Etude de matériaux ferromagnétiques doux à forte aimantation et à ...

Contexte
2.4.2 Cu épais en AIC
Le passage de la technologie classique aluminium « front-end » vers la technologie
cuivre épais « Above IC » permet d’améliorer drastiquement les performances des
inductances en terme de facteur de qualité. En effet, le cuivre possède une meilleure
conductivité (ρ ∼ 6.0 10 7 S/m) que l’aluminium (ρ ∼ 3.8 10 7 S/m) et le facteur de qualité
maximum est amélioré de plus de 60 % [28] (figure 24). Les procédés de fabrication
d’inductances planaires en cuivre épais (4 à 5 µm) sont compatibles avec les contraintes des
circuits de microélectronique et sont déjà en production industrielle.
Figure 24 : Résultats de simulation du facteur de qualité d’une inductance en aluminium comparé à celui d’une
inductance en cuivre [28].
2.5 Designs alternatifs visant à augmenter le facteur de qualité
Il existe d’autres phénomènes relevant aussi de la résistance propre de l’inductance qui
affectent grandement le facteur de qualité. En particulier, les inductances spirales sont le siège
de répartitions très inhomogènes du courant à haute fréquence en raison des différences de
potentiel entre spires voisines. En effet, chaque spire possède une longueur déroulée d’autant
plus faible qu’on va vers le centre de l’inductance. Les spires les plus centrales sont alors
caractérisées par des résistances plus faibles et une concentration plus intense du champ
magnétique. Elles seront donc le siège d’effets induits plus marqués. Il est donc important de
symétriser ou d’homogénéiser la distribution du courant tout le long de la spirale. Il existe
plusieurs solutions à cela.
2.5.1 Dérivation horizontale
Les spires immédiatement voisines sont réalisées sur deux niveaux de métal distincts
et de façon symétrique de sorte que les tours complets intérieurs et extérieurs ont globalement
la même résistance et la même inductance propre (et le même potentiel électrique). Cette
approche, appelée dérivation horizontale, peut supprimer le courant d’encombrement et donc
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