基于MEMS工艺的磁芯微电感的有限元模拟研究

直流输入情况下的电势----磁场分布-（顶视图）
直流计算结果：
根据公式：
Wm 1 2

m
B H d
v
L
2W
I
2
得出：
电感值： 端口电流 ： 导线电导：
7.3052e-9H 1.31101A 1.31101S
交流输入1000Hz 1V电压下电感响应---磁场分布
交流计算结果：
编号：L089
基于MEMS工艺的磁芯微 电感的有限元模拟研究
目录
1. 2. 3. 4. 项目背景 制作工艺 有限元模拟 项目结论
1.项目背景：
在各类电子线路中，磁性器件如电感 器件是电子线路中不可缺少的重要器件。 当前学术界主流研究的微电感是平面线圈 结构
带磁芯的螺线管微电感
1. 磁路形成闭合回路以降低漏磁;
去胶，得到Cu下电极
生长SiO2隔离层1μ m
涂胶 10μ m
光刻磁芯
溅射并电镀磁芯10μ m
去胶
生长SiO2隔离层1μ m
刻蚀Cu导线边孔—顶视图
电镀Cu
生长SiO2 1μ m
刻蚀Cu导线上部—顶视图
溅射并电镀Cu上电极5μ m—顶视图
U型磁芯微电感的三维结构图
3.有限元模拟：
采用COMSOL Multiphysics有限元方法 对该微电感的三维电磁场进行了模拟，并 且在直流和交流下输入下分别计算了其电 感值。
静态边界条件
端口： 一端接地 一端输入1V电压 区域： -方框：SiO2 相对磁导率1 介电常数4.2 -Cu导线： 10μ m ×10μ m -磁芯： 相对磁导率1000
根据公式：
ˆ n A 0 e ˆ nJ 0
L Im ( Z )
得出：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
频率： 1000Hz 电导： 1.31101-7.889e-5i（S） 电感值： 7.30519e-9H
4:项目结论：
本项目设计的磁芯微电感具有较好的 低频特性其电阻值为0.76 Ω ，电感值为 7.31 nH。抽去磁芯，电感值为0.76 nH。
2. 因为磁芯的存在，能获得较大的电感值。
2.制作工艺：
本项目结合MEMS工艺，采用CoventorWare 软件设计了一种带磁芯材料的螺线管微电 感。
Si（100）衬底
沉积SiO2 2μ m
电子束蒸发Ti/Cu种子层 0.05μ m
涂胶 5μ m
光刻导线下电极
电镀Cu 5μ m（填满槽）
谢谢