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マイクロメカニクス技術を用いたGHz帯可変インダクタの開発

Research Project

Project/Area Number 14655132
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 電子デバイス・機器工学
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

益 一哉  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20157192)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 健一  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (70361772)
下河邉 明  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016796)
Project Period (FY) 2002 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords集積回路 / シリコン / インダクタ / オンチップ / 受動部品
Research Abstract

本研究は、元々「マイクロアクチュエータ」という微少機械部品としての応用を目指していた研究を、「可変インダクタ」という電気回路部品として、いわば異なる応用分野へ展開しようとする研究である。現在の携帯電話をはじめとする機器ではGHz帯で動作するSi CMOSパワーアンプなどが利用されている。最適な動作を行うためにインピーダンスマッチングを取るために、受動素子としての高性能インダクタが必要であり、また小型化のためにはこの受動素子であるインダクタがSiチップ上に形成されていることが好ましい。Si ULSIでは加工寸法ばらつきなどが本質的に伴うため、チップ毎に最適マッチングをとるためにはチップ上のインダクタが可変であることが望まれる。本研究ではSi ULSIプロセスに適合可能なマイクロメカニクス技術(MEMS技術)を利用して、Siチップ上に可変インダクタを形成する。具体的な材料として「薄膜金属ガラス」を用いる。これまでに分担者が開発してきた「マイクロ構造アクチュエータ」構造を「GHz帯可変インダクタ」に応用する。本年度は、GHz帯での利用を想定し、インダクタンスは数nH、インダクタンス可変範囲10%程度、Q値は10以上を目標とした。当初計画していたものに加え、オンチップスパイラルインダクタと導体板を用いた構造の可変インダクタを開発した。導体板をMEMSアクチュエータにより移動させることで、290%もの変化率を達成することに成功した。再配線層を用いたインダクタにより、Q値が50以上の可変インダクタを作製することに成功した。

Report

(2 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All Other

All Publications (12 results)

  • [Publications] H.Sugawara, Y.Yokoyama, S.Gomi, H.Ito, K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera, K.Masu: "Variable RF Inductor on Si CMOS Chip"Japanese Journal of Applied Physics. (To be published). (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Itoi, M.Sato, H.Abe, H.Sugawara, H.Ito, K.Okada, K.Masu, T.Ito: "On-Chip High-Q Cu Inductors Embedded In Wafer-Level Chip-Scale Package for Silicon RF Application"IEEE MTT-S International Microwave Symposium. (To be published). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera: "Modeling and Optimization of On-Chip Spiral Inductors in S-parameter Domain"IEEE International Symposium on Circuits and Systems. (To be published). (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera: "Design Optimization Methodology of On-Chip Spiral Inductors"IEICE Transactions on Electronics. Vol.E87-C No.6(To be published). (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sugawara, H.Ito, K.Okada, K.Masu: "Variable RF Inductor on Si CMOS Chip"International Workshop on Compact Modeling. 24-28 (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Gomi, Y.Yokoyama, H.Sugawara, H.Ito, K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera, K.Masu: "Variable RF Inductor on Si CMOS Chip"International Conference on Solid State Devices and Materials. 398-399 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yamaguchi, Y.Yokoyama, S.Ikeda, T.Kuribara, K.Masu, K.Arai: "Equivalent circuit analysis of RF integrated inductors with/without ferromagnetic material"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Fukushige, Y.Yokoyama, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "Fabrication and Evaluation of On-Chip Micro Variable Inductor"Proceedings of Micro-and Nanoengineering International Conference (MNE2002), (Lugano, Switzerland). 210-211 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"2002 International Conference on Solid State Devices and Materials, Nagoya. 306-307 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 横山 佳巧, 福重 孝志, 秦 誠一, 益 一哉, 下河辺 明: "「MEMS技術によるオンチップ可変インダクタ」"2002年(平成14年)秋季第63回応用物理学会学術講演会. 26p-F-17 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 横山 佳巧, 福重 孝志, 秦 誠一, 益 一哉, 下河辺 明: "オンチップRF可変インダクタの開発"応用物理学会分科会シリコンテクノロジー. 49号. 23-28 (2003)

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      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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