CMOSチップ上周期配列ダミーメタルフィルの等価異方性媒質定数の抽出

摘要

単位セルの固有値解析を用いたCMOSチップ上周期配列ダミーメタルフィルの等価異方性媒質定数の抽出を行った。60GHzにおいて自空間波長5mmの1/1000の5μm角のダミーメタルフィルを25%の面積密度で配置した場合について検討した。ダミーメタルフィルは人工誘電体として振る舞い、等価比誘電率は間の絶縁体SiO_2よりも大きくなることがわかった。また、ダミーメタルフィルの損失、すなわちアルミニウムの導電率を考慮したので、等価誘電正接も得られた。有限長のダミーメタルフィル入り平行平板導波路の実モデルおよび等価媒質モデルの解析値の比較から、等価媒質定数の有効性が確認できた。%Equivalent anisotropic material property of periodically arranged dummy metal fills in a CMOS chip is extracted using eigenmode analysis of a unit-cell. 5μm-squared dummy metal fills, whose size is 1/1000 of the free space wavelength at 60GHz, is considered. It is found that dummy metal fills act as artificial dielectric material, and its equivalent dielectric constant becomes larger than that of filling insulator SiO_2. The equivalent loss tangent is also obtained because the conductivity of the dummy metal fills, aluminum, is considered. The validity of the equivalent material property is confirmed by comparing the calculated results of the real model and equivalent material property model of a finite-length parallel-plate waveguide filled with dummy metal fills.