A Study on the Characteristic Analysis of Implemented Baseband AIN MIM Capacitor for Wireless PANs & Mobile Communication

무선PAN 및 이동통신용 기저대역 AIN MIM Capacitor의 구현과 특성분석에 관한 연구

The micro capacitors are passive elements necessary to electronic circuits and wireless portable PAN(personal area network) and Mobile Communications device modules in the baseband circuits in combination with another passive and active devices. As capacitance is proportionally increased with dielectric constant and electrode areas, in addition, inversely decreased the thickness of the dielectric material, thus thin film capacitors are generally seen as a preferable means to achieve high performance and thin film capacitors are used in a variety of functional circuit devices. In this paper, propose dielectric material as AIN(Aluminium nitride) to make micro thin film capacitor, and this capacitor has the MIM(metal-insulator-metal) structure. AIN thin films are widespread applied because they had more excellent properties such as chemical stability, high thermal conductivity, electrical isolation and so on. In addition, AIN films show low frequency response for baseband signal ranges, I-V and C-V electrical characterization of a thin film micro capacitor. The above experimental test and estimated results demonstrate that the thin film capacitor has sufficient and efficient functional performance to be the baseband range frequency of general electronics circuit and passive device applications.

반도체 공정의 미세화 및 마이크로 시스템 기술의 발전 그리고 소형 무선PAN 및 이동통신 장치들의 급증으로 인하여 전자부품들의 소형화와 직접화에 대한 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 본 연구에서는 휴대형 무선PAN 및 이동통신용 전자회로 설계에 다양한 목적으로 널리 사용되고 있는 기저대역의 수동소자들 중 미세 커패시터의 안정성과 전기적 특성을 확보하기 위하여, 유전체인 AIN을 사용하여 MIM구조로 제작된 미세 박막 커패시터 소자의 전기적인 특성을 분석하고 기저대역에서의 성능을 평가한다. 또한 제작된 미세 박막형 커패시터의 용량제어 방법을 제시함으로서 기저대역에서 범용으로 사용할 수 있는 미세 박막 커패시터의 모델을 제시하고자 한다. 또한, 주파수 대역에 따른 MIM구조의 AIN 커패시터 특성을 분석함으로서 향후 임베디드 소자와 집적화를 위한 고정밀의 미세수동 소자로서의 활용방안을 제시하고자한다.