JP2001143930A - 薄膜磁気素子 - Google Patents
薄膜磁気素子Info
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- JP2001143930A JP2001143930A JP32418699A JP32418699A JP2001143930A JP 2001143930 A JP2001143930 A JP 2001143930A JP 32418699 A JP32418699 A JP 32418699A JP 32418699 A JP32418699 A JP 32418699A JP 2001143930 A JP2001143930 A JP 2001143930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の薄膜磁気素子では、インダクタンスを
大きくすることと損失等価抵抗を小さくすることを両立
させることが困難であった。 【解決手段】 薄膜磁気素子の磁性層１１，１３を形成
するための磁性材料の比抵抗を１０００μΩ・ｃｍ以上
とすることにより、薄膜磁気素子の性能係数Ｑを向上さ
せることができる。
大きくすることと損失等価抵抗を小さくすることを両立
させることが困難であった。 【解決手段】 薄膜磁気素子の磁性層１１，１３を形成
するための磁性材料の比抵抗を１０００μΩ・ｃｍ以上
とすることにより、薄膜磁気素子の性能係数Ｑを向上さ
せることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜プロセスを含
む工程で製造される薄膜インダクタや薄膜トランスなど
の薄膜磁気素子に係り、特に磁性層を比抵抗の高い磁性
材料を用いて形成することにより、薄膜磁気素子の損失
等価抵抗を低減して薄膜磁気素子の性能係数を向上させ
ることのできる薄膜磁気素子に関する。
む工程で製造される薄膜インダクタや薄膜トランスなど
の薄膜磁気素子に係り、特に磁性層を比抵抗の高い磁性
材料を用いて形成することにより、薄膜磁気素子の損失
等価抵抗を低減して薄膜磁気素子の性能係数を向上させ
ることのできる薄膜磁気素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話に代表される情報通信電子機器
は、小型化軽量化により携帯性及び動作時間の長時間化
の実現により急速に普及している。電子機器の小型化軽
量化に伴い電力供給源である電源の小型化軽量化に対す
る要求も増しており、スイッチング電源のエネルギー蓄
積素子である薄膜インダクタをより小型化する必要が生
じている。
は、小型化軽量化により携帯性及び動作時間の長時間化
の実現により急速に普及している。電子機器の小型化軽
量化に伴い電力供給源である電源の小型化軽量化に対す
る要求も増しており、スイッチング電源のエネルギー蓄
積素子である薄膜インダクタをより小型化する必要が生
じている。
【０００３】薄膜インダクタを小型化するためには、鎖
交磁束を増加させる必要があり、薄膜インダクタに高透
磁率の磁性膜を用いている。小型化された薄膜インダク
タの一形態として、コイル層の上下に絶縁層を介して磁
性薄膜を配置する内部コイル型薄膜インダクタが挙げら
れる。詳述すると、内部コイル型薄膜インダクタは、基
板上に第１の磁性層が形成され、第１の磁性層の上に絶
縁層を介してコイル層が形成され、さらに、コイル層の
上に絶縁層を介して、第２の磁性層が形成されて構成さ
れている。ここで、薄膜インダクタのインダクタンスの
値は鎖交磁束数とコイル層の導体長に依存するため、磁
性層のある薄膜インダクタの場合は、鎖交磁束の増加に
より、磁性層のない場合、いわゆる空心コイルと比較し
てコイル層の導体長を短くしても、同等のインダクタン
スが得られることになる。従って薄膜インダクタの小型
化が可能になる。
交磁束を増加させる必要があり、薄膜インダクタに高透
磁率の磁性膜を用いている。小型化された薄膜インダク
タの一形態として、コイル層の上下に絶縁層を介して磁
性薄膜を配置する内部コイル型薄膜インダクタが挙げら
れる。詳述すると、内部コイル型薄膜インダクタは、基
板上に第１の磁性層が形成され、第１の磁性層の上に絶
縁層を介してコイル層が形成され、さらに、コイル層の
上に絶縁層を介して、第２の磁性層が形成されて構成さ
れている。ここで、薄膜インダクタのインダクタンスの
値は鎖交磁束数とコイル層の導体長に依存するため、磁
性層のある薄膜インダクタの場合は、鎖交磁束の増加に
より、磁性層のない場合、いわゆる空心コイルと比較し
てコイル層の導体長を短くしても、同等のインダクタン
スが得られることになる。従って薄膜インダクタの小型
化が可能になる。
【０００４】特に、前記磁性層の材料として比透磁率の
高い磁性材料を用い、さらに前記磁性層の厚さを厚く形
成すると、よりインダクタンスの大きい薄膜インダクタ
を得ることができる。
高い磁性材料を用い、さらに前記磁性層の厚さを厚く形
成すると、よりインダクタンスの大きい薄膜インダクタ
を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記コイル層
の上下に前記磁性層を形成すると、インダクタンスは大
きくなるが、前記磁性層内に渦電流が発生する。一般
に、薄膜インダクタの駆動周波数は数ＭＨｚという領域
であり、渦電流損失の影響が顕著に現れる。
の上下に前記磁性層を形成すると、インダクタンスは大
きくなるが、前記磁性層内に渦電流が発生する。一般
に、薄膜インダクタの駆動周波数は数ＭＨｚという領域
であり、渦電流損失の影響が顕著に現れる。
【０００６】薄膜インダクタの性能を示す性能係数Ｑ
は、Ｑ＝ωＬ／Ｒで表される。ここで、ωは薄膜インダ
クタに与えられる信号の角周波数、Ｌは薄膜インダクタ
の等価インダクタンス、Ｒは薄膜インダクタの損失等価
抵抗である。
は、Ｑ＝ωＬ／Ｒで表される。ここで、ωは薄膜インダ
クタに与えられる信号の角周波数、Ｌは薄膜インダクタ
の等価インダクタンス、Ｒは薄膜インダクタの損失等価
抵抗である。
【０００７】従って、前記コイル層の上下に前記磁性層
を形成することによるインダクタンスＬの増加率よりも
損失等価抵抗Ｒの増加率の方が大きくなれば、薄膜イン
ダクタの性能係数Ｑの値は、空心コイルの性能係数Ｑよ
りも小さくなってしまう。
を形成することによるインダクタンスＬの増加率よりも
損失等価抵抗Ｒの増加率の方が大きくなれば、薄膜イン
ダクタの性能係数Ｑの値は、空心コイルの性能係数Ｑよ
りも小さくなってしまう。
【０００８】従来の薄膜インダクタでは、前記磁性層
は、比抵抗が約１００μΩ・ｃｍ程度の磁性材料を用い
て形成されていた。
は、比抵抗が約１００μΩ・ｃｍ程度の磁性材料を用い
て形成されていた。
【０００９】比抵抗が約１００μΩ・ｃｍ程度の磁性材
料を用いて形成された前記磁性層を前記コイル層の上下
に形成した薄膜インダクタでは、前記磁性層における渦
電流損失が大きくなり、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒの増加率がインダクタンスＬの増加率を越えてしま
い、結果として、性能係数Ｑの値が、空心コイルの性能
係数Ｑの値よりも低くなってしまっていた。
料を用いて形成された前記磁性層を前記コイル層の上下
に形成した薄膜インダクタでは、前記磁性層における渦
電流損失が大きくなり、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒの増加率がインダクタンスＬの増加率を越えてしま
い、結果として、性能係数Ｑの値が、空心コイルの性能
係数Ｑの値よりも低くなってしまっていた。
【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、コイル層の上及び／又は下に絶縁層を介
して少なくとも一つの磁性層が形成された薄膜磁気素子
において、性能係数Ｑを向上させることのできる薄膜磁
気素子を提供することを目的とする。
のものであり、コイル層の上及び／又は下に絶縁層を介
して少なくとも一つの磁性層が形成された薄膜磁気素子
において、性能係数Ｑを向上させることのできる薄膜磁
気素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、コイル層の上
及び／又は下に絶縁層を介して少なくとも一つの磁性層
が形成されて成る薄膜磁気素子において、前記磁性層は
比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上の磁性材料を用いて形
成されていることを特徴とするものである。
及び／又は下に絶縁層を介して少なくとも一つの磁性層
が形成されて成る薄膜磁気素子において、前記磁性層は
比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上の磁性材料を用いて形
成されていることを特徴とするものである。
【００１２】前記磁性層内に発生する渦電流による損失
を抑えるためには、前記磁性層を形成するために用いる
磁性材料の比抵抗を大きくすればよい。ただし、一般に
磁性材料の比抵抗を大きくすると、磁性材料の比透磁率
が小さくなり、薄膜磁気素子のインダクタンスが小さく
なってしまう。従って、薄膜磁気素子のインダクタンス
の大きさを十分に大きく保ちつつ、渦電流損失を抑える
ためには、前記磁性材料の比抵抗の大きさをどのように
設定するかが問題になる。
を抑えるためには、前記磁性層を形成するために用いる
磁性材料の比抵抗を大きくすればよい。ただし、一般に
磁性材料の比抵抗を大きくすると、磁性材料の比透磁率
が小さくなり、薄膜磁気素子のインダクタンスが小さく
なってしまう。従って、薄膜磁気素子のインダクタンス
の大きさを十分に大きく保ちつつ、渦電流損失を抑える
ためには、前記磁性材料の比抵抗の大きさをどのように
設定するかが問題になる。
【００１３】本発明の発明者は、前記磁性層の材料とし
て比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上の磁性材料を用いる
と、渦電流損失を抑えて薄膜磁気素子の損失等価抵抗を
小さくでき、薄膜磁気素子の性能係数を向上させること
ができることを見出した。
て比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上の磁性材料を用いる
と、渦電流損失を抑えて薄膜磁気素子の損失等価抵抗を
小さくでき、薄膜磁気素子の性能係数を向上させること
ができることを見出した。
【００１４】また、本発明では、前記薄膜磁気素子の性
能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値が、前記コイル層と同一の材料
によって同一の形状で形成された空心コイルの性能係数
Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい値を示すようにすることが
できる。
能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値が、前記コイル層と同一の材料
によって同一の形状で形成された空心コイルの性能係数
Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい値を示すようにすることが
できる。
【００１５】ただし、ωは薄膜磁気素子または空心コイ
ルに与えられる信号の角周波数、Ｌは薄膜磁気素子の等
価インダクタンス、Ｌ0は空心コイルの等価インダクタ
ンス、Ｒは薄膜磁気素子の損失等価抵抗、Ｒ0は空心コ
イルの損失等価抵抗である。
ルに与えられる信号の角周波数、Ｌは薄膜磁気素子の等
価インダクタンス、Ｌ0は空心コイルの等価インダクタ
ンス、Ｒは薄膜磁気素子の損失等価抵抗、Ｒ0は空心コ
イルの損失等価抵抗である。
【００１６】従って、本発明の薄膜磁気素子を、スイッ
チング電源などを構成するために用いたときに、回路全
体の効率を向上させることができる。
チング電源などを構成するために用いたときに、回路全
体の効率を向上させることができる。
【００１７】また、前記薄膜磁気素子のインダクタンス
を十分大きくするために、前記磁性層の磁化困難軸方向
の比透磁率μ’の値は１００以上であることが好まし
い。また、前記磁性層の磁化困難軸方向の比透磁率μ’
の値は３００以上であることがより好ましく、さらに好
ましくは６００以上である。
を十分大きくするために、前記磁性層の磁化困難軸方向
の比透磁率μ’の値は１００以上であることが好まし
い。また、前記磁性層の磁化困難軸方向の比透磁率μ’
の値は３００以上であることがより好ましく、さらに好
ましくは６００以上である。
【００１８】また、前記磁性層が前記コイル層の上下に
絶縁層を介して形成されている構成の薄膜磁気素子であ
ると、前記薄膜磁気素子内で前記コイル層に鎖交する磁
束数が増加し、薄膜磁気素子のインダクタンスを向上さ
せると共に小型化を図ることができる。
絶縁層を介して形成されている構成の薄膜磁気素子であ
ると、前記薄膜磁気素子内で前記コイル層に鎖交する磁
束数が増加し、薄膜磁気素子のインダクタンスを向上さ
せると共に小型化を図ることができる。
【００１９】なお、前記磁性層は、以下に示す軟磁性材
料を用いて形成することができる。Ｆｅ及び／またはＣ
ｏを主体とする微結晶相と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，
Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以
上の元素Ｍと、元素Ｏ及び／またはＮを多量に含むアモ
ルファス相とが混在した構造を有する磁性材料。
料を用いて形成することができる。Ｆｅ及び／またはＣ
ｏを主体とする微結晶相と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，
Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以
上の元素Ｍと、元素Ｏ及び／またはＮを多量に含むアモ
ルファス相とが混在した構造を有する磁性材料。
【００２０】また、前記微結晶相の結晶構造は、ｂｃｃ
構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種
以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ましく
は、前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ構造から成
ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径は、
３０ｎｍ以下であることが好ましい。
構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種
以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ましく
は、前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ構造から成
ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径は、
３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２１】なお、この磁性材料は、例えば下記の組成
で形成されている。 （Ｆｅ1-aＣｏa）xＭyＬzＯw
で形成されている。 （Ｆｅ1-aＣｏa）xＭyＬzＯw
【００２２】ただし、Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｌは、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕから選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０≦ａ
≦０．５、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、５≦ｙ≦３０、
０≦ｚ≦２０、５≦ｗ≦４０、１０≦ｙ＋ｚ≦４０であ
り、残部はｘである。
ａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｌは、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕから選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０≦ａ
≦０．５、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、５≦ｙ≦３０、
０≦ｚ≦２０、５≦ｗ≦４０、１０≦ｙ＋ｚ≦４０であ
り、残部はｘである。
【００２３】より好ましくは、前記軟磁性膜の組成比を
示すａは、０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦５、２０≦ｗ≦３５であ
り、残部がｘである。
示すａは、０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦５、２０≦ｗ≦３５であ
り、残部がｘである。
【００２４】また、前記元素Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆのうち一
方あるいは両方を含む元素であることが好ましい。
方あるいは両方を含む元素であることが好ましい。
【００２５】さらに、前記軟磁性膜の組成ａは０であ
り、組成Ｚは０ａｔ％である、すなわち、前記磁性材料
は、Ｆｅ-Ｍ-Ｏ系の磁性材料であることが好ましい。
り、組成Ｚは０ａｔ％である、すなわち、前記磁性材料
は、Ｆｅ-Ｍ-Ｏ系の磁性材料であることが好ましい。
【００２６】前記磁性材料は下記の組成で形成されてい
てもよい。 （Ｃｏ1-aＴa）xＭyＬzＯw
てもよい。 （Ｃｏ1-aＴa）xＭyＬzＯw
【００２７】ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｌは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０
≦ａ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、０≦ｚ≦２０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｌは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０
≦ａ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、０≦ｚ≦２０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。
【００２８】また、前記軟磁性膜の組成比を示すａは、
０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦
１５、０≦ｚ≦１９、２０≦ｗ≦３５、３０≦ｙ＋ｚ＋
ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘであることがより好
ましい。
０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦
１５、０≦ｚ≦１９、２０≦ｗ≦３５、３０≦ｙ＋ｚ＋
ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘであることがより好
ましい。
【００２９】また、前記元素ＴはＦｅであることが好ま
しく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃ
ｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であることが好ましい。
しく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃ
ｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であることが好ましい。
【００３０】さらに本発明では、前述した前記磁性材料
を構成する一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいは
Ｏと共にＮが用いられてもよい。
を構成する一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいは
Ｏと共にＮが用いられてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明における薄膜イン
ダクタ（薄膜磁気素子）の構造を示す部分斜視図、図２
は図１の切断線２−２をａ方向から切断した際の部分断
面図である。
ダクタ（薄膜磁気素子）の構造を示す部分斜視図、図２
は図１の切断線２−２をａ方向から切断した際の部分断
面図である。
【００３２】図２に示すように、本発明における薄膜イ
ンダクタ１０は、基板上に第１の磁性層１１と、前記第
１の磁性層１１の上に、例えばＳｉＯ2等の絶縁材料で
形成された絶縁層（図示しない）を介して形成されたコ
イル層１２と、このコイル層１２の上に絶縁層（図示し
ない）を介して形成された第２の磁性層１３とを有して
構成されている。なお図１では、コイル層１２の上に絶
縁層を介して形成される第２の磁性層１３は図面上省略
されている。
ンダクタ１０は、基板上に第１の磁性層１１と、前記第
１の磁性層１１の上に、例えばＳｉＯ2等の絶縁材料で
形成された絶縁層（図示しない）を介して形成されたコ
イル層１２と、このコイル層１２の上に絶縁層（図示し
ない）を介して形成された第２の磁性層１３とを有して
構成されている。なお図１では、コイル層１２の上に絶
縁層を介して形成される第２の磁性層１３は図面上省略
されている。
【００３３】図１に示すように、前記第１の磁性層１１
上に形成されるコイル層１２は平面的に正方形螺旋状に
形成されており、前記コイル層１２は例えば銅などの電
気抵抗の低い導電性材料でパターン形成される。
上に形成されるコイル層１２は平面的に正方形螺旋状に
形成されており、前記コイル層１２は例えば銅などの電
気抵抗の低い導電性材料でパターン形成される。
【００３４】図１に示すように前記コイル層１２の巻き
中心１２ａは、例えば第１の磁性層１１の中央に開けら
れたスルーホール１１ａを通って、外部に通じる取り出
し電極（図示しない）に電気的に接続されている。また
図１に示すコイル層１２の巻き外端１２ｂも、他の取り
出し電極に電気的に接続された状態になっている。
中心１２ａは、例えば第１の磁性層１１の中央に開けら
れたスルーホール１１ａを通って、外部に通じる取り出
し電極（図示しない）に電気的に接続されている。また
図１に示すコイル層１２の巻き外端１２ｂも、他の取り
出し電極に電気的に接続された状態になっている。
【００３５】本実施の形態では、磁性層１１，１３を例
えば、組成式が、Ｆｅ47.2Ｈｆ16.8Ｏ36.0で表される軟
磁性材料を用いて形成することができる。
えば、組成式が、Ｆｅ47.2Ｈｆ16.8Ｏ36.0で表される軟
磁性材料を用いて形成することができる。
【００３６】組成式が、Ｆｅ47.2Ｈｆ16.8Ｏ36.0で表さ
れる軟磁性材料を用いて形成された磁性層１１、１３の
磁気特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール
後の比抵抗は１１６７μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚ
までの比透磁率は９２６、飽和磁化は０．９７Ｔであっ
た。
れる軟磁性材料を用いて形成された磁性層１１、１３の
磁気特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール
後の比抵抗は１１６７μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚ
までの比透磁率は９２６、飽和磁化は０．９７Ｔであっ
た。
【００３７】また、磁性層１１、１３は、上記組成式で
表される軟磁性材料のみでなく以下に示す軟磁性材料を
用いて形成することができる。
表される軟磁性材料のみでなく以下に示す軟磁性材料を
用いて形成することができる。
【００３８】Ｆｅ及び／またはＣｏを主体とする微結晶
相と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，
Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元
素から選ばれる１種または２種以上の元素Ｍと、元素Ｏ
及び／またはＮを多量に含むアモルファス相とが混在し
た構造を有する磁性材料。
相と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，
Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元
素から選ばれる１種または２種以上の元素Ｍと、元素Ｏ
及び／またはＮを多量に含むアモルファス相とが混在し
た構造を有する磁性材料。
【００３９】また、前記微結晶相の結晶構造は、ｂｃｃ
構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種
以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ましく
は、前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ構造から成
ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径は、
３０ｎｍ以下であることが好ましい。
構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種
以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ましく
は、前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ構造から成
ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径は、
３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４０】なお、この磁性材料は、例えば下記の組成
で形成されている。 （Ｆｅ1-aＣｏa）xＭyＬzＯw
で形成されている。 （Ｆｅ1-aＣｏa）xＭyＬzＯw
【００４１】ただし、Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｌは、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕから選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０≦ａ
≦０．５、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、５≦ｙ≦３０、
０≦ｚ≦２０、５≦ｗ≦４０、１０≦ｙ＋ｚ≦４０であ
り、残部はｘである。
ａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｌは、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕから選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０≦ａ
≦０．５、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、５≦ｙ≦３０、
０≦ｚ≦２０、５≦ｗ≦４０、１０≦ｙ＋ｚ≦４０であ
り、残部はｘである。
【００４２】より好ましくは、前記軟磁性膜の組成比を
示すａは、０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦５、２０≦ｗ≦３５であ
り、残部がｘである。
示すａは、０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦５、２０≦ｗ≦３５であ
り、残部がｘである。
【００４３】また、前記元素Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆのうち一
方あるいは両方を含む元素であることが好ましい。
方あるいは両方を含む元素であることが好ましい。
【００４４】さらに、前記軟磁性膜の組成ａは０であ
り、組成Ｚは０ａｔ％である、すなわち、前記磁性材料
は、Ｆｅ-Ｍ-Ｏ系の磁性材料であることが好ましい。
り、組成Ｚは０ａｔ％である、すなわち、前記磁性材料
は、Ｆｅ-Ｍ-Ｏ系の磁性材料であることが好ましい。
【００４５】前記磁性材料は下記の組成で形成されてい
てもよい。 （Ｃｏ1-aＴa）xＭyＬzＯw
てもよい。 （Ｃｏ1-aＴa）xＭyＬzＯw
【００４６】ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｌは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０
≦ａ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、０≦ｚ≦２０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｌは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すａは、０
≦ａ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、０≦ｚ≦２０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。
【００４７】また、前記軟磁性膜の組成比を示すａは、
０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦
１５、０≦ｚ≦１９、２０≦ｗ≦３５、３０≦ｙ＋ｚ＋
ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘであることがより好
ましい。
０≦ａ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦
１５、０≦ｚ≦１９、２０≦ｗ≦３５、３０≦ｙ＋ｚ＋
ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘであることがより好
ましい。
【００４８】また、前記元素ＴはＦｅであることが好ま
しく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃ
ｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であることが好ましい。
しく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃ
ｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であることが好ましい。
【００４９】さらに本発明では、前述した前記磁性材料
を構成する一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいは
Ｏと共にＮが用いられてもよい。
を構成する一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいは
Ｏと共にＮが用いられてもよい。
【００５０】なお本発明では、磁性層１１，１３を、例
えばマグネトロンスパッタ、ＲＦ２極スパッタ、ＲＦ３
極スパッタ、イオンビームスパッタ、対向ターゲット式
スパッタ等の既存するスパッタ装置を用いたスパッタ法
によって形成することができる。
えばマグネトロンスパッタ、ＲＦ２極スパッタ、ＲＦ３
極スパッタ、イオンビームスパッタ、対向ターゲット式
スパッタ等の既存するスパッタ装置を用いたスパッタ法
によって形成することができる。
【００５１】また本発明では、スパッタ法の他、蒸着法
やＭＢＥ（モレキュラー−ビーム−エピタキシー）法、
ＩＣＢ（イオン−クラスター−ビーム）法などの成膜プ
ロセスが使用可能である。
やＭＢＥ（モレキュラー−ビーム−エピタキシー）法、
ＩＣＢ（イオン−クラスター−ビーム）法などの成膜プ
ロセスが使用可能である。
【００５２】従って、本実施の形態の薄膜インダクタ１
０は、磁性層１１，１３を上述したような比透磁率の高
い磁性材料を用いて形成し、さらに、磁性層１１，１３
の膜厚を大きくして、インダクタンスＬを大きくした場
合でも、数ＭＨｚ帯の駆動周波数領域において渦電流損
失を抑えて薄膜磁気素子の損失等価抵抗Ｒの増加率を、
インダクタンスＬの増加率より小さくすることができ
る。
０は、磁性層１１，１３を上述したような比透磁率の高
い磁性材料を用いて形成し、さらに、磁性層１１，１３
の膜厚を大きくして、インダクタンスＬを大きくした場
合でも、数ＭＨｚ帯の駆動周波数領域において渦電流損
失を抑えて薄膜磁気素子の損失等価抵抗Ｒの増加率を、
インダクタンスＬの増加率より小さくすることができ
る。
【００５３】従って、ωを薄膜インダクタまたは空心コ
イルに与えられる信号の角周波数、Ｌを薄膜インダクタ
の等価インダクタンス、Ｌ0を空心コイルの等価インダ
クタンス、Ｒを薄膜インダクタの損失等価抵抗、Ｒ0を
空心コイルの損失等価抵抗としたとき、薄膜インダクタ
の性能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値を、薄膜インダクタ１０の
コイル層１２と同一の材料によって同一の形状で形成さ
れた空心コイルの性能係数Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい
値を示すようにすることができる。
イルに与えられる信号の角周波数、Ｌを薄膜インダクタ
の等価インダクタンス、Ｌ0を空心コイルの等価インダ
クタンス、Ｒを薄膜インダクタの損失等価抵抗、Ｒ0を
空心コイルの損失等価抵抗としたとき、薄膜インダクタ
の性能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値を、薄膜インダクタ１０の
コイル層１２と同一の材料によって同一の形状で形成さ
れた空心コイルの性能係数Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい
値を示すようにすることができる。
【００５４】また、本発明では、薄膜インダクタの駆動
周波数を２ＭＨｚ以上、電源用として好ましくは２〜１
０ＭＨｚの間に設定しても、磁性層１１，１３における
渦電流損失及び、薄膜インダクタ１０の損失等価抵抗を
抑えることができ、薄膜インダクタ１０の性能係数Ｑを
向上させることができる。
周波数を２ＭＨｚ以上、電源用として好ましくは２〜１
０ＭＨｚの間に設定しても、磁性層１１，１３における
渦電流損失及び、薄膜インダクタ１０の損失等価抵抗を
抑えることができ、薄膜インダクタ１０の性能係数Ｑを
向上させることができる。
【００５５】一般的に、インダクタンスＬの値が異なる
薄膜インダクタをスイッチング電源などの用途で用いて
比較した場合、インダクタンスＬの値の大きな薄膜イン
ダクタの方が薄膜インダクタ内でのリップル電流が小さ
くなるので電力の充放電に関する損失は低減される。
薄膜インダクタをスイッチング電源などの用途で用いて
比較した場合、インダクタンスＬの値の大きな薄膜イン
ダクタの方が薄膜インダクタ内でのリップル電流が小さ
くなるので電力の充放電に関する損失は低減される。
【００５６】一方、インダクタンスＬの値が等しく、か
つ性能係数Ｑの値が異なる薄膜インダクタをスイッチン
グ電源などの用途で用いて比較した場合、性能係数Ｑの
値が小さくなるほど薄膜インダクタのエネルギーの充放
電に際して発生する損失が大きくなり、回路全体の効率
を低下させる。
つ性能係数Ｑの値が異なる薄膜インダクタをスイッチン
グ電源などの用途で用いて比較した場合、性能係数Ｑの
値が小さくなるほど薄膜インダクタのエネルギーの充放
電に際して発生する損失が大きくなり、回路全体の効率
を低下させる。
【００５７】本発明の薄膜磁気素子では、インダクタン
スＬを大きくすることと性能係数Ｑの値を空心コイルの
性能係数Ｑ0よりも大きくすることとの両方を容易に達
成させることができる。
スＬを大きくすることと性能係数Ｑの値を空心コイルの
性能係数Ｑ0よりも大きくすることとの両方を容易に達
成させることができる。
【００５８】つまり、本発明の薄膜磁気素子をスイッチ
ング電源等の用途で用いた場合、回路全体として電力の
充放電に関する損失を低減し、かつ回路全体の効率を向
上させることができる。
ング電源等の用途で用いた場合、回路全体として電力の
充放電に関する損失を低減し、かつ回路全体の効率を向
上させることができる。
【００５９】
【実施例】図２に示す薄膜インダクタの磁性層１１，１
３を形成するために用いた磁性材料の比抵抗並びに磁性
層１１，１３の磁化困難軸方向の比透磁率及び膜厚を変
化させたときの、薄膜インダクタの等価インダクタンス
Ｌ、等価損失抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを三次元有限要素法
（ＦＥＭ）を用いた磁界解析にて計算した。まず実験の
諸条件について以下に説明する。
３を形成するために用いた磁性材料の比抵抗並びに磁性
層１１，１３の磁化困難軸方向の比透磁率及び膜厚を変
化させたときの、薄膜インダクタの等価インダクタンス
Ｌ、等価損失抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを三次元有限要素法
（ＦＥＭ）を用いた磁界解析にて計算した。まず実験の
諸条件について以下に説明する。
【００６０】薄膜インダクタを構成するコイル層の導体
幅ｌwを６０μｍ、導体間隔ｌsを２５μｍ、導体厚ｔco
を４０μｍ、さらに巻き数を６ターンで形成した。また
磁性層間の間隔ｔgapを７０μｍとした。
幅ｌwを６０μｍ、導体間隔ｌsを２５μｍ、導体厚ｔco
を４０μｍ、さらに巻き数を６ターンで形成した。また
磁性層間の間隔ｔgapを７０μｍとした。
【００６１】磁性層を形成するために用いた磁性材料の
比抵抗を３５０μΩ・ｃｍ、１０００μΩ・ｃｍ、２０
００μΩ・ｃｍと変化させ、それぞれについて、磁性層
の比透磁率がμhard＝６００かつμeasy＝１００、μ
hard＝９００かつμeasy＝１５０、μhard＝１２００か
つμeasy＝２００、さらにμhard＝１８００かつμeasy
＝３００の場合について計算した。なお、以下の記載に
おいて単に比透磁率としたときには、磁化困難軸方向の
比透磁率μhardを示すこととする。
比抵抗を３５０μΩ・ｃｍ、１０００μΩ・ｃｍ、２０
００μΩ・ｃｍと変化させ、それぞれについて、磁性層
の比透磁率がμhard＝６００かつμeasy＝１００、μ
hard＝９００かつμeasy＝１５０、μhard＝１２００か
つμeasy＝２００、さらにμhard＝１８００かつμeasy
＝３００の場合について計算した。なお、以下の記載に
おいて単に比透磁率としたときには、磁化困難軸方向の
比透磁率μhardを示すこととする。
【００６２】さらに、上述の磁性材料を用いて、膜厚ｔ
magが０．０μｍ、１．０μｍ、３．０μｍ、４．５μ
ｍ、６．０μｍである磁性層を形成した場合について計
算した。なお、膜厚ｔmagが０．０μｍの磁性層を形成
した場合とは、磁性層がない状態であり、磁心のないコ
イル（以下空心コイルという）の状態（以下空心状態と
いう）となっている。
magが０．０μｍ、１．０μｍ、３．０μｍ、４．５μ
ｍ、６．０μｍである磁性層を形成した場合について計
算した。なお、膜厚ｔmagが０．０μｍの磁性層を形成
した場合とは、磁性層がない状態であり、磁心のないコ
イル（以下空心コイルという）の状態（以下空心状態と
いう）となっている。
【００６３】また、駆動周波数を５ＭＨｚとし、コイル
層に流す励磁電流を０．３Ａ（peakto peak：表記は
（ｐ−ｐ））とした。
層に流す励磁電流を０．３Ａ（peakto peak：表記は
（ｐ−ｐ））とした。
【００６４】なお、磁性層のオーバーハング量ｌo（磁
性層の側端部が、コイル層の端部から延出する幅寸法）
は、１５０μｍである。
性層の側端部が、コイル層の端部から延出する幅寸法）
は、１５０μｍである。
【００６５】図３から図５は、比較例として、比抵抗が
３５０μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が形成
された薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損失等
価抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラフで
ある。
３５０μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が形成
された薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損失等
価抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラフで
ある。
【００６６】磁性層の比透磁率及び膜厚を大きくするこ
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
３）。これは、磁性層の内部の磁束密度が高くなり、コ
イル層に鎖交する磁束数が増加するためである。
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
３）。これは、磁性層の内部の磁束密度が高くなり、コ
イル層に鎖交する磁束数が増加するためである。
【００６７】しかし、磁性層の比透磁率及び膜厚を大き
くして磁性層内の磁束密度を高くすると、渦電流損失が
増大し薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒも増加する（図
４）。
くして磁性層内の磁束密度を高くすると、渦電流損失が
増大し薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒも増加する（図
４）。
【００６８】図５に薄膜インダクタの性能係数Ｑのグラ
フを示す。磁性材料の比抵抗が３５０μΩ・ｃｍである
と、性能係数Ｑは、磁性層の比透磁率が６００であり膜
厚が２．３μｍ以下の場合を除いて、空心状態の性能係
数Ｑ0＝１０を下回っている。
フを示す。磁性材料の比抵抗が３５０μΩ・ｃｍである
と、性能係数Ｑは、磁性層の比透磁率が６００であり膜
厚が２．３μｍ以下の場合を除いて、空心状態の性能係
数Ｑ0＝１０を下回っている。
【００６９】なお、性能係数Ｑは、Ｑ＝ωＬ／Ｒの値で
ある。ただし、ωは薄膜インダクタに与えられる信号の
角周波数であり本実施例ではω＝２π×５（ＭＨｚ）、
Ｌは薄膜インダクタの等価インダクタンス、Ｒは薄膜イ
ンダクタの損失等価抵抗である。
ある。ただし、ωは薄膜インダクタに与えられる信号の
角周波数であり本実施例ではω＝２π×５（ＭＨｚ）、
Ｌは薄膜インダクタの等価インダクタンス、Ｒは薄膜イ
ンダクタの損失等価抵抗である。
【００７０】次に、本発明の実施例として、比抵抗１０
００μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が形成さ
れた薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損失等価
抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラフを図
６から図８に示す。
００μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が形成さ
れた薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損失等価
抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラフを図
６から図８に示す。
【００７１】磁性層の比透磁率及び膜厚を大きくするこ
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
６）。磁性層の比透磁率及び膜厚の増加の度合いに対す
るインダクタンスＬの増加の度合いは、図３のグラフと
ほぼ同じである。すなわち、インダクタンスＬは、磁性
層の比透磁率及び膜厚の増加にともなって大きくなる
が、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさには依
存しない。
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
６）。磁性層の比透磁率及び膜厚の増加の度合いに対す
るインダクタンスＬの増加の度合いは、図３のグラフと
ほぼ同じである。すなわち、インダクタンスＬは、磁性
層の比透磁率及び膜厚の増加にともなって大きくなる
が、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさには依
存しない。
【００７２】一方、図７をみると、磁性層の比透磁率及
び膜厚を大きくしたときの、薄膜インダクタの損失等価
抵抗Ｒの増加率は図４のグラフより小さくなっている。
つまり、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗が１０００
μΩ・ｃｍであると、磁性層の比透磁率及び膜厚を大き
くして磁性層内の磁束密度を高くした場合でも、渦電流
損失の増大を抑えて、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒ
の増大を抑えることができることがわかる。
び膜厚を大きくしたときの、薄膜インダクタの損失等価
抵抗Ｒの増加率は図４のグラフより小さくなっている。
つまり、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗が１０００
μΩ・ｃｍであると、磁性層の比透磁率及び膜厚を大き
くして磁性層内の磁束密度を高くした場合でも、渦電流
損失の増大を抑えて、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒ
の増大を抑えることができることがわかる。
【００７３】図８は薄膜インダクタの性能係数Ｑのグラ
フである。図８をみると、磁性材料の比抵抗が１０００
μΩ・ｃｍである場合、薄膜磁気素子の性能係数Ｑの大
きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きくする
ことができることが分かる。
フである。図８をみると、磁性材料の比抵抗が１０００
μΩ・ｃｍである場合、薄膜磁気素子の性能係数Ｑの大
きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きくする
ことができることが分かる。
【００７４】また、磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・
ｃｍであるときには、薄膜磁気素子の性能係数Ｑの大き
さは、比透磁率が小さいほど大きくなることがわかる
が、比透磁率が１００以下であると、インダクタンスＬ
の低下が著しくなる。従って、磁性材料の比透磁率は１
００以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましく
は６００以上にすることが好ましい。
ｃｍであるときには、薄膜磁気素子の性能係数Ｑの大き
さは、比透磁率が小さいほど大きくなることがわかる
が、比透磁率が１００以下であると、インダクタンスＬ
の低下が著しくなる。従って、磁性材料の比透磁率は１
００以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましく
は６００以上にすることが好ましい。
【００７５】さらに、本発明の他の実施例として、比抵
抗２０００μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が
形成された薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損
失等価抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラ
フを図９から図１１に示す。
抗２０００μΩ・ｃｍである磁性材料によって磁性層が
形成された薄膜インダクタの等価インダクタンスＬ、損
失等価抵抗Ｒ及び性能係数Ｑを測定した結果を示すグラ
フを図９から図１１に示す。
【００７６】磁性層の比透磁率及び膜厚を大きくするこ
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
９）。磁性層の比透磁率及び膜厚の増加の度合いに対す
るインダクタンスＬの増加の度合いは、図３及び図６の
グラフとほぼ同じである。すなわち、インダクタンスＬ
は、磁性層の比透磁率及び膜厚の増加にともなって大き
くなるが、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさ
には依存しない。
とにより、等価インダクタンスＬは大きくなる（図
９）。磁性層の比透磁率及び膜厚の増加の度合いに対す
るインダクタンスＬの増加の度合いは、図３及び図６の
グラフとほぼ同じである。すなわち、インダクタンスＬ
は、磁性層の比透磁率及び膜厚の増加にともなって大き
くなるが、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさ
には依存しない。
【００７７】一方、図１０をみると、磁性層の比透磁率
及び膜厚を大きくしたときの、薄膜インダクタの損失等
価抵抗Ｒの増加率は図４及び図７のグラフより小さくな
っている。つまり、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗
を大きくして２０００μΩ・ｃｍにすると、磁性層の比
透磁率及び膜厚を大きくして磁性層内の磁束密度を高く
した場合、渦電流損失の増大を、磁性層を形成する磁性
材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍのときよりも、抑え
ることができ、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒの増大
を抑えることができることがわかる。
及び膜厚を大きくしたときの、薄膜インダクタの損失等
価抵抗Ｒの増加率は図４及び図７のグラフより小さくな
っている。つまり、磁性層を形成する磁性材料の比抵抗
を大きくして２０００μΩ・ｃｍにすると、磁性層の比
透磁率及び膜厚を大きくして磁性層内の磁束密度を高く
した場合、渦電流損失の増大を、磁性層を形成する磁性
材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍのときよりも、抑え
ることができ、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒの増大
を抑えることができることがわかる。
【００７８】図１１は薄膜インダクタの性能係数Ｑのグ
ラフである。図１１をみると、磁性材料の比抵抗が２０
００μΩ・ｃｍである場合、薄膜磁気素子の性能係数Ｑ
の大きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きく
することができることがわかる。
ラフである。図１１をみると、磁性材料の比抵抗が２０
００μΩ・ｃｍである場合、薄膜磁気素子の性能係数Ｑ
の大きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きく
することができることがわかる。
【００７９】また、図８と図１１をみると、所望の比透
磁率と膜厚を有する薄膜磁気素子の磁性層を形成するた
めに用いる磁性材料の比抵抗を１０００μΩ・ｃｍ以上
に増加させることによって、薄膜磁気素子の性能係数Ｑ
の大きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きく
することができることがわかる。
磁率と膜厚を有する薄膜磁気素子の磁性層を形成するた
めに用いる磁性材料の比抵抗を１０００μΩ・ｃｍ以上
に増加させることによって、薄膜磁気素子の性能係数Ｑ
の大きさを空心コイルの性能係数Ｑ0＝１０より大きく
することができることがわかる。
【００８０】図１２から図１４は、磁性層の比透磁率を
９００に固定したときの、磁性層を形成する磁性材料の
比抵抗（抵抗率）と、等価インダクタンスＬ、損失等価
抵抗Ｒ及び性能係数Ｑとの間の関係を示すグラフであ
る。
９００に固定したときの、磁性層を形成する磁性材料の
比抵抗（抵抗率）と、等価インダクタンスＬ、損失等価
抵抗Ｒ及び性能係数Ｑとの間の関係を示すグラフであ
る。
【００８１】図１２をみると、インダクタンスＬは、磁
性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさには依存しな
いことがわかる。また、磁性層の膜厚が大きくなるとイ
ンダクタンスＬも大きくなる。
性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさには依存しな
いことがわかる。また、磁性層の膜厚が大きくなるとイ
ンダクタンスＬも大きくなる。
【００８２】一方、図１３をみると、磁性層を形成する
磁性材料の比抵抗が大きくなると、薄膜インダクタの損
失等価抵抗Ｒは小さくなることがわかる。特に、磁性材
料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上になると、損失等
価抵抗Ｒの減少率も小さくなりグラフの形状もほぼ平ら
になる。
磁性材料の比抵抗が大きくなると、薄膜インダクタの損
失等価抵抗Ｒは小さくなることがわかる。特に、磁性材
料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上になると、損失等
価抵抗Ｒの減少率も小さくなりグラフの形状もほぼ平ら
になる。
【００８３】さらに、図１４をみると、磁性層を形成す
る磁性材料の比抵抗が大きくなると、薄膜インダクタの
性能係数Ｑは大きくなることがわかる。図１４のグラフ
でも、磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上にな
ると、性能係数Ｑの増加率は小さくなりグラフの形状も
平らに近くなる。また、磁性材料の比抵抗が１０００μ
Ω・ｃｍ以上であると、磁性層の厚さが６．０μｍ以下
であれば、性能係数Ｑは空心状態の性能係数Ｑ0＝１０
を上回ることがわかる。
る磁性材料の比抵抗が大きくなると、薄膜インダクタの
性能係数Ｑは大きくなることがわかる。図１４のグラフ
でも、磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以上にな
ると、性能係数Ｑの増加率は小さくなりグラフの形状も
平らに近くなる。また、磁性材料の比抵抗が１０００μ
Ω・ｃｍ以上であると、磁性層の厚さが６．０μｍ以下
であれば、性能係数Ｑは空心状態の性能係数Ｑ0＝１０
を上回ることがわかる。
【００８４】前述のとおり、性能係数ＱはＱ＝ωＬ／Ｒ
の値である。ここで、ωは薄膜インダクタに与えられる
信号の角周波数であり本実施例ではω＝２π×５（ＭＨ
ｚ）、Ｌは薄膜インダクタの等価インダクタンス、Ｒは
薄膜インダクタの損失等価抵抗である。
の値である。ここで、ωは薄膜インダクタに与えられる
信号の角周波数であり本実施例ではω＝２π×５（ＭＨ
ｚ）、Ｌは薄膜インダクタの等価インダクタンス、Ｒは
薄膜インダクタの損失等価抵抗である。
【００８５】磁性層の膜厚が一定であれば、薄膜インダ
クタの等価インダクタンスＬの値はほぼ一定であるの
で、性能係数Ｑの値は、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒの値に依存する。損失等価抵抗Ｒの変化率が磁性材料
の比抵抗１０００μΩ・ｃｍ以上で変わるために、性能
係数Ｑの変化率は磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃ
ｍ以上になると変化するのである。
クタの等価インダクタンスＬの値はほぼ一定であるの
で、性能係数Ｑの値は、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒの値に依存する。損失等価抵抗Ｒの変化率が磁性材料
の比抵抗１０００μΩ・ｃｍ以上で変わるために、性能
係数Ｑの変化率は磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃ
ｍ以上になると変化するのである。
【００８６】なお、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒ
は、コイル層の損失等価抵抗Ｒcoと磁性層の損失等価抵
抗Ｒmagの和である。
は、コイル層の損失等価抵抗Ｒcoと磁性層の損失等価抵
抗Ｒmagの和である。
【００８７】図１５は、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒから磁性層の損失等価抵抗Ｒmagを抽出して、磁性層
を形成する磁性材料の比抵抗の大きさとの関係を示した
グラフである。
Ｒから磁性層の損失等価抵抗Ｒmagを抽出して、磁性層
を形成する磁性材料の比抵抗の大きさとの関係を示した
グラフである。
【００８８】磁性材料の比抵抗が１０００μΩ・ｃｍ以
上になると、磁性層の損失等価抵抗Ｒmagの減少率も小
さくなりグラフの形状もほぼ平らになる。
上になると、磁性層の損失等価抵抗Ｒmagの減少率も小
さくなりグラフの形状もほぼ平らになる。
【００８９】図１６は、薄膜インダクタの損失等価抵抗
Ｒからコイル層の損失等価抵抗Ｒcoを抽出して、磁性層
を形成する磁性材料の比抵抗の大きさとの関係を示した
グラフである。
Ｒからコイル層の損失等価抵抗Ｒcoを抽出して、磁性層
を形成する磁性材料の比抵抗の大きさとの関係を示した
グラフである。
【００９０】図１６から、コイル層の損失等価抵抗Ｒco
は、磁性層の膜厚が一定であれば、磁性層を形成する磁
性材料の比抵抗の大きさには依存せず一定であることが
わかる。
は、磁性層の膜厚が一定であれば、磁性層を形成する磁
性材料の比抵抗の大きさには依存せず一定であることが
わかる。
【００９１】磁性層の膜厚が大きくなると、コイル層の
損失等価抵抗Ｒcoが大きくなるのは、磁性層の膜厚が大
きくなることによって、磁性層内の磁束密度が高くな
り、その結果コイル層に鎖交する磁束（渡り磁束）が増
加するためである。
損失等価抵抗Ｒcoが大きくなるのは、磁性層の膜厚が大
きくなることによって、磁性層内の磁束密度が高くな
り、その結果コイル層に鎖交する磁束（渡り磁束）が増
加するためである。
【００９２】図１５及び図１６から、薄膜インダクタの
磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさを変化させ
たときに、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒが減少する
のは、コイル層の損失等価抵抗Ｒcoが減少するためでは
なく、磁性層の損失等価抵抗Ｒmagが減少するためであ
ることが分かる。
磁性層を形成する磁性材料の比抵抗の大きさを変化させ
たときに、薄膜インダクタの損失等価抵抗Ｒが減少する
のは、コイル層の損失等価抵抗Ｒcoが減少するためでは
なく、磁性層の損失等価抵抗Ｒmagが減少するためであ
ることが分かる。
【００９３】つまり、磁性層の膜厚が一定であり、薄膜
インダクタの等価インダクタンスＬの値がほぼ一定であ
るときには、磁性層を形成するために用いる磁性材料の
比抵抗を大きくすることにより磁性層内の渦電流損失を
抑えることができるために、磁性層の損失等価抵抗Ｒを
低減し、薄膜インダクタの性能係数Ｑを向上させること
ができることがわかる。
インダクタの等価インダクタンスＬの値がほぼ一定であ
るときには、磁性層を形成するために用いる磁性材料の
比抵抗を大きくすることにより磁性層内の渦電流損失を
抑えることができるために、磁性層の損失等価抵抗Ｒを
低減し、薄膜インダクタの性能係数Ｑを向上させること
ができることがわかる。
【００９４】なお、図１５からは、磁性層の膜厚が大き
いほど磁性層を形成する磁性材料の比抵抗を大きくした
ときの磁性層の損失等価抵抗Ｒmagの減少率が大きくな
ることがわかる。すなわち、磁性層の膜厚を大きくし
て、薄膜インダクタの等価インダクタンスＬを大きくし
た場合に、本発明は特に有効であることがわかる。
いほど磁性層を形成する磁性材料の比抵抗を大きくした
ときの磁性層の損失等価抵抗Ｒmagの減少率が大きくな
ることがわかる。すなわち、磁性層の膜厚を大きくし
て、薄膜インダクタの等価インダクタンスＬを大きくし
た場合に、本発明は特に有効であることがわかる。
【００９５】図１７から図２０は、薄膜インダクタの駆
動周波数を３ＭＨｚにして、磁性層を形成するために用
いた磁性材料の比抵抗並びに磁性層の比透磁率及び膜厚
を変化させたときの、薄膜インダクタの性能係数Ｑを三
次元有限要素法（ＦＥＭ）による磁界解析にて計算した
結果を示すグラフである。薄膜インダクタの形状や材料
など実験の諸条件は、薄膜インダクタの駆動周波数を５
ＭＨｚから３ＭＨｚに変更した以外は、上述の条件と同
じである。
動周波数を３ＭＨｚにして、磁性層を形成するために用
いた磁性材料の比抵抗並びに磁性層の比透磁率及び膜厚
を変化させたときの、薄膜インダクタの性能係数Ｑを三
次元有限要素法（ＦＥＭ）による磁界解析にて計算した
結果を示すグラフである。薄膜インダクタの形状や材料
など実験の諸条件は、薄膜インダクタの駆動周波数を５
ＭＨｚから３ＭＨｚに変更した以外は、上述の条件と同
じである。
【００９６】図１７から図２０は、薄膜インダクタの磁
性層の比透磁率をそれぞれ６００、９００、１２００、
１８００に固定したときの、磁性層を形成するために用
いた磁性材料の比抵抗及び磁性層の膜厚と、性能係数Ｑ
との関係を示すグラフである。
性層の比透磁率をそれぞれ６００、９００、１２００、
１８００に固定したときの、磁性層を形成するために用
いた磁性材料の比抵抗及び磁性層の膜厚と、性能係数Ｑ
との関係を示すグラフである。
【００９７】なお、薄膜インダクタの駆動周波数が３Ｍ
Ｈｚのとき、空心状態の性能係数Ｑ 0はＱ0＝６．５であ
る。
Ｈｚのとき、空心状態の性能係数Ｑ 0はＱ0＝６．５であ
る。
【００９８】図１７から図２０のグラフを見ると、磁性
層の比透磁率が６００、９００、１２００、又は１８０
０のいずれであっても、或いは磁性層の膜厚が１μｍ、
３μｍ、４．５μｍ、又は６μｍのいずれであっても、
磁性層を形成するために用いた磁性材料の比抵抗が１０
００μΩ・ｃｍ以上であるとき、薄膜インダクタの性能
係数Ｑは空心状態の性能係数Ｑ0＝６．５を上回ること
がわかる。
層の比透磁率が６００、９００、１２００、又は１８０
０のいずれであっても、或いは磁性層の膜厚が１μｍ、
３μｍ、４．５μｍ、又は６μｍのいずれであっても、
磁性層を形成するために用いた磁性材料の比抵抗が１０
００μΩ・ｃｍ以上であるとき、薄膜インダクタの性能
係数Ｑは空心状態の性能係数Ｑ0＝６．５を上回ること
がわかる。
【００９９】図２１は、組成がＦｅ−Ｚｒ−Ｏである磁
性材料の組成比と比抵抗との関係を示す３元図である。
性材料の組成比と比抵抗との関係を示す３元図である。
【０１００】図２１からＯの組成比が大きくなり、Ｆｅ
の組成比が小さくなるにつれて、比抵抗ρは大きくなる
ことがわかる。
の組成比が小さくなるにつれて、比抵抗ρは大きくなる
ことがわかる。
【０１０１】特に、Ｏの含有量がａｔ％で、３０％を越
えると比抵抗が１０００μΩ・ｃｍを越えることが分か
る。
えると比抵抗が１０００μΩ・ｃｍを越えることが分か
る。
【０１０２】実際に薄膜インダクタの磁性層を形成する
ときには、単に比抵抗が高いだけでなく、比透磁率も一
定の値以上、１００以上、好ましくは３００以上更に好
ましくは６００以上であるとよい。
ときには、単に比抵抗が高いだけでなく、比透磁率も一
定の値以上、１００以上、好ましくは３００以上更に好
ましくは６００以上であるとよい。
【０１０３】このような、高い比抵抗と高い比透磁率を
両立し得る磁性材料として、上述のＦｅ47.2Ｈｆ16.8Ｏ
36.0以外に、Ｆｅ47.8Ｈｆ16.3Ｏ35.9やＦｅ58.2Ｚｒ
10.9Ｏ 30.9などがある。
両立し得る磁性材料として、上述のＦｅ47.2Ｈｆ16.8Ｏ
36.0以外に、Ｆｅ47.8Ｈｆ16.3Ｏ35.9やＦｅ58.2Ｚｒ
10.9Ｏ 30.9などがある。
【０１０４】また、組成式が、Ｆｅ47.8Ｈｆ16.3Ｏ35.9
で表される軟磁性材料を用いて形成された磁性層の磁気
特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール後の
比抵抗は１２００μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚまで
の比透磁率は９２９、飽和磁化は１．０２（Ｔ）であっ
た。
で表される軟磁性材料を用いて形成された磁性層の磁気
特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール後の
比抵抗は１２００μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚまで
の比透磁率は９２９、飽和磁化は１．０２（Ｔ）であっ
た。
【０１０５】さらに、組成式が、Ｆｅ58.2Ｚｒ10.9Ｏ
30.9で表される軟磁性材料を用いて形成された磁性層の
磁気特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール
後の比抵抗は１１６４μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚ
までの比透磁率は１０３２、飽和磁化は１．１６（Ｔ）
であった。
30.9で表される軟磁性材料を用いて形成された磁性層の
磁気特性を測定すると、静磁場中で４００℃のアニール
後の比抵抗は１１６４μΩ・ｃｍであり、１００ＭＨｚ
までの比透磁率は１０３２、飽和磁化は１．１６（Ｔ）
であった。
【０１０６】以上、本発明の実施の形態及び実施例とし
て薄膜インダクタについて詳述したが、本発明はコイル
層に１次コイルと２次コイルの機能を有する導体を備え
た薄膜トランスのような他の薄膜磁気素子についても適
用できる。
て薄膜インダクタについて詳述したが、本発明はコイル
層に１次コイルと２次コイルの機能を有する導体を備え
た薄膜トランスのような他の薄膜磁気素子についても適
用できる。
【０１０７】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば薄膜
磁気素子の磁性層の材料として比抵抗が１０００μΩ・
ｃｍ以上の磁性材料を用いると、渦電流損失を抑えて薄
膜磁気素子の損失等価抵抗を小さくでき、薄膜磁気素子
の性能係数を向上させることができる。
磁気素子の磁性層の材料として比抵抗が１０００μΩ・
ｃｍ以上の磁性材料を用いると、渦電流損失を抑えて薄
膜磁気素子の損失等価抵抗を小さくでき、薄膜磁気素子
の性能係数を向上させることができる。
【０１０８】また、本発明では、前記薄膜磁気素子の性
能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値が、前記コイル層と同一の材料
によって同一の形状で形成された空心コイルの性能係数
Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい値を示すようにすることが
できる。
能係数Ｑ＝ωＬ／Ｒの値が、前記コイル層と同一の材料
によって同一の形状で形成された空心コイルの性能係数
Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0より大きい値を示すようにすることが
できる。
【０１０９】特に、本発明では、前記磁性層の比透磁率
を１００以上、好ましくは３００以上、さらに好ましく
は６００以上にして薄膜インダクタのインダクタンスＬ
を十分に大きくすることができる。
を１００以上、好ましくは３００以上、さらに好ましく
は６００以上にして薄膜インダクタのインダクタンスＬ
を十分に大きくすることができる。
【０１１０】従って、本発明の薄膜磁気素子を、スイッ
チング電源などを構成するために用いたときに、回路全
体の効率を向上させることができる。
チング電源などを構成するために用いたときに、回路全
体の効率を向上させることができる。
【図１】本発明における薄膜インダクタ（薄膜磁気素
子）の構造を示す部分斜視図、
子）の構造を示す部分斜視図、
【図２】図１の切断線２−２をａ方向から切断した際の
部分断面図、
部分断面図、
【図３】本発明の比較例として、比抵抗が３５０μΩ・
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタンス
との関係を示すグラフ、
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタンス
との関係を示すグラフ、
【図４】本発明の比較例として、比抵抗が３５０μΩ・
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗との関
係を示すグラフ、
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗との関
係を示すグラフ、
【図５】本発明の比較例として、比抵抗が３５０μΩ・
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの関係
を示すグラフ、
ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜インダ
クタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの関係
を示すグラフ、
【図６】本発明の実施例として、比抵抗が１０００μΩ
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタン
スとの関係を示すグラフ、
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタン
スとの関係を示すグラフ、
【図７】本発明の実施例として、比抵抗が１０００μΩ
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗との
関係を示すグラフ、
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗との
関係を示すグラフ、
【図８】本発明の実施例として、比抵抗が１０００μΩ
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの関
係を示すグラフ、
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの関
係を示すグラフ、
【図９】本発明の実施例として、比抵抗が２０００μΩ
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタン
スとの関係を示すグラフ、
・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イン
ダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と等価インダクタン
スとの関係を示すグラフ、
【図１０】本発明の実施例として、比抵抗が２０００μ
Ω・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イ
ンダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗と
の関係を示すグラフ、
Ω・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イ
ンダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と損失等価抵抗と
の関係を示すグラフ、
【図１１】本発明の実施例として、比抵抗が２０００μ
Ω・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イ
ンダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの
関係を示すグラフ、
Ω・ｃｍの磁性材料を用いて磁性層が形成された薄膜イ
ンダクタの磁性層の膜厚及び比透磁率と性能係数Ｑとの
関係を示すグラフ、
【図１２】比透磁率が９００の磁性層が形成された薄膜
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、等価インダクタンスとの関係を示すグラフ、
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、等価インダクタンスとの関係を示すグラフ、
【図１３】比透磁率が９００の磁性層が形成された薄膜
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、損失等価抵抗との関係を示すグラフ、
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、損失等価抵抗との関係を示すグラフ、
【図１４】比透磁率が９００の磁性層が形成された薄膜
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示すグラフ、
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示すグラフ、
【図１５】比透磁率が９００の磁性層が形成された薄膜
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、前記磁性層の損失等価抵抗との関係を示すグラ
フ、
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、前記磁性層の損失等価抵抗との関係を示すグラ
フ、
【図１６】比透磁率が９００の磁性層が形成された薄膜
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、薄膜インダクタのコイル層の損失等価抵抗との
関係を示すグラフ、
インダクタの、前記磁性材料の比抵抗及び前記磁性層の
膜厚と、薄膜インダクタのコイル層の損失等価抵抗との
関係を示すグラフ、
【図１７】薄膜インダクタの駆動周波数を３ＭＨｚにし
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
【図１８】薄膜インダクタの駆動周波数を３ＭＨｚにし
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
【図１９】薄膜インダクタの駆動周波数を３ＭＨｚにし
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
【図２０】薄膜インダクタの駆動周波数を３ＭＨｚにし
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
たときの、磁性層を形成するために用いた磁性材料の比
抵抗及び前記磁性層の膜厚と、性能係数Ｑとの関係を示
すグラフ、
【図２１】組成がＦｅ−Ｚｒ−Ｏである磁性材料の組成
比と比抵抗との関係を示す３元図、
比と比抵抗との関係を示す３元図、
１０ 薄膜インダクタ １１、１３ 磁性層 １２ コイル層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 和志 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5E049 AB07 BA11 CB01 5E070 AA01 AB06 BA11 CB01 CB12
Claims (4)
- 【請求項１】 コイル層の上及び／又は下に絶縁層を介
して少なくとも一つの磁性層が形成されて成る薄膜磁気
素子において、前記磁性層は比抵抗が１０００μΩ・ｃ
ｍ以上の磁性材料を用いて形成されていることを特徴と
する薄膜磁気素子。 - 【請求項２】 前記薄膜磁気素子の性能係数Ｑ＝ωＬ／
Ｒの値が、前記コイル層と同一の材料によって同一の形
状で形成された空心コイルの性能係数Ｑ0＝ωＬ0／Ｒ0
より大きい値を示す請求項１に記載の薄膜磁気素子。た
だし、ωは薄膜磁気素子または空心コイルに与えられる
信号の角周波数、Ｌは薄膜磁気素子の等価インダクタン
ス、Ｌ0は空心コイルの等価インダクタンス、Ｒは薄膜
磁気素子の損失等価抵抗、Ｒ0は空心コイルの損失等価
抵抗である。 - 【請求項３】 前記磁性層の磁化困難軸方向の比透磁率
μ’の値が１００以上である請求項１または２に記載の
薄膜磁気素子。 - 【請求項４】 前記磁性層は、前記コイル層の上下に絶
縁層を介して形成されている請求項１ないし３のいずれ
かに記載の薄膜磁気素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32418699A JP2001143930A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 薄膜磁気素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32418699A JP2001143930A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 薄膜磁気素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143930A true JP2001143930A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18163048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32418699A Withdrawn JP2001143930A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 薄膜磁気素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001143930A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8284010B2 (en) | 2009-08-31 | 2012-10-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Inductor and DC-DC converter |
-
1999
- 1999-11-15 JP JP32418699A patent/JP2001143930A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8284010B2 (en) | 2009-08-31 | 2012-10-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Inductor and DC-DC converter |
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