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薄膜微型电感器的性能优化研究

作　者: 岳帅旗
导　师: 冯则坤
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 薄膜电感器等效电路模型磁性薄膜电感量品质因数
分类号: TM55
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 15次
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内容摘要

随着微电子技术的不断发展,各种电路系统的集成度越来越高,工作频率也越来越高,这就使得各种电子元器件的小型化和高频化成为必然的发展趋势。电感器作为三大无源器件之一,在众多领域有着广泛的应用,但是电感器的小型化速度相对于其它电子器件而言要滞后的多,成了进一步提高系统集成度的瓶颈。而薄膜电感器由于磁性薄膜的引入,可以有效的提高电感量,并使高频性能得到改善,它的出现为电感器的小型化、高频化开辟了有效的途径,显示出强大的生命力,将成为未来电感器的主流,因此对薄膜电感器的研究成了当前的热点之一。本文首先简要概述了薄膜电感器的国内外发展现状,举例说明了电感器的重要应用价值,然后详细讨论了在分析薄膜电感器时被经常用到的经典π等效电路模型,并且指出了该模型的不足之处,在此基础上提出了薄膜电感器的改进π等效电路模型,并且通过仿真结果来阐述新模型的合理性,使得等效模型对薄膜电感器的解释更加具有普遍性。在讨论了薄膜电感器的等效电路模型以后,通过有限元法对薄膜电感器进行仿真研究,分析电感器的各个结构参数以及材料的特性参数对电感器整体性能的影响,并且根据基本的电磁理论,对仿真结果作出了合理的解释。这样就使得薄膜电感器性能和其自身的各个参数之间的关系更加明了,从而可以更加有效的指导电感器的设计和优化。最后,在模型讨论和仿真结果的指导下,选取Ni-Cu-Zn铁氧体为磁芯材料,制作了铁氧体薄膜电感器,通过实验数据的对比,讨论了制备工艺和薄膜电感器结构对电感器性能的影响,从而在实验上得到了高性能的薄膜电感器。

薄膜微型电感器的性能优化研究

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