高感应密度的CMOS兼容的磁性集成3D微感应器用于射频应用
Li Chen1,2, Zhiyuan Qiao1,2, Shengbao Liu1,2
1International Institute for Intelligent Nanorobots and Nanosystems & State Key Laboratory of Surface Physics, College of Intelligent Robotics and Advanced Manufacturing, Fudan University, Shanghai, People's Republic of China.
研究人员开发了带有磁薄膜的3D卷起式微导体,实现了创纪录的高感应密度. 这一创新使得下一代无线应用的射频电子显著更紧,更节能.
科学领域:
- 微电子工程 微电子工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 芯片上的电感器对于集成的无线电频率 (RF) 电子非常重要.
- 平面感应器的感应密度较低,限制了小型化和效率.
- 现有的电感器占据了很大的芯片面积,阻碍了紧系统的发展.
研究的目的:
- 为了引入一种新的3D卷起式,磁性集成微电感器技术.
- 通过实现更高的感应密度来克服平面感应器的局限性.
- 为了实现更紧,更高效的RF系统-on-chip.
主要方法:
- 使用张力层和磁性薄膜制造3D卷起的微电感应器.
- 通过3D绕利用一个超线性缩放定律 (D l^2.4).
- 开发一个晶圆尺度,CMOS兼容的自组装工艺.
主要成果:
- 在0.55 GHz实现了创纪录的高感应密度8333nH/mm2,比平面感应器高两倍.
- 展示了一个3D几何形状,可以加剧局部场和流量连接,同时减少泄漏.
- 成功地将10毫米的平面导体成~240微米直径的微线圈.
结论:
- 3D磁性集成微电感器为射频电子提供了显著的进步.
- 高感应密度,低基板损失和GHz运行适合于紧的芯片上的RF系统.
- 这项技术将有利于下一代物联网 (IoT),5G和6G应用.
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