초록 ▼

"수동소자 집적화 기술연구"를 1단계 수행하고, 2단계의 각각 1차년도, 2차년도 "수동소자 집적화 공정 확립"를 수행한 결과 요약 결론은 다음과 같다.
$\cdot$ R L C 소자재료의 공통화 연구 : 유전체는 TaO(tantalum oxide), 인덕터의 코일 Ta(tantalum), 커패시터의 상$\cdot$하부 전극 소재, 저항의 단자와 저항체 소재는 TaN(tanlum nitride)를 적용하였으며, 공정 단순화를 위하여 이원계로 제어하는 소재의 공통화 연구를 수행하였다.

"수동소자 집적화 기술연구"를 1단계 수행하고, 2단계의 각각 1차년도, 2차년도 "수동소자 집적화 공정 확립"를 수행한 결과 요약 결론은 다음과 같다.
$\cdot$ R L C 소자재료의 공통화 연구 : 유전체는 TaO(tantalum oxide), 인덕터의 코일 Ta(tantalum), 커패시터의 상$\cdot$하부 전극 소재, 저항의 단자와 저항체 소재는 TaN(tanlum nitride)를 적용하였으며, 공정 단순화를 위하여 이원계로 제어하는 소재의 공통화 연구를 수행하였다.
$\cdot$ 미세 가공기술 조건 선정 : 산화$\cdot$환원 분위기에 안정한 소재로써 Michael $Kohler^{#1}$ 에칭 연구를 근거로 습식 에칭 실험 방법으로 접근하여 인덕터 선폭 $20\;\mu{m}(\pm1.5\;\mu{m})$ 가공기술 조건을 설정하였다.
$\cdot$ 최적 재료정수 확립 : 집적화를 위한 개별소자인 인덕터, 커패시터, 저항을 구성하는 소재의 투자율, 유전율, 표면$\cdot$체적 저항률을 구하여 선형적인 재료정수를 구하였다.
$\cdot$ 박막 재료 신뢰성 연구 : 개발된 소재에 대해 Electromigration에 관한 조사를 하였으며, 온도 가속열화 실험으로 TCR, TCC 실험을 해 본 결과 양호하였다.
$\cdot$ 일괄공정 및 공정 단순화 : 일괄 공정 및 공정 단순화를 위하여 이원계 이하로 제어되는 박막 소재의 공통화를 하였으며, 1.8~2.2 GHz 주파수 영역에서 그 특성은 안정하였다.

Abstract ▼

Development of Advanced Materials and Process Methods for Integrated Passive Devices
o Fabrication of desirable devices by thin film process and integration method
o Design of advanced materials and improvement of fabrication technology for resistor R, inductor L and capacitor C
o Specifica

Development of Advanced Materials and Process Methods for Integrated Passive Devices
o Fabrication of desirable devices by thin film process and integration method
o Design of advanced materials and improvement of fabrication technology for resistor R, inductor L and capacitor C
o Specification of each device to be developed
- Thin film inductor: an inductance L of 1 nH~10 nH at 1~5 GHz and a quality factor Q of higher value than 5
- Thin film resistor: a resistance of l$\Omega$ ~ 10 $k\Omega$
- Thin film capacitor: a capacitance of 0.04 ~ 0.2 pF at 1~5 GHz
- Establishment of IPDs fabrication process for the use of wide-band linear amplifier Specification: Frequency: 1~4 GHz
Inductance L : 1 nH
Resistance R : 1 $k\Omega$
Capacitance C : 0.1 pF
- Reduction of IPDs occupancy from 60% to below 40% in the PCB panel area

목차 Contents

• 제1장 연구개발 과제의 개요...13
• 제2장 국내외 기술개발 현황...19
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...33
• 제1절 RLC 소재 공통화...33
• 1. 서론...33
• 2. 탄탈륨 이원계 박막 제조...33
• 3. 공통화 박막 소재의 물성...47
• 제2절 박막 소재의 미세가공...52
• 1. 서론...52
• 2. 미세가공...52
• 3. 결과...55
• 제3절 재료정수 확립...57
• 1. 커패시터 유전체 소재...57
• 2. 저항소자...63
• 3. 고주파 인덕터용 자성박막 제조 및 특성...72
• 제4절 박막 재료의 신뢰성...109
• 1. 온도 가속열화에 대한 안정성...109
• 2. Electromigration...114
• 제5절 집적화를 위한 공정...120
• 1. 서론...120
• 2. 리프트오프 및 에칭 공정...121
• 3. 수동소자 array와 소자특성(simulation)...126
• 제6절 시제품 회로 설계 및 모델링...133
• 1. VCO...133
• 2. 회로 설계...134
• 3. 레이아웃 모델링...144
• 제7절 RF 수동소자 디바이스 응용...145
• 1. EM Simulation 및 라이브러리...145
• 2. 수동소자를 이용한 RF 증폭기 설계...149
• 3. 고주파 송수신 마이크로 스위치...158
• 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도...165
• 제1절 목표 달성도...165
• 제2절 관련 분야에의 기여도...166
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획...169
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보...183
• 제7장 참고문헌...190