본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

학위논문 상세정보

마이크로파用 칩 인덕터의 最適化 設計 및 特性分析에 관한 硏究 원문보기
A Study on the Optimized Design Rule of the Chip Inductors and Characteristic Analysis for RFIC's

  • 저자

    李哲圭

  • 학위수여기관

    명지대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    電氣工學

  • 지도교수

  • 발행년도

    2000

  • 총페이지

    vii, 70 p.

  • 키워드

    마이크로파 인덕터 칩;

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8949048&outLink=K  

  • 초록

    본 연구에서는 실리콘 기반의 마이크로파용 칩 인덕터의 최적화 설계를 위한 시뮬레이션과 특성분석 그리고, 개선된 구조의 칩 인덕터를 제안 하였다. 실리콘 기판상에서 운용되는 칩 인덕터의 고주파 특성은 기판에서 발생되는 여러 가지 기생손실로 인하여 충실한 성능지수(Q-factor)를 나타내지 못하고 있다. 이는 인덕터의 도전체가 고주파에 따른 표피 효과(Skin effect), 인접한 도전체 사이의 좁은 간격으로 인한 근접효과(Proximity effect), 고주파 대역에서 실리콘기판의 전도성으로 인한 와전류(Eddy current)와 옴손실(Ohmic loss)에 기인하기 때문이다. 또한, 국부적으로 MMIC에 응용시 1-3GHz 대역에서 많은 손실성분으로 인하여 주파수 선택성에 문제점을 가지고 있다. 이러한 인덕터는 그 단순한 구조에 비하여 시뮬레이션에 있어 매우 복잡한 파라미터들로 구성되어 있는바 인덕터 제조의 선행단계로서 정확한 분석이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 손실 파라미터에 대한 정확한 분석을 정의함과 동시에 ASITIC 시뮬레이터를 이용하여 일정 칩 면적(512×512μm²)내에서 인덕터의 면적(200, 300, 400, 500μm), 내부간격(20, 45, 75, 115, 177μm), 도전체간의 간격(2-5μm), 너비(5-15μm), 산화층의 두께(2.5-6.0μm), 기판 저항률(6-10Ω·cm)을 변화시키면서 인덕터의 충실도에 미치는 영향을 고찰하고, 결과적으로 최적의 인덕터 설계 지침을 제안하였다. 그 결과 좁은 인덕터 도전체간의 간격, 분로 기생성분과 손실을 최소화하기 위한 두꺼운 산화막층, 와전류 감소를 위한 도전체 그룹간의 적절한 간격유지 그리고, 특성 주파수 대역(1-3GHz)에서의 최적의 도전체 너비(10-15μm)를 확인하였다. 또한, 고주파에서 중요한 손실로서 작용하는 기판에서의 신호손실을 방지하기 위하여, 인덕터와 산화막층 사이에 알루미늄 층을 형성함으로써, 충실도의 향상이 약 11% 정도 됨을 확인하였다. 결과적으로, LC 공진회로에서의(인덕터)에서의 기생손실을 배제함으로써, 기존의 주파수 선택성에 있어서도 보다 훌륭한 특성을 얻을 수 있었다.


    Si ICs are finding wide application in the GHz frequency range. However, the lossy Si substrate makes the design of high Q reactive components difficult. Despite this difficulty, the low cost of Si IC fabrication over GaAs IC fabrication and potential for integration with baseband circuits makes Si the process of choice in many RF IC application. So, Si IC spiral inductors for RIF IC's are analyzed using electromagnetics analysis. The analysis is applied to traditional square and coupled inductors. A custom CAD tool ASITIC is used for the analysis, design, and optimization of these structures. To enhance the inductor quality (Q) factor, a variety of the simulation is completed and investigated the characteristic analysis. As a result of the procedure, we presented the design rules of the chip inductors for RF ICs and improvement in Q. Also, we presented the improvement in Q of a LC tank by using the aluminum ground shield. The GS inductor is improved by about 11 %.


 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역