集成微电感是单片微波集成电路(MMIC)设计中实现阻抗匹配、直流偏置、移相和滤波等功能的重要无源器件,广泛应用在放大器、振荡器、混频器和匹配网络等单元电路中。将磁性材料集成到微电感中可以增加电感感值,有效减少线圈磁漏,是实现高性能MMIC集成微电感很有前景的一种方法。本文研究了高频NiFe-SiOx磁性薄膜的性能及制备工艺,在此基础上,采用标准MMIC集成工艺实现了基于NiFe-SiOx薄膜的MMIC集成磁膜微电感,实验结果表明NiFe-SiOx薄膜的引入可有效提高MMIC微电感的性能。利用TRL校准的方法,解决Ansoft HFSS对加磁偏源的磁性材料无法仿真的问题,并在此基础上对加载磁膜电感进行仿真,根据仿真结果,设计了MMIC集成磁膜电感的结构及版图。采用磁控溅射制备了两种类型的NiFe-SiOx薄膜:????NiFe为40%的夹心多层型磁膜和????NiFe为60%的复合型磁膜。使用常规退火对其进行热处理。测试结果表明:夹心多层型磁膜表面平整度和磁性能均优于复合型磁膜。在GaAs和GaN基片上采用与现有MMIC工艺制备了集成磁膜电感,优化了制备磁膜的光刻和剥离工艺,整个光刻与剥离工艺与现有MMIC工艺完全兼容。使用矢量网络分析仪对磁膜电感进行微波性能测试,测试结果表明:①加载磁膜对微电感的电感量有明显提升;②但是由于加载磁膜在高频时的涡流损耗,使得加载磁膜电感的Q值均低于空芯电感;③线圈和磁膜的物理参数改变对电感性能的影响与仿真结果基本一致;④对于夹心多层型磁膜电感,在较低频(1GHz～6GHz)范围会出现微波吸收现象,出现微波吸收现象的频段随磁膜的体积增大而降低。最后结合NiFe-SiOx两种类型磁膜的特点和磁膜电感的测试结果,采用ADS拟合优化的方法,对现有的磁膜电感集总参数模型进行了改进,得到了适合NiFe-SiOx磁膜电感的集总参数模型。