Analisi di induttori integrati a film magnetico mediante simulatori EM

In questa tesi sono stati analizzati induttori integrati nel caso di utilizzo di film ad elevata permeabilità magnetica relativa (μR).
In particolare, la tecnologia dei film magnetici consente oggi di integrare uno o più strati di materiale ferromagnetico sui tradizionali processi al silicio con l’obiettivo di incrementare sensibilmente il livello di induttanza per unità di area e migliorare il fattore di qualità soprattutto a bassa frequenza.
Lo studio è stato focalizzato su un particolare materiale conosciuto con la sigla CZT (CoZrTa) che si è già dimostrato adatto all’integrazione e mostra interessanti valori di μR (fino a circa 700). Questo materiale tuttavia è un materiale anisotropo e dispersivo e quindi l’analisi di strutture con film di CZT non può essere condotta mediante i tradizionali tool di simulazione EM 2D, ma richiede l’uso di simulatori full-wave 3D (HFSS) con opportuni set-up per la modellizzazione della dispersività e dell’anisotropia del materiale. In tal modo sono state analizzate le prestazioni di induttori a spirale e di tipo “elongated”, valutando soluzioni a singolo e doppio film magnetico (isotropo e anisotropo) con l’introduzione di vias magnetiche e di strutture patternate per ridurre gli effetti di perdita.