Spiral inductors integrated in VLSI technologies: modelling and simulation

• Autorzy: Kałuża M.

Warianty tytułu

PL

Spiralne cewki scalone w technologiach VLSI - modelowanie i symulacja

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a new approach to the problem of silicon integrated spiral inductors modeling. Based on 3D simulations and published data, a list of physical phenomena to be taken into account in the model is created and based on it, the spiral inductor modeling by frequency sampling method is presented. A test circuit containing 6 spiral inductors was designed and integrated in a silicon technology to verify the proposed method . Next the parameters of the spiral inductors from the test circuit were measured and compared with simulations results. The comparison for one of those six spiral inductors is presented in the article.

PL

W artykule przedstawiono nową metodę modelowania spiralnych cewek scalonych w technologiach krzemowych. W oparciu o trójwymiarowe symulacje elektromagnetyczne i publikowane w literaturze dane, opracowano listę zjawisk fizycznych, które należy uwzględnić w modelu cewek spiralnych. Następnie zaproponowano metodę modelowania cewek z wykorzystaniem techniki próbkowania w dziedzinie częstotliwości. Aby zweryfikować zaproponowane rozwiązanie, zaprojektowano, a następnie scalono w technologii krzemowej układ testowy, zawierający 6 cewek spiralnych. Parametry tych cewek zostały zmierzone i porównane z wynikami symulacji. W artykule przedstawiono porównanie dla jednej z tych cewek.

Słowa kluczowe

EN

VLSI technologie; microelectronics; modelling; integrated spiral inductor

PL

układ VLSI; mikroelektronika; usługi elektroniczne; element elektroniczny; struktura półprzewodnikowa; modelowanie; cewka spiralna scalona

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 115
• Strony: 33--38
• Opis fizyczny: bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Kałuża M.

• Technical University of Łódź, Division of Microelectronics and Computer Science

Bibliografia

• [1] Wamer RM.: Integrated Circuits: Design Principles and Fabrication, McGrawHill, 1965.
• [2] Nguyen NM., Meyer R.G.: Si IC-compalible inductors and LC passive filters, IEEE Journal of Solid State Circuits 25 (8), 1028-1031 (1990).
• [3] Hasegawa H. et al: Properties of microstrip linę on Si-SiO2 system, IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques 19 (11), 869-881 (1971).
• [4] Koustsoyannopoulos Y., Papananos Y.: SISP: a CAD tool for simulating the Performance of polygonal and multi-layer integrated inductors on silicon substrates, Proc. ICVC97 Conference.
• [5] Greenhouse HM.: Design of planar rectangular microelectronics inductors, IEEE Transactions on Parts, Hybrids, and Packaging 10 (2), 101-109 (1974).
• [6] Hai Lan: Analysis and Fast Extraction Techniąue for Microstrip On-Chip Interconnects on Silicon Substrate, M.Sc. Thesis, Oregon State University, 2001.
• [7] Arz U. et al: Influence of the substrate resistivity on the broadband propagation characteristics of Silicon Transmission lines, 54th ARFTG Conference Digest, 58-63 (1999).
• [8] Tuncer E.: Extraction of Parameters of High-Speed Digital Interconnects, Ph.D. Thesis, UniversityofTexas, 1995.
• [9] Wateon A. et al.: Wide-band distributed modeling of spiral inductors in RFICs, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1011-1014 (2003).
• [10] Kuhn W., Ibrahini NM.: Approximate analytical modelling of current crowding effects in multi-turn spiral inductors, Proceedings of the 2000 IEEE Radio Freąuency Integrated Circuits (RFIC) Symposium, 271-274 (2000).