项目在对高频薄膜电感器用磁性薄膜开展理论研究的基础上,结合硅基IC 工艺的特点,开展研制基于IC 工艺的薄膜电感的工艺研究,研制射频薄膜化电感,以满足电子器件小型化、集成化以及高频方向发展的要求。项目主要完成了以下内容。1)采用RF磁控溅射工艺来完成射频薄膜电感用铁氧体薄膜的制备。为了降低铁氧体薄膜在高频下的涡流损耗,课题组通过对铁氧体材料的磁特性分析,研究了不同的温度、成分掺杂对铁氧体磁性能的影响,获得了矫顽力为5.6196Guss的铁氧体薄膜,并采用SEM、XRD对铁氧体薄膜性能进行了表征。2)提出了一种新的螺旋电感等效电路模型采用阶梯四元件结构来表征电感的趋肤效应和邻近效应;采用功耗电阻来表征电感高频段的邻近效应;采用Transformer Loop来精确表征低阻硅衬底涡流效应引起的磁性衬底损耗,并实际验证了电路模型3)设计了6层结构的铁氧体薄膜螺旋电感,解决了铁氧体薄膜与IC工艺的兼容性问题,制备了2种铁氧体薄膜螺旋电感。通过在片测试得到10匝螺旋电感具有23.1nH的电感量,15匝螺旋电感具有53.1nH的电感量。测试结果表明铁氧体薄膜能有效提高螺旋电感的电感量。
英文主题词Thin-film inductor; IC Technology; Model; Compatibility