高頻用集成磁芯平面螺線管型微電感的制備與研究.pdf

1、高頻電子器件的微型化和集成化是通信設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。電感作為變壓器、放大器等射頻器件的基本組成單元，廣泛地應(yīng)用于各種電子線路中，其高頻化、小型化是電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)高性能、小尺寸、高集成度的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的螺旋電感占用面積大，高頻下性能惡化，難以滿足器件小型化、集成化和高頻化的要求。因此迫切需要開發(fā)出一種可以在高頻段穩(wěn)定工作的平面微電感器件。
　　將磁性薄膜引入螺線管電感中，可望在保證電感小尺寸的同時(shí)，顯著地提高電感量和品質(zhì)因數(shù)。因此

2、，使用高頻磁性薄膜材料作為磁芯是實(shí)現(xiàn)電感器件高頻化、微型化最有效的方法。但傳統(tǒng)的磁性材料由于其低的電阻率和鐵磁共振頻率，無法在高頻下應(yīng)用。經(jīng)過近年來的持續(xù)研究，本課題組已經(jīng)開發(fā)出性能優(yōu)異的高頻磁性薄膜材料。本論文擬將課題組開發(fā)的高頻磁性多層膜材料集成到平面螺線管型微電感中，提高電感的高頻性能。論文主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用磁控濺射的方法制備了[FeCoSiN/SiNx]n多層膜磁芯材料，并對多層膜的結(jié)構(gòu)和高頻性能進(jìn)行了系統(tǒng)的表

3、征。對于FeCo磁性層厚度為7nm，SiNx非磁性層為3.5nm的樣品，磁導(dǎo)率大于50，鐵磁共振頻率為4.43 GHz，電阻率高達(dá)367.9μΩ·cm，比較適合作為高頻電感器的磁芯材料。
　　(2)利用HFSS有限元仿真軟件模擬了不同參數(shù)下集成磁芯螺線管電感的性能，明確了各個(gè)參數(shù)對電感值和品質(zhì)因數(shù)的影響，為電感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　(3)針對磁芯螺線管電感制備過程中出現(xiàn)的問題，對光刻工藝、電鍍Cu工藝以及PI