Penn 엔지니어, 온칩 통합을 위한 CMOS 호환 수직 토로이달 인덕터 개발

필라델피아 – 2025년 12월 2일 – 펜실베이니아 대학의 MicroSensors 및 MicroActuators Group 연구원들이 획기적인 기술을 공개했습니다.수직 토로이달 인덕터실리콘 웨이퍼에 직접 내장되어 전력 변환기 및 고주파 전자 장치를 위한 초소형 온칩 통합이 가능합니다. 선도적인 마이크로 전자공학 저널에 발표된 이 연구는 깊은 실리콘 트렌치에 3D 자기 구조를 내장하는 문제를 극복하는 CMOS 호환 제조 공정을 자세히 설명합니다.

프로토타입수직 토로이달 인덕터60nH의 인덕턴스, 399mΩ의 DC 저항, 70MHz에서 17.5의 품질 계수를 달성합니다. 이는 훨씬 적은 공간을 차지하면서 기존 표면 실장 인덕터에 필적하는 성능 지표입니다. 팀은 다중 레벨 웨이퍼 에칭, 캐비티 성형 및 웨이퍼 관통 상호 연결을 활용하여 디지털 제어 회로와 전원 스위치가 웨이퍼 표면에 위치하도록 인덕터를 실리콘 기판에 성공적으로 통합했습니다. 이 설계는 DC-DC 컨버터의 전체 크기를 최대 40%까지 줄여 휴대용 전자 장치, 웨어러블 기기 및 IoT 장치의 소형화에 따른 주요 병목 현상을 해결합니다.

“임베딩수직 토로이달 인덕터"실리콘 벌크 내에서 사용되지 않은 볼륨을 잠금 해제하여 보다 복잡하고 컴팩트한 시스템을 가능하게 합니다."라고 수석 연구원은 말했습니다. 이 기술은 공간 효율성과 열 성능이 중요한 차세대 3D IC 및 전력 관리 모듈에 특히 유망합니다. 팀은 현재 대량 생산을 위한 공정 규모를 확장하기 위해 반도체 제조업체와 협력하고 있습니다.