首页 理论教育 磁性薄膜的造型设计对电感器高频性能的提升和微加工工艺应用的探讨

磁性薄膜的造型设计对电感器高频性能的提升和微加工工艺应用的探讨

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:正如本书9.2节所阐述的,造型后的磁性薄膜能提高电感器的高频性能。合理的造型设计能够增加电感器的各向异性和直流电阻,这就使设计者能在一片薄膜中设计出可调节的电感分布[13,40]。人们已经研究了微加工工艺,以利用这种技术来制造悬空电感器。微机电系统这样的先进技术已被延伸应用于感应元器件领域。射频电感器通常需要具备沿导线长度方向的磁畴结构。

磁性薄膜的造型设计对电感器高频性能的提升和微加工工艺应用的探讨

研究成果转化为可用的产品需要经济的、明确可行的制造过程。对纳米结构材料的高需求量需要先进的样本生长技术,如溅射、等离子体增强沉积、电子诱导沉积和成型技术,来获得常规光刻技术无法实现的纳米级结构特征[13]。纳米颗粒磁心电感器整个制备工艺包括:薄膜沉积、造型(Patterning),以及必要时可进行表面处理和退火处理(磁场和/或高温退火)。

为了沉淀磁性薄膜,人们已经对多种薄膜沉积工艺进行了研究,如射频磁控溅射(Radio Frequency Magnetron Sputtering,RFMS)、电镀(Electroplating)和等离子体增强化学气相沉积(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)。

电镀是最受欢迎的技术,因为它成本低、制作简单、工艺温度低。电镀指的是材料在电流影响下在导电表面上沉积的过程,它对后光刻处理十分有用。然而,这种电沉积法不适于生成复杂的化学计量结构。为了获得复杂的化学计量磁性薄膜,人们对射频溅射进行的研究最多。

旋涂技术和溶胶-凝胶方法用于磁心等高分子复合材料的沉积。最近,旋喷磁性薄膜引起了广泛关注[35-39]

对于导体和磁性薄膜的设计,造型技术是十分重要的工序。正如本书9.2节所阐述的,造型后(Patterned)的磁性薄膜能提高电感器的高频性能。合理的造型设计能够增加电感器的各向异性和直流电阻,这就使设计者能在一片薄膜中设计出可调节的电感分布[13,40]。此外,成型技术还能抑制造型后薄膜边缘处的闭磁畴结构[40]。(www.xing528.com)

光刻技术是一种典型的成型技术。特征尺寸非常小的合理设计只能通过先进的光刻技术实现。Martin等人[13]对光刻技术进行了全面的研究,并对光刻技术做了若干修改,使其对材料和技术更兼容。为满足多层三维微电感组件的制造,人们发明了一种新的光刻技术UV LIGA(紫外光为曝光光源,由X射线光刻、电铸成型和塑铸成型三个主要工艺步骤组成)技术[24]

其他成型工艺包括微加工[7]和离子铣[10]。表面微加工的工艺成本低,并能与集成无源技术兼容。人们已经研究了微加工工艺,以利用这种技术来制造悬空电感器。牺牲层(聚酰亚胺)预沉积技术也能制造悬挂心。

机电系统这样的先进技术已被延伸应用于感应元器件领域。近来,人们已经报道了一系列基于微机电系统技术的电感器制造工艺[12]

射频电感器通常需要具备沿导线长度方向的磁畴结构。磁畴结构的对齐可由不同的退火加工工艺实现,如非磁场退火、静磁场退火和旋转磁场退火等。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈