高频率集成微感应器：直接电镀法在Ni-Zn-Cu铁氧体基板上的MEMS制造

本文主要探讨了基于微电子机械系统（MEMS）的方法，用于在镍-铜-锌铁氧体（Ni0.49Zn0.33Cu0.18Fe2O4）基板上制造高频率（超过30MHz）的集成电感器。这一创新技术在微型和纳米系统中心，Tyndall国家研究所，科克大学的Lee Maltings校区，爱尔兰的研究团队由Ricky Anthonyn、Ningning Wang、Declan P. Casey、Cian Ó Mathúna和James F. Rohan等人共同完成。 文章的重点在于描述了一种表面微加工工艺，该工艺可以直接在金属基底上通过光致抗蚀剂模子电镀出铜线，从而绕制电感线圈，无需额外的绝缘介质，因为铁氧体材料的高电阻特性（约10^8欧姆·米）能够有效隔离线圈和磁芯底部。这种工艺的优势在于简化了制造过程，减少了传统多层结构所需的复杂性，并可能提高电感器的性能。 实验结果显示，所制备的电感器在1MHz时具有约367nH的电感值，对应的直流电阻为1.16Ω，且品质因数（Q值）高达414，显示出出色的高频性能。而在30MHz测试下，电感器降为244nH，直流电阻为0.86Ω，尽管Q值有所下降，但仍保持在18，证明了这些微制电感器在高频应用中的可行性。 这项工作对于集成磁性器件，特别是DC-DC转换器的设计和优化具有重要意义，因为它提供了高效率、小型化和低成本的解决方案。它也扩展了微电子技术在高频电路设计中的应用潜力，为进一步探索微电子机械系统在高频集成电路中的角色奠定了基础。未来的研究可能会集中在优化工艺参数、提升电感器的稳定性和一致性，以及探索更广泛的材料组合，以满足不同频段和特定应用的需求。