基于厚銅工藝的高性能片上螺旋電感研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,硅基片上螺旋電感作為射頻芯片的關(guān)鍵器件,已成為國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界的研究熱點。利用先進銅工藝技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)硅襯底上制作射頻器件及電路,符合射頻終端低成本、全集成的發(fā)展需求。
  本文采用單大馬士革銅互聯(lián)工藝技術(shù),開發(fā)了厚銅工藝,并設(shè)計了系列片上電感進行了流片,并進行了測試和分析了單圈和差分電感,并利用自感應(yīng)參數(shù)方法針對差分電感完成電感參數(shù)提取及電感建模工作,從而滿足客戶在射頻集成電路設(shè)計者的應(yīng)用。
  本文主要工作如下:

2、  基于電磁場理論系統(tǒng)分析了片上螺旋電感的損耗機理及影響電感品質(zhì)因子Q值的多種結(jié)構(gòu)參數(shù),同時利用三維高頻仿真工具HFSS對多種工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的電感進行了大量的模擬仿真,驗證了采用厚銅工藝對提高高性能片上電感性能的重要性,并設(shè)計完成了系列電感來評估其性能。本文基于0.13μm銅后道工藝線,采用單大馬士革工藝技術(shù),通過深高寬比的深槽刻蝕和化學(xué)機械拋光等關(guān)鍵工藝開發(fā),建立了生產(chǎn)螺旋電感所需采用的厚銅互聯(lián)制造工藝流程,在200mm晶圓生產(chǎn)線上制

3、備了3μm厚的頂層金屬導(dǎo)線,其方塊電阻達到6毫歐姆,實現(xiàn)了高性能電感的制造。
  測試分析和模型提取。通過在片高頻測試系統(tǒng),對制備完成的大量厚銅片上螺旋電感進行了系統(tǒng)的測試分析,測試結(jié)果符合設(shè)計規(guī)格。結(jié)果顯示:電感值L為2.2nH的片上電感,在工作頻率為2.2GHz時其Q值達到16.6,大大優(yōu)于相同結(jié)構(gòu)的鋁電感。
  針對差分電感,完成電感參數(shù)提取及電感建模工作。本文采用的一種基于物理的、完備的、可按比例變化的電感模型,具有

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