   o b ta in   an   o p tim ized   ac tiv d ev ice.   T h o p tim ized   tr an s i s to r   m o d el  p r esen ted   i n   Fi g u r 6   is   n o w   co m p lete d   an d   r ea d y   to   b im p le m e n ted   in   t h MM I C   L N A   cir c u it d esi g n ,   i.e . ,   in   C - b an d   an d   X - b an d   ap p li ca tio n .           Fig u r 6 .   A   C o m p lete  tr an s is t o r   m o d el  f o r   2   x   5 0 µ m   p HE MT   s am p le  XM B E 1 3 1       4 . 3 .   No is M o del   T h o p tim ized   p HE MT   d ev ice  m o d el  e s tab lis h   t h e   p r ed ictio n   o f   th e   d ev ice   b eh a v io u r ,   i n clu d in g   th e   n o is f ig u r e,   th i m p o r ta n f i g u r o f   m er it  ( FOM)   f o r   an   L N A   d esi g n .   T h No is Fi g u r ( NF)   is   m ea s u r o f   th le v el  o f   n o i s g e n er ated   f r o m   a n   ac ti v e   d e v ice  w h en   R s i g n a is   ap p lied .   T h d ev ic e’ s   m i n i m u m   n o i s e   f i g u r ( NF m in )   is   p lo tted   ag ain s d ev ice  w id th   at  ce r tain   f r e q u en c y   to   an al y s th r elatio n s h ip   an d   ad v an tag e   o f   d ev ice  s ca lin g .   Fo r   o p ti m u m   d ev ice  m atc h i n g ,   NF m in  ca n   b v ie w ed   a s   t h m in i m u m   No is Fi g u r ( N F)  th at  ca n   b p r o d u ce d   f r o m   t h d e v ice.   T h u s ,   it   is   i m p o r t an to   h a v o p ti m u m   R m a tch i n g ,   as   i m p r o p er   m atc h in g   r es u lts   i n   lar g er   n o is f i g u r co m p ar ed   to   NF m in .   Fu k u i’ s   [ 16 ]   NF m in   ex p r ess io n   is   u s ed   to   f in d   t h NF m in   p ar a m eter   f o r   th f ab r icate d   d ev ices  an d   i s   d er iv ed   as  in   E q u atio n   ( 1 )   an d   E q u atio n   ( 2 )   w it h   co n s ta n t,     k 1 ,   o f   3 . 5   [ 1 7 ] .               g S m T R R g f f k NF 1 m in 1 l o g 10         ( 1 )     w h er e,   f T    is   th u n it y   c u r r en g ain   c u t - o f f   f r eq u en c y   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 2 ) .     gd gs m T C C g F           ( 2 )     T ab le  3   r ep r esen ts   th m i n i m u m   n o is f i g u r o f   XM B E 1 3 1   p HE M T   f o r   v ar io u s   f r e q u en c y   o f   ap p licatio n .   T h is   in cl u d es  ca l cu latio n   o f   NF m in   at  2 GH f o r   lo w   f r eq u e n c y ,   5 . 8 GHz   a n d   1 0 GHz   r esp ec tiv el y ,   f o r   C - b a n d   an d   X - b an d   f r eq u en c y .   T h NF m in   f o r   th is   s u b - m icr o m eter   g ate  len g t h   p HE MT   ar e   v er y   lo w   as   co m p ar ed   to   o t h er   1 μ m   g ate   l en g t h   d ev ices.   B ased   o n   E q u a tio n s   ( 1 )     ( 2 ) ,   th is   is   d u h i g h er   f T   i n   s u b m icr o n   d ev ice  ( u s u all y   m o r th a n   d o u b le   o f   t h 1 μ m   d ev ice  f T ) .   H o w e v er ,   th n o is f i g u r i n cr e ases   ab o u 5 0 as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 0 0 2     3 0 0 9   3008   th c u t - o f f   f r eq u e n c y   d o u b led .   T h esti m ated   n o i s f i g u r es   ar s ig n i f ica n f o r   ac ti v d ev i ce   s elec tio n   i n   t h e   MM I C   L N A   c ir cu it d esi g n   [ 6 ] .         T ab le  3 .   No is p er f o r m an ce   f o r   f ab r icate d   p HE M T   d ev ices a t V DS =1 V,   2 0 % I D SS   D e v i c e   g m     ( mS )   NF min @   2 G H z   (f T   me a s)   NF min     @   2 G H z   (f mo d )   NF min       @   5 . 8 G H z         (f T _ me a s)   NF min     @   5 . 8 G H z   (f T _ mo d )     NF min   @   1 0 G H z         (f T _ me a s)   NF min     @   1 0 G H z   (f T _ mo d )   X M B E 1 3 1   2 x 5 0 µm   6 4 . 8 0   0 . 1 3 4   0 . 1 3 5   0 . 3 7 9   0 . 3 7 9   0 . 6 3 4   0 . 6 3 5       T h g m ,   R s   an d   R g   v al u es  ar o b tain ed   f r o m   th e   o p ti m ized   l in ea r   m o d el.   I n   g en er al,   lar g er   d ev ic e   w il ex h ib it  h i g h er   n o is c h ar ac ter is tics .   T h is   is   an ticip ated   d u to   th p ar am eter   g m ,   R s   an d   R g   in     E q u atio n   ( 2 ) .   B ased   o n   th e   ex tr in s ic  a n d   i n tr i n s ic   p ar a m eter   ex tr ac tio n   d is c u s s ed   i n   ea r lier   s ec tio n ,   th e   d ev ice’ s   tr an s co n d u ctan ce   i n c r ea s es  p r o p o r tio n al  w it h   t h i n cr ea s es  in   th e   d e v ice  w id t h .   On   t h o t h er   h a n d ,   as t h d e v ice’ s   to tal   w id t h   i n c r ea s ed ,   th to tal  o f   R s   a n d   R g   i s   r ed u ce d .   Ho w e v er ,   t h i n cr e ases   i n   g m   o u t w eig h   th d ec r ea s in   b o th   p ar asit ic   v alu e s   o f   R s   an d   R g .   T h u s ,   NF m in   f o llo w s   th tr e n d   o f   th s q u ar r o o o f   g m wh er lar g er   v al u es a r o b tain ed   f o r   lar g er   d ev ices .       5.   CO NCLU SI O N     T h em p ir ical  m o d el s   f o r   an   ad v an ce d   h i g h l y   s tr ain ed   I n 0. 7 Ga 0. 3 A s /I n 0. 52 Al 0. 48 A s   p HE MT s   w it h     0 . 2 5 µm   g ate  le n g th   is   d e v elo p ed   in   A D u s i n g   t h E E HE M T   m o d el.   T h lin ea r   a n d   n o n li n ea r   p ar a m eter s   o f   th s m all  s i g n al   an d   lar g e   s i g n al  p HE MT   eq u i v alen m o d el  f o r   t h XM B E 1 3 1   ar p r esen ted   a n d   co m p ar ed   w it h   t h ex p er i m en tal  r esu lt s   f r o m   I C C A P .   T h DC   ch ar ac ter is tics   an d   S - p ar a m eter   ac q u ir ed   f r o m   th e   m o d el s   ar clo s el y   m atc h ed   with   t h e x p er i m e n tal  r e s u l ts .   B ased   o n   t h m o d el,   t h n o is f ig u r o f   t h d ev ice   is   ca lc u lated   at   C - b an d   a n d       X - b a n d   f r eq u e n cie s   to   p r ed ict  th e   m in i m u m   n o is f i g u r it  m ig h co n tr ib u t e   w h e n   in teg r ated   i n to   an   L N A   cir c u it.  T h o p ti m ized   n o n li n ea r   p HE MT   m o d el  o b tain ed   f o r   XM B E 1 3 1   p HE MT   s am p le  w ill b u s ed   as a n   ac ti v d ev ice  i n   th MM I C   L N A   cir cu it d esi g n .       ACK NO WL E D G E M E NT S     T h au th o r s   w o u ld   lik to   th an k s   T h Un i v er s it y   o f   Ma n ch es ter ,   Un ited   Kin g d o m   f o r   th e   ex p er i m e n tal  d ata  o f   XM B E 1 3 1   p HE M T .   W also   g r atef u l   f o r   th f i n an cia s u p p o r p r o v id ed   b y   U n i v er s it y   T u n   Hu s s ei n   On n   Ma la y s ia.         RE F E R E NC E S     [1 ]   2 0 1 5   I n tern a ti o n a T e c h n o lo g y   R o a d m a p   f o S e m ico n d u c to rs (IT RS 2 . 0   Ex e c u ti v e   Re p o rt ,   2 0 1 5 .   [2 ]   J.  G .   Ra th m e ll   a n d   A .   E.   P a rk e r,   Circ u it   Imp lem e n t a ti o n   o a   T h e o re ti c a M o d e o T r a p   Ce n tre in   Ga As  a n d   Ga De v ice s,”   P r o c .   S P IE  6 7 9 8 ,   M icro e lec tro n ics De sig n ,   T e c h n o lo g y ,   a n d   P a c k a g in g   III,   6 7 9 8 0 R,   De c   2 1 ,   2 0 0 7 .     [3 ]   Ba g g a ,   S u m it ,   e a l . ,   A   F re q u e n c y - Se le c ti v e   Bro a d b a n d   L o w - No ise   Am p li f ier  w it h   Do u b le - L o o p   T ra n sf o r m e F e e d b a c k ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Circ u it a n d   S y ste ms -   I:  Reg u la Pa p e rs ,   v o l.   6 1 ,   Iss u e   6 ,   p p .   1 8 8 3 - 1 8 9 1 ,   J u n e   2 0 1 4 .   [4 ]   D.  S treit,   R.   L a i,   A .   Ok i,   a n d   A .   G u ti e rre z - A it k e n ,   In   P HEM T   a n d   HBT   a p p li c a ti o n b e y o n d   2 0 0   GH z,”   Co n f .   P r o c e e d in g s.  1 4 th   In d i u m   P h o sp h i d e   a n d   Re late d   M a teria ls  Co n f e re n c e   (Ca t.   No . 0 2 CH3 7 3 0 7 ) ,   2 0 0 2 .   [5 ]   T .   W a ta n a b e   e t. a l,   T e ra h e rtz I m a g in g   w it h   In P   Hig h - e lec tro n - m o b il it y   T ra n sisto rs,   in   Pro c e e d in g s o S PIE   -   T h e   In ter n a t io n a S o c iety   f o r Op ti c a En g i n e e rin g ,   2 0 1 1 ,   p .   8 0 2 3 0 P 8 0 2 3 0 P 6 .   [6 ]   I.   D.  Ro b e rtso n ,   S .   L u c y sz y n ,   RF IC  a n d   M M IC  De sig n   a n d   T e c h n o lo g y .   IET ,   2 0 0 1 ,   p .   5 6 2 .   [7 ]   D.  Do n o v a l,   A .   V r b ick y ,   A .   Ch v a la,  a n d   P .   Be n o ,   T ra n sisto L e v e M o d e li n g   f o A n a lo g /RF   IC  De sig n   i n   Do rd re c h t:  S p rin g e r Ne th e rla n d s,   2 0 0 6 ,   p p .   1 27.   [8 ]   B.   G .   V a sa ll o ,   J.  M a teo s,  D.  P a rd o ,   a n d   T .   G o n     le  ,   In f lu e n c e   o th e   K in k   E ff e c o n   th e   D y n a m ic  P e rf o rm a n c e   o f   sh o rt - c h a n n e In A lA s/In Ga A h ig h   e lec tro n   m o b il it y   tran sisto rs,”  in   S e mic o n d u c to S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 0 ,   n o .   9 ,   p p .   9 5 6 9 6 0 ,   S e p .   2 0 0 5 .     [9 ]   K.W . Ia n   a n d   M . M isso u s,”  T h e rm a ll y   sta b le  In   0 . 7   G a   0 . 3   As /In   0 . 5 2   A 0 . 4 8   A p HEM T u sin g   th e rm a ll y   e v a p o ra ted   p a ll a d iu m   g a te  m e tall i a ti o n ,   S e mic o n d u c t o S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l.   2 9 ,   n o .   3 ,   p .   0 3 5 0 0 9 ,   M a r .   2 0 1 4 .   [1 0 ]   S .   A rsh a d ,   L o w   No ise   Am p li f ie rs  f o th e   S q u a re   Kil o m e tre  A rra y   R a d io   T e les c o p e ,   P h D . T h e sis,  T h e   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste r,   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Op timiz a tio n   o f E mp ir ica l Mo d ellin g   o f A d v a n ce d   Hig h ly  S t r a in ed   ….   ( W .   M.  Ju b a d i)   3009   [1 1 ]   G .   Da m b rin e ,   A .   Ca p p y ,   F .   He li o d o re ,   a n d   E .   P lay e   ,   A   n e w   m e th o d   f o d e term in in g   th e   F E T   s m a ll - sig n a l   e q u iv a l e n c ircu it ,   in   I EE T r a n s.  o n   M icr o wa v e   T h e o ry   a n d   T e c h n i q u e s,  v o l.   3 6 ,   n o .   7 ,   p p .   1 1 5 1 1 1 5 9 ,   J u l.   1 9 8 8 .   [1 2 ]   A .   Bo u lo u k o u   e a l .,  V e ry   L o L e a k a g e   In G a As /In A l A s   p HEM Ts  f o B ro a d b a n d   (3 0 0 M Hz   to 2   GH z L ow - n o ise   A p p li c a ti o n s ,” in   M a ter ia ls  S c ien c e   in   S e mic o n d u c to r P r o c e ss in g ,   v o l.   1 1 ,   p p .   3 9 0 3 9 3 ,   2 0 0 8 .   [1 3 ]   A .   Bo u lo u k o u ,   A .   S o b ih ,   D.  Ke tt le,  J.  S ly ,   a n d   M .   M isso u s,  N o v e h ig h - b re a k d o wn   In Ga As/In Al A p HEM T fo r   Ra d i o   Astr o n o my   Ap p li c a ti o n s,   in   th e   4 th   ES A   W o rk sh o p   o n   m m - W a v e   Tec h n o lo g y   a n d   A p p li c a ti o n s,  2 0 0 6 .   [1 4 ]   D.  Ho a re   a n d   R .   a .   A b ra m ,   M o n te  Ca rlo   sim u latio n   o f   P HE M T O p e ra ti n g   Up   to   T e ra h e rtz  F re q u e n c ies ,”   i n   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec tro n i c s,  v o l.   8 3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 2 9 4 4 0 ,   O c t.   1 9 9 7 .   [1 5 ]   I.   A n g e lo v ,   H.  Zi ra th ,   a n d   N.  Ro sm a n ,   A   N e w   E m p iri c a N o n li n e a M o d e f o HEM a n d   M ES F E T   D e v ic e s ,   in   IEE T ra n s.  o n   M icr o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n iq u e s,  v o l.   4 0 ,   1 9 9 2 .   [1 6 ]   H.  F u k u i,   De term in a ti o n   o f   th e   Ba sic   De v ice   P a ra m e t e rs  o f   a   Ga A s   M ES F E, in   Bell  S y ste T e c h n ica J o u r n a l ,   v o l.   v o l.   5 8 ,   p p .   7 7 1 7 9 7 ,   1 9 7 9 .   [1 7 ]   A .   S o b ih ,   M M IC  Br o a d b a n d   L o w   No ise   Am p li f iers   f o th e   S q u a re   Kilo m e tre  A rra y   Ra d io   T e l e sc o p e ,   P h . D   th e sis,  T h e   Un iv e rsity   o f   M a n c h e ste r,   M a n c h e ste r,   2 0 0 7 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Wa r s u z a r in a   M a t   Ju b a d w a s   b o rn   in   1 9 7 9 .   S h e   o b tain e d   B. E n g   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic  En g in e e rin g   a n d   M . En g   in   El e c tro n ic  T e lec o m m u n ica ti o n re sp e c ti v e l y   in   2 0 0 1   a n d   2 0 0 6   f ro m   Un iv e rsit y   T e k n o lo g M a lay sia ,   M a la y sia .   In   2 0 1 5 ,   s h e   re c e iv e d   h e P h . D.   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   T h e   Un iv e rsit y   o M a n c h e ste r   (Uo M ),   M a n c h e ste r,   Un it e d   Kin g d o m .   Cu rre n tl y ,   sh e   is  a   se n io lec tu re a t   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic   En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   T u n   Hu s se in   On n   M a lay sia ,   M a la y sia .   He re se a rc h   in tere sts  ra n g e   f ro m   d e v ice   m o d e ll in g ,   sim u latio n ,   a n d   a n a lo g   c ircu it   d e sig n   o f   h ig h   RF   a n d   lo w   p o w e d e v ice b a se d   o n   sil ico n   a n d   c o m p o u n d   se m ico n d u c t o m a teria ls.           M o h a m e d   Fa u z P a c k e e r   M o h a m e d   w a b o rn   in   Ku a la  L u m p u r,   M a la y sia   in   1 9 7 8 .   He   re c e iv e d   th e   B. En g .   d e g re e   in   e l e c tri c a a n d   e lec tro n ics   e n g in e e ri n g   (w it h   d isti n c ti o n )   f ro m   th e   Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a (UN I T EN)  Ka jan g ,   S e lan g o r,   M a la y sia   in   2 0 0 2 ,   th e   M . S c .   d e g re e   in   e lec tro n ics   sy st e m   d e sig n   e n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsiti   S a in M a la y sia   (USM ),   Nib o n g   T e b a l,   P u lau   P in a n g   i n   2 0 1 0 ,   a n d   P h . D.  d e g re e   in   e lec tri c a a n d   e lec tro n ics   e n g in e e rin g   f ro m   T h e   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste ( Uo M ),   M a n c h e ste r,   Un it e d   Ki n g d o m   in   2 0 1 5 .   In   2 0 1 5 ,   h e   j o in e d   th e   S c h o o o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   S a in M a la y sia   (USM ),   a a   S e n i o r   L e c tu re r.   He   h a 7   y e a rs  in d u stri a e x p e rien c e s   b a c k   f ro m   2 0 0 2   to   2 0 0 9   in   se m ico n d u c to w a fe r   f a b rica ti o n   a n d   p a c k a g in g   p rio jo in i n g   th e   u n iv e rsity   a lec tu re r.   His  c u rre n re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   sim u latio n ,   d e sig n ,   f a b rica ti o n   a n d   c h a ra c teriz a ti o n   o f   h ig h   RF   a n d   h ig h   p o w e d e v ice s   b a se d   o n   c o m p o u n d   se m ico n d u c t o m a teria ls.         M o h a m e d   M isso u s ,   F REn g ,   is  P ro f e ss o o f   S e m ico n d u c to M a teria ls  a n d   De v ice a t h e   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste r.   His  a r e a o f   e x p e rti se   in c lu d e   M o lec u lar  Be a m   Ep it a x y   o f   h ig h   sp e e d   In P - b a se d   tran sisto rs,   l o w   te m p e ra tu re   T Hz   m a teria ls  a n d   su b - m il li m e tre  w a v e   Re so n a n t   T u n n e ll in g   De v ice s.  His  in v o lv e m e n in   th e   a b o v e   re se a rc h   to p ics   h a led   to   th e   p u b li c a ti o n   o f   m o re   th a n   2 2 0   p a p e rs  in   th e   o p e n ,   in ter n a ti o n a li tera tu re   a n d   o v e £ 1 0 M   f u n d in g   f ro m   EP S RC ,   S T F (S q u a re   k il o m e tre  A rr a y   p ro g ra m m e )   a n d   In n o v a teU in   th e   las 1 0   y e a rs.  H e   wa s   a wa rd e d   th e   2 0 1 5   Ro y a S o c iet y   Brian   M e rc e a wa rd   f o m a n u fa c t u ra b il it y   o tu n n e d e v ice s.  He   is  th e   f o u n d e a n d   T e c h n ica d irec to o f   t w o   su c c e s s f u c o m p a n i e ( A HS  lt d   a n d   ICS   lt d th a t   su p p ly   th e   m a rk e ts  a b o v e .   He   is   o n   th e   a d v iso ry   b o a rd   o f   T e c h UK   w h ich   h a m o re   th a n   8 5 0   m e m b e c o m p a n ies   sp a n n in g   th e   e n ti re   s u p p ly   c h a in   in   e lec tro n ics .   He   h a h e ld   a n d   h o l d v a rio u m a n a g e rial  p o st  a t h e   Un iv e rsit y   in c lu d i n g   He a d   o f   g ro u p ,   Dire c to r   o f   re se a rc h   a n d   Ch a ir  o f   S c h o o Bo a rd .   He   is  re g u larly   in v it e d   to   g iv e   talk a in tern a ti o n a v e n u e o n   m m wa v e   a n d   T Hz   tec h n o lo g ie s .   On e   o f   h is  c u rre n r e se a rc h   c o n c e n trate o n   m a n u f a c tu ra b il it y   o n   larg e   sc a le  (u p   t o   8   e q u iv a len G a A s   a n d   In P   w a f e si  e o f   n o v e l,   h ig h ly   in teg ra ted   2 m a g n e ti c   Qu a n tu m   Well  Ha ll   E ff e c se n s o rs  f o No n - De stru c ti v e   T e stin g   a n d   Ultra  h ig h   f re q u e n c y   RF   c ircu it f o e m e rg in g   a p p li c a ti o n s   su c h   a 5 G   w irele ss   m o b il e   c o m m u n ica ti o n s,  a w e ll   a s   u lt ra - h ig h   sp e e d   o p ti c a d e v ice s f o u p c o m in g   1 0 G   f ib re   to   th e   h o m e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.