【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路的平面电感，尤其涉及一种薄膜型磁芯材料及其制备方法。
技术介绍
1、现如今，各种电子产品在我们的生活中发挥了重要的作用。随着电子信息技术的飞速发展，为了满足快的信息传输速率和低的功率损耗等要求，各种现代通讯设备逐渐向高频化、集成化和微型化方向发展。在这样的背景下，电感技术及电感器件的迅猛发展成了必然趋势，也成为了重点的关注方向。
2、磁芯是电感器件中的核心组成部分，其综合性能和结构直接影响着电感器件的性能和效率。一方面，磁芯的材料和形状会影响电感的电感值，决定了其对电流变化的响应速度。磁芯结构可以降低磁损耗，提高电感的能效，减少能量转化过程中的损失。另一方面，磁芯的综合性能如高取向性、高电阻率、铁磁共振频率、各向异性等，决定着电感密度和品质因数。
3、现有的磁芯多为单层或双层结构，且磁芯的综合性能较差，比如铁磁共振频率较低或各向异性较低，进而影响着电感器件的电感密度和品质因数。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供了一种薄膜型磁芯材料及其制备方法，制备综合性能较高的薄膜型磁芯材料。
2、一方面，本专利技术提供了一种薄膜型磁芯材料，包括基体、电介质薄膜和绝缘保护层，所述电介质薄膜位于所述基体和绝缘保护层之间；
3、在所述电介质薄膜远离所述基体一侧开设有多个沟槽，在所述沟槽内嵌设有软磁材料，且所述软磁材料的上表面与所述电介质薄膜上表面在同一平面内。
4、进一步地，所述软磁材料的截面形状为矩
5、进一步地，所述软磁材料的宽度为10-15μm。
6、进一步地，每两个相邻所述软磁材料间的距离为3-5μm。
7、进一步地，所述软磁材料占软磁材料和电介质薄膜总体积的0.33-0.62vt％。
8、进一步地，所述电介质薄膜的电阻率为107-1019ω·cm。
9、另一方面，本专利技术提供了一种薄膜型磁芯材料的制备方法，包括以下步骤：
10、s1：电介质薄膜的制备
11、将基体置于热氧炉中的石英玻璃反应管中，在反应管中通入氧气的同时将反应管加热到900-1200℃，加热80-120小时，在基体上形成电介质薄膜；
12、s2：沟槽的制备
13、在电介质薄膜上旋涂2-5μm的光刻胶；然后置于加热板上进行烘烤加热；再将掩膜板置于光刻胶上方，采用紫外线光源进行接触式曝光，曝光入射角为45°-90°；曝光后去除光刻胶，进行二次烘烤加热；最后采用掺杂20％氧气的四氟化碳气体进行反应离子刻蚀，制得沟槽；
14、s3：软磁材料的制备
15、采用磁控溅射的方式在沟槽中形成软磁材料，然后置于盛有丙酮的容器中水浴加热，去除残留的光刻胶及软磁材料；
16、s4：保护层的制备
17、在软磁材料上形成保护层，制得薄膜型磁芯材料。
18、进一步地，所得薄膜型磁芯材料由基体、电介质薄膜和绝缘保护层构成，所述基体的厚度为400-800μm；电介质薄膜的厚度为800-1500nm；保护层的厚度为2-4μm；其中电介质薄膜中嵌设有软磁材料，软磁材料的宽度为10-15μm，高度为200-1000nm；软磁材料与软磁材料之间的距离为3-5μm。
19、进一步地，在步骤s2中，旋涂光刻胶的过程包含两个加速过程和两个匀速过程，两个加速过程中旋转加速度为300rad/min2和500rad/min2；而两个匀速过程的速度分别为1000rad/min和3000rad/min。
20、进一步地，在步骤s2中，烘烤加热的温度为100-120℃，烘烤时间100-150s；二次烘烤加热的温度为100-120℃，烘烤时间150-200s。
21、进一步地，在步骤s2中，曝光剂量设定为100-160mj/cm；曝光入射角为45°-90°，曝光时间5s。
22、进一步地，所述基体为硅、锗、砷化镓、磷化铟、砷化铟或锑化镓。
23、进一步地，所述软磁材料为fexcoybz，其中x：6000-6500，y：3000-3500，z：3-8。
24、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
25、1、本专利技术所提供的薄膜型磁芯材料包括基体、电介质薄膜和绝缘保护层，并且在电介质薄膜上均匀嵌设有软磁材料，且所述软磁材料的上表面与所述电介质薄膜上表面在同一平面内。所得薄膜型磁芯材料具有较高的综合性能，如铁磁共振频率在3.8ghz以上，各向异性在450oe以上，将其用在电感器件中，具有较高的电感密度和品质因数；
26、2、在本专利技术中，软磁材料的截面形状可以为长方形，所得薄膜型磁芯材料的铁磁共振频率在4.0ghz以上，各向异性在450oe以上，将所得薄膜型磁芯材料用做电感器件时，电感密度在87nh/mm2以上，品质因数为3-8；软磁材料的截面形状可以为等腰梯形，所得薄膜型磁芯材料的铁磁共振频率在3.8ghz以上，各向异性在500oe以上，将所得薄膜型磁芯材料用做电感器件时，电感密度在94nh/mm2以上，品质因数为4-10；
27、3、在本专利技术中，软磁材料嵌设在电介质薄膜上，所以需要严格控制软磁材料的排列顺序和镶嵌密度，本专利技术中软磁材料的宽度为10-15μm，每两个相邻软磁材料间的距离为3-5μm，且所述软磁材料占软磁材料和电介质薄膜总体积的0.33-0.62vt％，在上述尺寸的配合下，所得磁芯具有较好的综合性能，铁磁共振频率为3.8-4.7ghz，各向异性为455-697oe；
28、4、本专利技术提供了一种薄膜型磁芯材料的制备方法，严格控制每个步骤中工艺参数能够获得综合性能较高的薄膜型磁芯，如铁磁共振频率在3.8-4.7ghz，各向异性在455-697oe，制备方法较为简单，易于实现，将所得薄膜型磁芯材料用在电感器件中，电感密度在80nh/mm2以上，品质因数为3-10。
29、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种薄膜型磁芯材料，其特征在于，包括基体、电介质薄膜和绝缘保护层，所述电介质薄膜位于所述基体和绝缘保护层之间；
2.根据权利要求1所述薄膜型磁芯材料，其特征在于，所述软磁材料占软磁材料和电介质薄膜总体积的0.33-0.62vt％。
3.根据权利要求1所述薄膜型磁芯材料，其特征在于，所述电介质薄膜的电阻率为107-1019Ω·cm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，所得薄膜型磁芯材料由基体、电介质薄膜和绝缘保护层构成，所述基体的厚度为400-800μm；电介质薄膜的厚度为800-1500nm；保护层的厚度为2-4μm；其中电介质薄膜中嵌设有软磁材料，软磁材料的宽度为10-15μm，高度为200-1000nm；软磁材料与软磁材料之间的距离为3-5μm。
6.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，旋涂光刻胶的过程包含两个加速过程和两个匀速过程，两个加速过程中旋转加速度为300r
7.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，烘烤加热的温度为100-120℃，烘烤时间100-150s；二次烘烤加热的温度为100-120℃，烘烤时间150-200s。
8.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，曝光剂量设定为100-160mJ/cm；曝光入射角为45°-90°，曝光时间5s。
9.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，所述基体为硅、锗、砷化镓、磷化铟、砷化铟或锑化镓。
10.根据权利要求7所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，所述软磁材料为FexCoyBz，其中x：6000-6500，y：3000-3500，z：3-8。
...【技术特征摘要】
1.一种薄膜型磁芯材料，其特征在于，包括基体、电介质薄膜和绝缘保护层，所述电介质薄膜位于所述基体和绝缘保护层之间；
2.根据权利要求1所述薄膜型磁芯材料，其特征在于，所述软磁材料占软磁材料和电介质薄膜总体积的0.33-0.62vt％。
3.根据权利要求1所述薄膜型磁芯材料，其特征在于，所述电介质薄膜的电阻率为107-1019ω·cm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在于，所得薄膜型磁芯材料由基体、电介质薄膜和绝缘保护层构成，所述基体的厚度为400-800μm；电介质薄膜的厚度为800-1500nm；保护层的厚度为2-4μm；其中电介质薄膜中嵌设有软磁材料，软磁材料的宽度为10-15μm，高度为200-1000nm；软磁材料与软磁材料之间的距离为3-5μm。
6.根据权利要求4所述薄膜型磁芯材料的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨阳，罗曦，安静，牟星，何峻，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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