[发明专利]高频磁性膜、其制造方法及用途

说明书

多层膜(10)包括：基底(12)；设置在基底上的第一磁性层(14)以及设置在第一磁性层(14)上的第二磁性层(16)。第一磁性层(14)包含Fe_(50‑80)N_(10‑20)B_(1‑20)M_(0‑10)，其中M为Si、Ta、Zr、Ti、Co、或其组合。第二磁性层(16)包含Fe_(50‑90)N_(10‑50)或Fe_(60‑90)N_(1‑10)Ta_(5‑30)。在50MHz至10GHz的频率范围，多层磁性膜(10)：在该频率范围内的选定频带上具有大于或等于1800的磁导率；在该频率范围内的选定频带上具有小于或等于0.3的磁损耗角正切；以及具有大于或等于1GHz、或者大于或等于2GHz的截止频率。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月15日提交的美国临时专利申请序列号62/767,553的权益。相关申请通过引用整体并入本文。

背景技术

本公开一般地涉及高频磁性膜、其制造方法、以及其在例如集成电路、电源系统、天线等中的用途。

更加新的设计和制造技术已经推动电子组件成为越来越小的尺寸和越来越高的频率。用于减小电子组件尺寸的一种途径是使用磁性材料。特别地，已经广泛地研究了铁氧体、铁电体和多铁性材料作为具有增强的微波特性的功能材料。虽然磁性材料的高磁导率增加了电感的DC值，但是将磁导率和相应的电感增强扩展到各种移动应用期望的高频(例如1吉赫至5吉赫(GHz))仍然是一个挑战。由于材料的Snoek极限，因此在这些频率下的磁导率急剧劣化。在磁性材料的固有铁磁共振(FMR)频率(对于大覆盖膜通常为1GHz至2GHz)下，相对磁导率降至1并且磁损耗角正切达到峰值，使得由于材料的电感增强可以忽略不计并且损耗占主导地位。可以通过改变材料的限定和图案化的方法来增强磁导率的频率响应，但是在本领域中仍然需要可以在高带宽上提供高磁导率和高共振频率的材料和方法。

发明内容

本文中公开了多层磁性膜和制造其的方法。

在一个实施方案中，多层膜包括：基底；设置在基底上的第一磁性层以及设置在第一磁性层上的第二磁性层。第一磁性层包含Fe_(50-80)N_(10-20)B_(1-20)M_(0-10)，其中M为Si、Ta、Zr、Ti、Co、或其组合。第二磁性层包含Fe_(50-90)N_(10-50)或Fe_(60-90)N_(1-10)Ta_(5-30)。在50兆赫(MHz)至10GHz的频率范围内，优选在100MHz至5GHz的频率范围内、更优选在1GHz至5GHz的频率范围内，多层磁性膜：在所述频率范围内的选定频带上、优选在1GHz至10GHz的频带上具有大于或等于1800、优选大于或等于2000、更优选大于或等于3000至5000的磁导率；在所述频率范围内的选定频带上、优选在1GHz至10GHz的频带上具有小于或等于0.3、优选小于或等于0.1、更优选为0.01至0.1的磁损耗角正切；以及具有大于或等于1GHz、或者大于或等于2GHz、优选大于或等于5GHz、或者为1GHz至8GHz的截止频率。

在一个实施方案中，形成多层膜的方法包括：在基底的一侧上沉积第一磁性层；以及在第一磁性层的与基底相反的一侧上沉积第二磁性层。

还描述了包括多层磁性膜的制品。所述制品优选为滤波器、变压器、电感器、天线、电子集成电路芯片、或电磁屏蔽装置。

当结合附图时，根据以下详细描述、实施例和权利要求，以上和其他特征和优点是非常明显的。

附图说明

参照示例性非限制性附图，其中相似的要素编号相同：

图1为一个实施方案的多层磁性膜的截面图；