[发明专利]一种高磁导率高频率平面电感及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高磁导率高频率平面电感及其制备方法，它为软磁薄膜，其化学组分通式为Fe_xN_yHf_z；式中，x为0.7～0.9，y为0.05～0.15，z为0.05～0.15。该平面电感基于Fe_xN_yHf_z软磁薄膜，具有优异的软磁性能和高的磁导率，为FeNHf薄膜应用于高频电子器件的平面电感提供了必要的材料技术基础；而且结构简单、体积小、重量轻、空间集成度高。

技术领域

本发明属于平面电感领域，涉及一种平面薄膜电感，具体涉及一种高磁导率高频率平面电感及其制备方法。

背景技术

电感作为电子线路基础元件之一，被广泛应用在电子通讯设备等各电子领域。与电阻和电容相比，平面型电感要兼顾到高频和高电感值，这给它的实际应用带来了技术难度。而大电感值器件在集成电路中占有较大的体积，不利于电路的集成和小型化。因此，发展高频高磁导率平面型薄膜电感成为可行的方法之一。

目前，平面薄膜电感在单位面积上的电感值小、频率低；而大感量值的平面电感需要占用较大的面积，不利于电路的集成化和小型化。因此，研究基于高磁导率高频率的平面薄膜电感成为电子技术领域十分关注的工作。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高磁导率高频率平面电感。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高磁导率高频率平面电感，它为软磁薄膜，其化学组分通式如式(Ι)所示，

Fe_xN_yHf_z (Ι)；

式中，x为0.7～0.9，y为0.05～0.15，z为0.05～0.15。

优化地，它沉积在介质基片的任一表面上，所述介质基片的材质为玻璃、石英或高阻硅，所述高阻硅的电阻率高于10kΩ·cm。

优化地，它的厚度为40～80nm。

优化地，它的磁导率在0.8GHz频段上高于400，共振频率高于2.9GHz。

优化地，它为平面螺旋型，其线宽为10～50μm、导线间距为10～100μm、总的电感长度为0.1～1mm。

优化地，它的平面电感为5～500nH。

本发明的又一目的在于提供一种上述高磁导率高频率平面电感的制备方法，它包括以下步骤：

(a)在超净间清洗介质基片；

(b)采用紫外曝光光刻工艺，以光刻胶为掩膜，在介质基片表面刻蚀出电感单元阵列，裂片；

(c)采用磁控溅射工艺在步骤(b)的产品表面上进行沉积，形成软磁薄膜层；

(d)将步骤(c)的产品浸入剥离液中，进行剥离得形成在所述介质基片表面的所述高磁导率高频率平面电感。

优化地，步骤(c)中，所述磁控溅射工艺采用高真空磁控溅射设备，沉积真空本底抽至1×10^-5Pa以下，靶材选用99.99％纯度的铁靶，铁靶表面上均匀放置多个Hf金属片。

进一步地，步骤(c)中，以Hf金属片的数量控制软磁薄膜中Hf的原子百分比，通过XSP或EDAX能谱测试并确定各原子组分比。

进一步地，步骤(c)中，沉积起辉时采用Ar气，沉积气体为N₂，N₂占使用气体体积的5～10％。