[发明专利]一种磁性薄膜环形电感器的制作方法

说明书

一种磁性薄膜环形电感器的制作方法，属于电感器制作技术领域。首先，在基片上制作下层线圈；然后，采用旋转喷涂法制备磁芯薄膜；最后，在得到的磁芯薄膜上制作上层线圈，即可得到环形电感器。本发明提供了一种磁性薄膜环形电感器的制作方法，采用高频软磁各向同性薄膜作为磁芯薄膜，并采用旋转喷涂法制备磁芯薄膜，在空气中90℃即可完成晶化，一方面，生产能耗低，采用低温沉积技术即可完成磁芯薄膜的制备，对环境及设备要求低，可实现大规模生产；另一方面，该方法得到的环形电感器同时具有高电感密度、高工作频率和高品质因数，并且还能实现与半导体工艺的兼容。

技术领域

本发明属于电感器制作技术领域，具体涉及一种与半导体工艺兼容的磁性薄膜环形电感器的制作方法。

背景技术

随着信息科技的飞速发展，遵循着摩尔定律，电子产品不断升级换代，电子系统的尺寸越来越小，集成度和工作频率越来越高，并且系统中集成的功能越来越多。与此相对应，各种电子元器件也都朝着小型化、高频化、平面化、高稳定性、高精度、低损耗的方向发展。电感器是实现滤波、调谐、放大、阻抗耦合等功能的重要无源器件。目前，电阻、电容等电子元器件都已经实现了集成化，唯有包括电感在内的磁性器件还未完全实现集成。随着射频电路向着微型化、集成化的发展，片上系统(SoC)成为射频器件的主流，这就要求电感必须对自身性能不断优化，减小体积，降低成本，能够与电路很好的匹配，最重要的还要能与半导体工艺相兼容。

薄膜电感器根据线圈结构的不同分为两类：平面线圈型和三维螺线管缠绕型。平面线圈型结构的电感器是一种螺旋线圈结构的电感器，结构相对简单；但是由于磁路无法闭合，电感值较低。三维螺线管缠绕型电感器是一种立体结构电感器，由线圈和磁膜垂直缠绕构成，由于磁路与基片平行，可以减小涡流损耗，但也存在磁路不闭合、感值低等问题。在平面线圈和三维螺线管缠绕的电感器均存在磁路不闭合、感值低的条件下，一种基于环形螺线管结构的电感器应运而生。环形螺线管结构的电感器的磁芯由上下两层线圈包裹，磁芯与线圈之间设置绝缘层，该结构中，磁芯牢牢被线圈包裹住，漏磁非常小，可以获得较大的电感值。但是，该环形螺线管结构的电感器制造难度较大，难以实现工业化生产和运用。环形螺线管结构的电感器中，磁芯的制备尤为重要，而传统的磁性薄膜材料在半导体工艺兼容上存在很大的劣势，传统的磁控溅射等方法沉积磁性薄膜时，需要在600℃甚至更高的温度下进行晶化，同时需要很高的真空度，对设备及沉积条件的要求均苛刻，很难实现大规模工业化生产。