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针对功率MEMS器件而设计的高电感密度3D MEMS片内螺线管电感器

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更新日期：2020-06-03 10:07
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详细介绍

在本文中，我们报告了3D电磁电感的设计和测量，该电感嵌入在Si基板中并且可以集成铁芯。通过兼容CMOS的MEMS制造工艺，我们制造出具有良好结构完整性和可重复性的各种电感器设计。电感器的平均电感和品质因数峰峰值变化低于10％，这表明制造工艺是可重复的。

电感器是电磁设备的最基本组件，也是电子设备的基本组成部分。微电感器现在广泛用于微传感器、微致动器、RF MEMS和功率MEMS中。诸如变压器、能量收集器和电磁电动机之类的功率MEMS器件通常需要电感器具有高电感，以实现功率密度，并具有高质量系数以提高效率。

随着MEMS器件变得越来越紧凑，它们还需要具有高电流容量且紧凑物理尺寸的电感器。通过将所有电力电子组件集成到一个芯片中，可以满足这些需求——更高的集成度将降低成本，减少所需空间并提高功率密度。因此，电感器制造工艺需要与CMOS兼容才能集成。已报道的CMOS兼容MEMS制造技术可以分为两类：片上电感器和片内电感器。为了制造片上电感器，表面微加工技术已经成熟并得到广泛使用。片内电感器可以利用未使用的基板体积，并省去基板表面上方的电感器高度，这使其更易于与CMOS器件集成。硅通孔技术是制造片内电感器的最可行方法。

由于高纵横比蚀刻和电镀对于构建片内电感器至关重要，因此开发制造技术仍然是一个挑战。我们的小组已经报告了最近正在研究的硅嵌入式电感器的制造工艺和性能。

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