A Study on the Fabrication and High Frequency Characteristics of Close type Magnetic Planar Inductor

폐자로형 평면 인덕터의 제조 및 고주파 특성에 관한 연구

In accordance with tendency to miniaturization and high frequency operation of electronic products, extensive efforts of miniaturizing magnetic devices such as inductors, transformers and magnetic sensors are being made. In order to study on fabrication and characteristic of micro-magnetic devices, we carried out two sets of experiments. One is to develop a magnetic film that is suitable for high frequency operation, and the other is to develop the fabrication processes for realizing the micro-coil with meander shape. Magnetic films were composed of FeTa(N,C) fabricated by DC magnetron sputtering system. Their microstructures were nanocrystalline structure and magnetic properties showed Bs:13~17 kG, Hc:0.1~0.2 Oe and $\mu$':2000~4000. Cu coil pattern fabricated by selective electroplating process showed good electrical conductivity. In the case of air core inductors, inductance (L) of 50 nH, resonance frequency $(f_R)$ of 700 MHz, and quality factor (Q) of 30 at 200 MHz could be obtained. In the case of close type magnetic inductors, inductance (L) of 150 nH, resonance frequency $(f_R)$ of 100 MHz, and quality factor (Q) of 4 at 10~30 MHz could be obtained.

본 연구에서는 micro magnetic device의 제작과 특성 분석을 위하여 고주파수 대역에서 사용가능한 자성체의 개발과 meander형 마이크로 코일의 가공 기술 확립에 그 목적을 두었다. 자성체로서는 DC magnetron reactive sputtering system에 의해 제조된 초 미세결정구조를 갖는 FeTaC, FeTaN막을 사용하였으며, 그 자기적 특성은 다음과 같다. Bs:13~17kG, Hc:0.1~0.2Oe, $\mu$':2000~4000. 전기 도금법에 의해 제작된 Cu코일은 2$\mu$$\Omega$-cm의 비저항을 나타내었으며, 공심형 5turn 언덕터의 경우에는 50nH의 인덕턴스와 700MHz의 공진 주파수 그리고 200MHz에서 30의 성능 지수를 보였다. 또한 meandergudxo의 폐자로 인덕터에서 인덕턴스는 150nH, 공진 주파수는 100MHz, 그리고 성능지수는 10~30 MHz에서 4의 값을 나타내었다.