【正文】
horizontal one, which consists of two metal layers and one dielectric layer between. As a general rule, high conductivity metal and low loss dielectric material should be used. In addition to this requirement, the structure of the inductor should facilitate the implementation of PDMA. The vertical planar coil inductor utilizes oneport coplanar waveguide (CPW) configuration with 3 test pads (GroundSignalGround) with a pitch of 150μm. The three test pads also serve as the anchor of the vertical inductors on the substrate. Material Consideration Gold is used as the material for the bottom conductor (the coil). Gold is a ductile material with high conductivity. It is an ideal plastic deformation material for the implementation of PDMA. Copper is selected as the material of the top conductor (the bridge). Copper is also a high conductivity metal and its processing is patible with the gold bottom conductor during the fabrication. Silicon oxide and nitride are good dielectric materials available in silicon IC process. However, they are not suitable for vertical planar coil inductors due to high internal stress and poor adhesion on metal surface. CYTOP amorphous flurocarbon polymer is selected as the dielectric spacer of the vertical inductors. The electrical properties of CYTOP174。99. Proceedings of the 1999 IEEE International Symposium on CircuitsandSystems, 1999, . [3] B. K. Kim, B. K. Ko, and K. Lee, “Monolithic planar RF inductor and waveguide structures on silicon with performance parable to those in GaAs MMIC,” ., 1995, pp. 717720. [4] J. B. Yoon, C. H, Han, E. Yoon and C. K. Kim,“Highperformance threedimensional onchip inductors fabricated by novel micromachining technology for RF MMIC,” IEEEMTTSDigest,1999, pp 152326. [5] D. Young, V. Malba, J. Ou, A. Bernhardt, and , “Monolithic highperformance threedimensional coil inductors for wireless munication applications”, .,1997, pp. 6770. [6] J. B. Yoon, B. K. Kim, C. H. Han, E. Yoon, K. Lee and C. K. Kim, “Highperformance electroplated solenoidtype integrated inductor (SI2) for RF applications using simple 3D Surface micromachining technology,” ., 1998, . 利用 PDMA 制造的 MEMS 直立平面線圈式 感應器的發(fā)展現(xiàn)狀 摘要 這篇文章主要介紹了直立平面線圈感應器的發(fā)展現(xiàn)狀 。 關(guān)鍵詞: MEMS,平面線圈感應器,品質(zhì)因素, PDMA,諧振頻率 1 簡介 隨著的無線通信系統(tǒng)的完善,高性能(足夠好的品質(zhì)因素和自共振頻率 ) 的 芯片感應器是必需的 。同時,用不同的金屬來減少基底的損失和寄生現(xiàn)象, 包括除去感應器下面的基底,用一層厚的聚酰亞胺將感應器與基底隔離開等等。 實驗結(jié)果顯示這種直立平面線圈感應器要比傳統(tǒng) 的水平感應器有較少的基底損失和寄生現(xiàn)象 , 因此它可以達到高的品質(zhì)因素和自 共振頻率 。注意在固 定端附近的區(qū)域我們故意將其制作的很柔軟 。 并且懸梁將在基底的上方保持 一個固定的夾 角 Φ( 圖 1c) 。 3 設計與制作 直立平面線圈感應器的核心結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的由兩層金屬層和一層絕緣層組成的結(jié)構(gòu)是一樣的 。這三個檢測襯墊也作為基底上直立感應器 的 錨。銅也是一種高傳導率的金屬,它的處理與這個結(jié)構(gòu)中底部核心材料金 的處理方法一致 。 CYTOP 的電特性與 Polyimide(聚酰亞胺)和 Telfon(鐵氟 龍)的相類似。 圖 2 所示為直立平面線圈感應器的 PDMA 裝配過程和制作過程示意圖。 ( b) 在基底上沉積一層 厚的金(下面帶有一層犧牲層),刻蝕成感應 器的底部核心材料(線圈)。 ( f) 刻蝕氧化犧牲層,并將感應器結(jié)構(gòu)從基底釋放。 接下來感應器被裝配到豎直位置后, S11 被重復測量。這兩個感應器的感應系數(shù)為 。這種試驗襯墊不是被鑲嵌的,因為這種感應器 的基底是玻璃的 ,而且鑲嵌的影響幾乎沒有 。當感應器經(jīng) PDMA 過程而在豎直位置時,峰 值因素 Q 增大到 12,自共振頻率超過了 4GHz,這個值接近那些在玻璃基底上的 感應器 。 5 討論 1) 在這篇文章中,氧化物被當作 PDMA 中的犧牲層材料。但是感應器的結(jié)構(gòu)在 PDMA 之后可以通過不同的方法來加強(如涂覆聚 對二甲苯)以達到必要的硬度和耐磨度。 參考文獻 [1] C. P. Yue , S. S. Wong,硅片上螺旋感應器的物理模型 .電氣和電子工程師 協(xié)會譯 .電子裝置, 2021, 47( 3): 560568. [2] M. Ozgur, M. Zaghloul, M Gaitan,高品質(zhì)因素 Q 的 CMOS 微機械感應器 . 電氣和電子工程師協(xié)會關(guān)于電路和系統(tǒng)的國際研討會會議記錄, 1 99 9, 2: 57758