随着器件集成化、微型化的快速发展,加速了单片射频集成电路和片上系统的研究步伐。同时,基于射频和微波电路系统,在一些特定的频段,高性能无源器件的设计匮乏,尤其是单片集成片上电感,对于改善电路性能起着极其重要的作用。由于片上集成电感自身结构设计的复杂性和各种损耗效应的存在,在射频集成电路工作频段不断上升的现阶段,如何建立精度高、应用广的创新型片上电感物理模型,并且能同时提高片上电感的品质因数和电感值这两个重要的性能参数,一直以来都是较难实现的。因此,针对这个问题的研究具有十分重要的实际应用价值和深远意义。本文主要以硅基片上螺旋电感的建模分析来展开,建立了全参数化的器件结构模型,并融入悬浮结构和渐变结构的思想,最后结合双层片上电感的应用研究,达到了同时提高品质因数和电感值的要求。本文详细分析了硅基螺旋电感的损耗机制和损耗效应,介绍其重要的几项性能参数指标,分别研究了结构参数和工艺参数在性能上对硅基螺旋电感的影响,着重研究了线圈的线宽和线圈间距这两个因素的变化对电感性能的影响。对在HFSS仿真软件中得到的电感性能的仿真数据,进行不断地比较、分析和优化处理,力求得到更加满足实际加工运用的电感的工作性能指标。最后还提出了一种创新思路,即上层线圈旋转一定角度也可提高电感的品质因数的设计思想。设计基于硅基片上螺旋电感的加工工艺,并优化设计了双层渐变电感制备工艺流程图结构,通过采用两种基底结构键合的方式完成双层电感的结构架成,并设计了双层渐变电感制备过程中所需的光刻掩膜版版图。最后对双层渐变电感的整体工艺流程进行了说明,给出了双层渐变电感制备工艺流程。