JP2001148310A - マイクロコイル - Google Patents
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- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/10—Inductors
-
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-
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電流使用のために適した高インダクタンス
及び低抵抗のコイルを構成できるような、アディティブ
技術で構成されたマイクロコイル用の構造を提供するこ
とにある。 【解決手段】 アディティブ技術により基板表面（１）
に構成されているコイルにおいて、コイルの導体（６）
が、絶縁材料（１１）に接触接続していて、該絶縁材料
が、少なくとも部分的にダイヤモンド又はダイヤモンド
に類似した炭素材料を有している。
及び低抵抗のコイルを構成できるような、アディティブ
技術で構成されたマイクロコイル用の構造を提供するこ
とにある。 【解決手段】 アディティブ技術により基板表面（１）
に構成されているコイルにおいて、コイルの導体（６）
が、絶縁材料（１１）に接触接続していて、該絶縁材料
が、少なくとも部分的にダイヤモンド又はダイヤモンド
に類似した炭素材料を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アディティブ技術
（Additivtechnik）により基板表面に構成されているマ
イクロコイルに関する。
（Additivtechnik）により基板表面に構成されているマ
イクロコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のマイクロコイルは、１９９８
年、ｐｈ．Ａ．パッセラウブ（Passeraub）及びその他
著、Proceedings of Eurosensors XIIの“オン・チップ
ＣＭＯＳ リードアウト回路及び電着された１ｍｍの
フラットコイルを有する第１の集積された誘導式の近接
センサ（First Integrated inductive Proximity Senso
rwith On-Chip CMOS Readout Circuit and Electrodepo
sited 1 mm Flat Coil”に記載されている。
年、ｐｈ．Ａ．パッセラウブ（Passeraub）及びその他
著、Proceedings of Eurosensors XIIの“オン・チップ
ＣＭＯＳ リードアウト回路及び電着された１ｍｍの
フラットコイルを有する第１の集積された誘導式の近接
センサ（First Integrated inductive Proximity Senso
rwith On-Chip CMOS Readout Circuit and Electrodepo
sited 1 mm Flat Coil”に記載されている。
【０００３】前記形式のマイクロコイルは、小電流のた
めにのみ適しかつ低インダクタンスのみが得られるに過
ぎない。従ってマイクロコイルは、センサ技術的な目的
のために適するが、例えば高電流及び高インダクタンス
を必要とする回路に適用するには不適である。高電流及
び高インダクタンス用に公知の構造形式のマイクロコイ
ルを使用した場合には、これにより極めて多くの基板表
面が消費されることになる。それというのも、公知のコ
イルのインダクタンスは付加的な巻線の追加によっての
み著しく増加され、従ってこの理由によるだけでインダ
クタンスに比例して消費面積が増大するからである。同
時に大きな電流容量を考慮して導体路横断面が拡大され
ねばならないが、これによって尚一層消費面積が増大さ
れることになる。
めにのみ適しかつ低インダクタンスのみが得られるに過
ぎない。従ってマイクロコイルは、センサ技術的な目的
のために適するが、例えば高電流及び高インダクタンス
を必要とする回路に適用するには不適である。高電流及
び高インダクタンス用に公知の構造形式のマイクロコイ
ルを使用した場合には、これにより極めて多くの基板表
面が消費されることになる。それというのも、公知のコ
イルのインダクタンスは付加的な巻線の追加によっての
み著しく増加され、従ってこの理由によるだけでインダ
クタンスに比例して消費面積が増大するからである。同
時に大きな電流容量を考慮して導体路横断面が拡大され
ねばならないが、これによって尚一層消費面積が増大さ
れることになる。
【０００４】基本的に消費面積は、ドイツ国特許公開第
１９６４０６７６号明細書に記載されているように、マ
イクロコイルが多数の重ね合わされた導体平面をもって
形成されることによって減少されるけれども、このよう
なコイル構造においては、導体を介した電流流が生じた
場合に生ずる熱を最早、単層構造の場合のように効果的
に分散できないという問題が生ずる。従って、このよう
なコイルの電流容量は同じ導体横断面の場合、導体が単
一の平面内に配置されているコイルよりも劣る。
１９６４０６７６号明細書に記載されているように、マ
イクロコイルが多数の重ね合わされた導体平面をもって
形成されることによって減少されるけれども、このよう
なコイル構造においては、導体を介した電流流が生じた
場合に生ずる熱を最早、単層構造の場合のように効果的
に分散できないという問題が生ずる。従って、このよう
なコイルの電流容量は同じ導体横断面の場合、導体が単
一の平面内に配置されているコイルよりも劣る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高電
流使用のために適した高インダクタンス及び低抵抗のコ
イルを構成できるような、アディティブ技術で構成され
たマイクロコイル用の構造を提供することにある。
流使用のために適した高インダクタンス及び低抵抗のコ
イルを構成できるような、アディティブ技術で構成され
たマイクロコイル用の構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、コイルの導体が電気的な絶縁作用を有する絶縁体に
接触接続していて、該絶縁体が、少なくとも所定割合の
ダイヤモンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料を有
していることによって、解決された。
ば、コイルの導体が電気的な絶縁作用を有する絶縁体に
接触接続していて、該絶縁体が、少なくとも所定割合の
ダイヤモンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料を有
していることによって、解決された。
【０００７】
【発明の効果】ダイヤモンドは、ほぼ２０Ｗ／ｃｍｋの
極めて高い熱伝導性及びほぼ１０7Ｖ／ｃｍの高い破壊
電界強度を有しひいては同様に電気的な絶縁材料及び熱
伝導材料として適する。いわゆるダイヤモンドに類似し
た炭素材料（ＤＬＣ、ダイヤモンドに類似したカーボ
ン）は、真生ダイヤモンドと炭素原子の結晶構造のｓｐ
3乃至ｓｐ2ハイブリダイゼーションが共通しひいては類
似の有利な熱伝導特性及び絶縁特性を有している。
極めて高い熱伝導性及びほぼ１０7Ｖ／ｃｍの高い破壊
電界強度を有しひいては同様に電気的な絶縁材料及び熱
伝導材料として適する。いわゆるダイヤモンドに類似し
た炭素材料（ＤＬＣ、ダイヤモンドに類似したカーボ
ン）は、真生ダイヤモンドと炭素原子の結晶構造のｓｐ
3乃至ｓｐ2ハイブリダイゼーションが共通しひいては類
似の有利な熱伝導特性及び絶縁特性を有している。
【０００８】このようなマイクロコイルによって発生可
能な比較的強い磁界が隣接する回路に逆作用することを
阻止するために、及び、コイル自体のインダクタンスを
改善するために、コイルは有利には、磁気的な遮蔽作用
を有する材料から成る被覆体によって取り囲まれてい
る。このような材料は、例えばニッケル・鉄合金又はニ
ッケル・コバルト合金であってよい。
能な比較的強い磁界が隣接する回路に逆作用することを
阻止するために、及び、コイル自体のインダクタンスを
改善するために、コイルは有利には、磁気的な遮蔽作用
を有する材料から成る被覆体によって取り囲まれてい
る。このような材料は、例えばニッケル・鉄合金又はニ
ッケル・コバルト合金であってよい。
【０００９】本発明の別の構成によれば、絶縁体が少な
くとも部位的にダイヤモンド結晶を含有する混合物から
形成され、該混合物は、別の主要成分として例えば酸化
物材料、窒化物材料又はポリマー材料を有することがで
きる。
くとも部位的にダイヤモンド結晶を含有する混合物から
形成され、該混合物は、別の主要成分として例えば酸化
物材料、窒化物材料又はポリマー材料を有することがで
きる。
【００１０】本発明によるコイルは、混合物がフォトリ
ソグラフィ技術で構造化可能なポリマー材料を有する場
合には、特に簡単に製作可能である。前記材料は大面積
で基板表面に被着され、かつ、構造化中に材料内に形成
される溝内にコイルの導体が、例えば電着技術で現出さ
れる。
ソグラフィ技術で構造化可能なポリマー材料を有する場
合には、特に簡単に製作可能である。前記材料は大面積
で基板表面に被着され、かつ、構造化中に材料内に形成
される溝内にコイルの導体が、例えば電着技術で現出さ
れる。
【００１１】本発明の別の有利な構成では、絶縁体はダ
イヤモンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料から成
る少なくとも１つの層を有していて、該層は、ほぼコイ
ルの全横断面に亘って延びている。熱伝導性を著しく損
なうことのない層内の個々の開口は有利には、特に導体
路用の切欠きとして設けることができる。
イヤモンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料から成
る少なくとも１つの層を有していて、該層は、ほぼコイ
ルの全横断面に亘って延びている。熱伝導性を著しく損
なうことのない層内の個々の開口は有利には、特に導体
路用の切欠きとして設けることができる。
【００１２】導体を効果的に冷却するために、ダイヤモ
ンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料から成る少な
くとも１つの層は、有利には冷却すべき導体に直接接触
接続して配置されている。
ンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料から成る少な
くとも１つの層は、有利には冷却すべき導体に直接接触
接続して配置されている。
【００１３】別の特に有利な構成は、導体が複数の平面
内に配置されているコイルのコンパクトな構造にある。
この場合、各平面にダイヤモンド又はダイヤモンドに類
似した炭素材料から成る少なくとも１つの層が対応配置
されている。
内に配置されているコイルのコンパクトな構造にある。
この場合、各平面にダイヤモンド又はダイヤモンドに類
似した炭素材料から成る少なくとも１つの層が対応配置
されている。
【００１４】更に有利には、コイルを支持する基板が、
半導体基板として構成されており、コイルが、コイルの
下で基板内に配置された集積回路に接続されている。
半導体基板として構成されており、コイルが、コイルの
下で基板内に配置された集積回路に接続されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に図示の実施例につき本発明を
説明する。
説明する。
【００１６】第１図では部分的に、半導体基板１の可視
方向に面したフランク２が図示されていて、該フランク
２においては、基板に形成された集積回路３、不動態層
４、カバー層５及びカバー層内に螺旋状に埋め込まれた
導体又は導体路６が示されている。カバー層５及び不動
態層４は協働して、導体路が埋め込まれている絶縁体を
形成する。
方向に面したフランク２が図示されていて、該フランク
２においては、基板に形成された集積回路３、不動態層
４、カバー層５及びカバー層内に螺旋状に埋め込まれた
導体又は導体路６が示されている。カバー層５及び不動
態層４は協働して、導体路が埋め込まれている絶縁体を
形成する。
【００１７】この場合、不動態層４はダイヤモンド層又
はダイヤモンドに類似した層であり、該層は、例えば自
体公知のプラズマ法により基板１に析出される。このよ
うな析出法は周知のように、工具表面に摩耗を減少する
コーティングを形成するために使用される。
はダイヤモンドに類似した層であり、該層は、例えば自
体公知のプラズマ法により基板１に析出される。このよ
うな析出法は周知のように、工具表面に摩耗を減少する
コーティングを形成するために使用される。
【００１８】不動態層４内の切欠き７は、Ｈ2・プラズ
マを用いた層の加工及びマスキングによって形成され
る。
マを用いた層の加工及びマスキングによって形成され
る。
【００１９】切欠きを介して、導体路６の端部区分８が
集積回路３の表面と伝導接触接続する。
集積回路３の表面と伝導接触接続する。
【００２０】導体路６は、ダイヤモンド層４の表面と直
接接触接続しかつ該表面を介して極めて効果的に熱を放
出する。
接接触接続しかつ該表面を介して極めて効果的に熱を放
出する。
【００２１】カバー層５は、場合によっては所定割合の
ダイヤモンド結晶又はＤＬＣ・材料を備えて、ポリマー
材料から又は耐熱性の無機の酸化物材料又は窒化物材料
から形成される。
ダイヤモンド結晶又はＤＬＣ・材料を備えて、ポリマー
材料から又は耐熱性の無機の酸化物材料又は窒化物材料
から形成される。
【００２２】第２図では、本発明によるマイクロコイル
の改良実施例が、コイル軸線に対して平行なもしくは基
板表面に対して垂直な断面図で図示されている。
の改良実施例が、コイル軸線に対して平行なもしくは基
板表面に対して垂直な断面図で図示されている。
【００２３】基板１は、表面に集積回路３を配置された
半導体基板である。基板及び集積回路は、通常の形式で
酸化物の組成又は窒化物の組成を有する不動態層４によ
って被覆されている。集積回路３の上側では、基板にマ
イクロコイルが配置されていて、該マイクロコイルは、
マイクロコイルの給電のために必要な切欠き７を除い
て、高い透磁率を有する被覆体９、例えばニッケル・鉄
合金又はニッケル・コバルト合金から成る被覆体９によ
って周囲を取り囲まれている。
半導体基板である。基板及び集積回路は、通常の形式で
酸化物の組成又は窒化物の組成を有する不動態層４によ
って被覆されている。集積回路３の上側では、基板にマ
イクロコイルが配置されていて、該マイクロコイルは、
マイクロコイルの給電のために必要な切欠き７を除い
て、高い透磁率を有する被覆体９、例えばニッケル・鉄
合金又はニッケル・コバルト合金から成る被覆体９によ
って周囲を取り囲まれている。
【００２４】被覆体９の内部では、マイクロコイルの導
体６は２つの螺旋状の層としてコイルコア１０を中心と
して配置されていて、該コイルコアは、被覆体９と同じ
材料から形成されている。
体６は２つの螺旋状の層としてコイルコア１０を中心と
して配置されていて、該コイルコアは、被覆体９と同じ
材料から形成されている。
【００２５】導体６は、被覆体９の内部で、電気的な絶
縁作用を有する熱伝導性の絶縁体１１内に埋め込まれて
いて、該絶縁体は、主要構成成分として少なくとも所定
割合のダイヤモンド結晶又はダイヤモンドに類似した炭
素材料を含有している。前記絶縁体１１の構造は、マイ
クロコイルを構成するために基板において使用される方
法ステップに関連して異なることができる。絶縁体１１
の構造は、コイルを製作するための下記の方法により得
られる。
縁作用を有する熱伝導性の絶縁体１１内に埋め込まれて
いて、該絶縁体は、主要構成成分として少なくとも所定
割合のダイヤモンド結晶又はダイヤモンドに類似した炭
素材料を含有している。前記絶縁体１１の構造は、マイ
クロコイルを構成するために基板において使用される方
法ステップに関連して異なることができる。絶縁体１１
の構造は、コイルを製作するための下記の方法により得
られる。
【００２６】方法はそれぞれ、内部に完全な集積回路を
形成された半導体基板と、コイルの電流供給手段を通過
案内するための切欠き７を備えた、基板表面に析出され
た不動態層とから出発する（第３ａ図参照）。
形成された半導体基板と、コイルの電流供給手段を通過
案内するための切欠き７を備えた、基板表面に析出され
た不動態層とから出発する（第３ａ図参照）。
【００２７】基板には、被覆体９の底部２０を形成する
ために、第１の合金層が析出、例えばスパッタリング、
構造化及びエッチングされる（第３ｂ図参照）。
ために、第１の合金層が析出、例えばスパッタリング、
構造化及びエッチングされる（第３ｂ図参照）。
【００２８】ダイヤモンド層又はＤＬＣ層２１が底部２
０に析出される（第３ｃ図参照）。ダイヤモンド層又は
ＤＬＣ層２１の厚さは、高い絶縁破壊の強さに基づき極
めて薄く維持される。
０に析出される（第３ｃ図参照）。ダイヤモンド層又は
ＤＬＣ層２１の厚さは、高い絶縁破壊の強さに基づき極
めて薄く維持される。
【００２９】次のステップ（第３ｄ図参照）でフォト構
造化可能なポリマー層２２が被着され、該ポリマー層内
にダイヤモンド層又はＤＬＣ層２１の上側の所定の領域
で溝２３のパターンが形成され、該溝パターンの経過
は、形成されるコイルの導体の位置に対応している。
造化可能なポリマー層２２が被着され、該ポリマー層内
にダイヤモンド層又はＤＬＣ層２１の上側の所定の領域
で溝２３のパターンが形成され、該溝パターンの経過
は、形成されるコイルの導体の位置に対応している。
【００３０】コイルの所定の基面においてできるだけ強
い電流を案内できるようにするために、導体の抵抗が小
さくひいては導体の横断面が大きいことが所望される。
このために、溝２３を高いアスペクト比で、即ち、溝２
３を狭くしかも深く形成する必要がある。このために、
エポキシ樹脂をベースとしたフォトレジスト・ポリマー
材料が特に適している。
い電流を案内できるようにするために、導体の抵抗が小
さくひいては導体の横断面が大きいことが所望される。
このために、溝２３を高いアスペクト比で、即ち、溝２
３を狭くしかも深く形成する必要がある。このために、
エポキシ樹脂をベースとしたフォトレジスト・ポリマー
材料が特に適している。
【００３１】多数のポリマー材料で急勾配の壁部を備え
た深い溝を形成するために適した特別な方法は、ドイツ
国未公開特許出願第１９９１０９８４．２号明細書に記
載されている。この方法により溝は次のように形成され
る；即ち、まずポリマー層２２に硬質材料層が自体公知
の形式でプラズマ析出、スパッタリング又は蒸着によっ
て析出されて構造化され、これにより溝パターンがまず
構造化された硬質材料層内に形成される。硬質材料層と
しては例えば、プラズマから析出された、ＳｉＮ、Ｔｉ
Ｎ又はＳｉＯ2のような酸化物又は窒化物並びにＡｌの
ような金属層が適する。
た深い溝を形成するために適した特別な方法は、ドイツ
国未公開特許出願第１９９１０９８４．２号明細書に記
載されている。この方法により溝は次のように形成され
る；即ち、まずポリマー層２２に硬質材料層が自体公知
の形式でプラズマ析出、スパッタリング又は蒸着によっ
て析出されて構造化され、これにより溝パターンがまず
構造化された硬質材料層内に形成される。硬質材料層と
しては例えば、プラズマから析出された、ＳｉＮ、Ｔｉ
Ｎ又はＳｉＯ2のような酸化物又は窒化物並びにＡｌの
ような金属層が適する。
【００３２】ポリマー層２２の溝２３の形成はプラズマ
エッチング装置において、例えば、ＥＣＲ・エッチング
装置又はＩＣＰ・エッチング装置において、酸素を含有
するエッチングガス、有利には、軽いイオン化可能なガ
ス、例えばＨｅ4又は特に有利にはＨｅ3又は水素を添加
した純酸素を使用して行われる。エッチングガスのイオ
ンは、−３０度乃至−１２０度、有利には−６５度の温
度に冷却されたエッチングすべき基板表面の方向に加速
されかつポリマー層２２の溝２３の底部の材料を切除す
る。エッチングガス内には、形成される溝２３のサイド
フランクに付着してそこに静電荷を形成し得る方向不定
に可動な電子が、軽いガスのイオンを介して中性化され
る。このようにして、溝内に進入するエッチングガスイ
オンが溝のフランクに向けて偏向されかつ該フランクに
作用することが、回避される。従って、溝を高いアスペ
クト比で簡単な形式で形成できる。エッチングプロセス
の結果は、第３ｄ図で図示されている。
エッチング装置において、例えば、ＥＣＲ・エッチング
装置又はＩＣＰ・エッチング装置において、酸素を含有
するエッチングガス、有利には、軽いイオン化可能なガ
ス、例えばＨｅ4又は特に有利にはＨｅ3又は水素を添加
した純酸素を使用して行われる。エッチングガスのイオ
ンは、−３０度乃至−１２０度、有利には−６５度の温
度に冷却されたエッチングすべき基板表面の方向に加速
されかつポリマー層２２の溝２３の底部の材料を切除す
る。エッチングガス内には、形成される溝２３のサイド
フランクに付着してそこに静電荷を形成し得る方向不定
に可動な電子が、軽いガスのイオンを介して中性化され
る。このようにして、溝内に進入するエッチングガスイ
オンが溝のフランクに向けて偏向されかつ該フランクに
作用することが、回避される。従って、溝を高いアスペ
クト比で簡単な形式で形成できる。エッチングプロセス
の結果は、第３ｄ図で図示されている。
【００３３】次の方法ステップで、コイルの導体６を形
成するために、溝２３並びに切欠き７が金属で充填され
る（第３ｅ図参照）。このために電着法が使用される。
成するために、溝２３並びに切欠き７が金属で充填され
る（第３ｅ図参照）。このために電着法が使用される。
【００３４】引き続く製作は種々異なる実施形式で行わ
れる。第１の実施形式により、導体路６を形成した後で
ポリマー層２２の残余物が、フォトレジスト材料から成
るポリマー層のために自体公知であるように除去される
（第３ｆ図参照）。引き続く方法ステップにおいて、切
欠き上部に形成されるコイルの別の層に接触接続させる
ための切欠き（図示せず）を除いて、導体６は絶縁材料
２４から成る層によって覆われる。絶縁材料２４は、例
えば主として、高い耐熱性を有するＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、Ｓｉ3Ｎ4等のような酸化物材料又は窒化物材料か
ら形成される。コイルの導体６から外部への熱排出を改
善するために、絶縁材料２４に、所定割合の結晶質のダ
イヤモンド又はダイヤモンドに類似した材料を打ち込む
ことができ、経済的である限りにおいて、絶縁材料２４
を主にこのような材料から又は事実上完全にこのような
材料から形成することもできる。
れる。第１の実施形式により、導体路６を形成した後で
ポリマー層２２の残余物が、フォトレジスト材料から成
るポリマー層のために自体公知であるように除去される
（第３ｆ図参照）。引き続く方法ステップにおいて、切
欠き上部に形成されるコイルの別の層に接触接続させる
ための切欠き（図示せず）を除いて、導体６は絶縁材料
２４から成る層によって覆われる。絶縁材料２４は、例
えば主として、高い耐熱性を有するＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、Ｓｉ3Ｎ4等のような酸化物材料又は窒化物材料か
ら形成される。コイルの導体６から外部への熱排出を改
善するために、絶縁材料２４に、所定割合の結晶質のダ
イヤモンド又はダイヤモンドに類似した材料を打ち込む
ことができ、経済的である限りにおいて、絶縁材料２４
を主にこのような材料から又は事実上完全にこのような
材料から形成することもできる。
【００３５】絶縁材料２４は、薄膜の形式で被着でき、
該薄膜は基板表面に圧着されるので、絶縁材料２４は、
導体６間の中間室内に進入する。ペースト塗付けによる
材料被着も同様に重要である。
該薄膜は基板表面に圧着されるので、絶縁材料２４は、
導体６間の中間室内に進入する。ペースト塗付けによる
材料被着も同様に重要である。
【００３６】ポリマー層２２自体の材料が製作すべきコ
イルに課せられた要求範囲内で十分耐熱性であり及び／
又は最適な熱伝導能を有する場合には、前記材料の除去
を放棄することができ、かつ、製法の第２の実施形式に
より第３ｅ図による導体路６の形成に続いて、導体路６
及びポリマー層２２の共通の表面にダイヤモンド又はダ
イヤモンドに類似の炭素材料から成る別の層２５を析出
することができ（第３ｈ図参照）、該層は、図示しない
切欠きを除いて、導体路６をこれの上部に形成された別
のコイル層の導体路から電気的に絶縁する。
イルに課せられた要求範囲内で十分耐熱性であり及び／
又は最適な熱伝導能を有する場合には、前記材料の除去
を放棄することができ、かつ、製法の第２の実施形式に
より第３ｅ図による導体路６の形成に続いて、導体路６
及びポリマー層２２の共通の表面にダイヤモンド又はダ
イヤモンドに類似の炭素材料から成る別の層２５を析出
することができ（第３ｈ図参照）、該層は、図示しない
切欠きを除いて、導体路６をこれの上部に形成された別
のコイル層の導体路から電気的に絶縁する。
【００３７】ポリマー層２２の最良の熱伝導性を得るた
めに、ポリマー層２２に既にダイヤモンドを打ち込むこ
とができる。
めに、ポリマー層２２に既にダイヤモンドを打ち込むこ
とができる。
【００３８】コイルの別の層を形成するために、第３ｄ
図乃至第３ｇ図もしくは第３ｄ図、第３ｅ図及び第３ｈ
図に関連して記述のステップが、形成される層の数に相
応して繰り返される。
図乃至第３ｇ図もしくは第３ｄ図、第３ｅ図及び第３ｈ
図に関連して記述のステップが、形成される層の数に相
応して繰り返される。
【００３９】被覆体９及びコイルコア１０の外面側は、
第２図で図示のコイル構造を完成するために、最後の方
法ステップで電着析出される。
第２図で図示のコイル構造を完成するために、最後の方
法ステップで電着析出される。
【図１】本発明第１実施例による、半導体基板に設けら
れたマイクロコイルの部分的な斜視図。
れたマイクロコイルの部分的な斜視図。
【図２】本発明第２実施例によるマイクロコイルの断面
図。
図。
【図３】第２図のマイクロコイルを製作する種々のステ
ップを示した図。
ップを示した図。
１ 半導体基板、 ２ フランク、 ３ 集積回路、
４ 不動態層、 ５カバー層、 ６ 導体又は導体路、
７ 切欠き、 ９ 被覆体、 １０ コイルコア、
１１，２４ 絶縁材料又は絶縁体、 ２０ 底部、 ２
１ ダイヤモンド層又はＤＬＣ層、 ２２ ポリマー
層、 ２３ 溝、 ２５ 別の層
４ 不動態層、 ５カバー層、 ６ 導体又は導体路、
７ 切欠き、 ９ 被覆体、 １０ コイルコア、
１１，２４ 絶縁材料又は絶縁体、 ２０ 底部、 ２
１ ダイヤモンド層又はＤＬＣ層、 ２２ ポリマー
層、 ２３ 溝、 ２５ 別の層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト エルスナー ドイツ連邦共和国 ケルペン−ホアレム エリアクヴェーク ５
Claims (9)
- 【請求項１】 アディティブ技術により基板表面（１）
に構成されているコイルにおいて、コイルの導体（６）
が、絶縁体（４，５；１１；２１，２２，２４，２５）
に接触接続していて、該絶縁体が、少なくとも所定割合
のダイヤモンド又はダイヤモンドに類似した炭素材料を
有していることを特徴とする、コイル。 - 【請求項２】 コイルが、磁気的な遮蔽作用を有する材
料から成る被覆体（９）によって取り囲まれている、請
求項１記載のコイル。 - 【請求項３】 絶縁体（５；２２，２４）が、少なくと
も部位的にダイヤモンド結晶を含有する混合物から形成
されている、請求項１又は２記載のコイル。 - 【請求項４】 混合物が、酸化物材料、窒化物材料又は
ポリマー材料を有している、請求項３記載のコイル。 - 【請求項５】 混合物が、フォトリソグラフィ技術で構
造化可能なポリマー材料を有している、請求項３記載の
コイル。 - 【請求項６】 絶縁体が、ダイヤモンド又はダイヤモン
ドに類似した炭素材料から成る少なくとも１つの層（２
１，２５）を有していて、該層が、ほぼコイルの全横断
面に亘って延びている、請求項１又は２記載のコイル。 - 【請求項７】 ダイヤモンド又はダイヤモンドに類似し
た炭素材料から成る少なくとも１つの層（２１，２５）
が、導体（６）に直接接触接続して配置されている、請
求項３記載のコイル。 - 【請求項８】 導体（６）が、複数の平面内に配置され
ており、各平面に、ダイヤモンド又はダイヤモンドに類
似した炭素材料から成る少なくとも１つの層（２１，２
５）が対応配置されている、請求項６又は７記載のコイ
ル。 - 【請求項９】 基板（１）が、半導体基板として構成さ
れており、コイルが、コイルの下で基板（１）内に配置
された集積回路（３）に接続されている、請求項１から
８までのいずれか１項記載のコイル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19945855A DE19945855A1 (de) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Mikrospule |
| DE19945855.3 | 1999-09-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148310A true JP2001148310A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=7923203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000287613A Pending JP2001148310A (ja) | 1999-09-24 | 2000-09-21 | マイクロコイル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6724290B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001148310A (ja) |
| CH (1) | CH695032A5 (ja) |
| DE (1) | DE19945855A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010003931A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 変圧器 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5990776A (en) * | 1994-12-08 | 1999-11-23 | Jitaru; Ionel | Low noise full integrated multilayers magnetic for power converters |
| DE10203371A1 (de) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Siemens Ag | Katheter, insbesondere intravaskulärer Katheter |
| DE10232642B4 (de) * | 2002-07-18 | 2006-11-23 | Infineon Technologies Ag | Integrierte Transformatoranordnung |
| US6903644B2 (en) * | 2003-07-28 | 2005-06-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Inductor device having improved quality factor |
| DE10346474B4 (de) * | 2003-10-02 | 2014-07-10 | Infineon Technologies Ag | Sensorbauteil mit einem Sensorchip, Sensorstapel und Verfahren zum Prüfen einer biochemischen Probe |
| US7247534B2 (en) * | 2003-11-19 | 2007-07-24 | International Business Machines Corporation | Silicon device on Si:C-OI and SGOI and method of manufacture |
| JP2006234004A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Aisin Seiki Co Ltd | 電磁弁及びその製造方法 |
| JP2007288129A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Denso Corp | コイル装置およびインジェクタ |
| NL2003139A1 (nl) * | 2008-07-31 | 2010-02-02 | Asml Holding Nv | Cooling of actuator coils. |
| JP5339974B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2013-11-13 | 新光電気工業株式会社 | インダクタ装置及びその製造方法 |
| US9183977B2 (en) * | 2012-04-20 | 2015-11-10 | Infineon Technologies Ag | Method for fabricating a coil by way of a rounded trench |
| DE102017212808A1 (de) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Mehrschichtspule, Antriebselement und Planarantriebssystem, sowie Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtspule |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3614554A (en) * | 1968-10-24 | 1971-10-19 | Texas Instruments Inc | Miniaturized thin film inductors for use in integrated circuits |
| JPS49131863U (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-13 | ||
| US5525941A (en) * | 1993-04-01 | 1996-06-11 | General Electric Company | Magnetic and electromagnetic circuit components having embedded magnetic material in a high density interconnect structure |
| JPH08194914A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Nissin Electric Co Ltd | 磁気ヘッド、それ用のコアおよびそれらの製造方法 |
| DE19640676A1 (de) | 1996-04-04 | 1997-10-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Mikrospulen und -transformatoren |
| US5793272A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-11 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit toroidal inductor |
| US6275354B1 (en) * | 1998-01-21 | 2001-08-14 | Read-Rite Corporation | Magnetic head with a toroidal coil encompassing only one yoke layer |
| DE19910984C2 (de) | 1999-03-12 | 2001-05-10 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Polymerstrukturen auf einem Substrat mittels eines Ätzprozesses |
-
1999
- 1999-09-24 DE DE19945855A patent/DE19945855A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-09-01 CH CH01714/00A patent/CH695032A5/de not_active IP Right Cessation
- 2000-09-21 JP JP2000287613A patent/JP2001148310A/ja active Pending
- 2000-09-22 US US09/668,258 patent/US6724290B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010003931A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 変圧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19945855A1 (de) | 2001-03-29 |
| US6724290B1 (en) | 2004-04-20 |
| CH695032A5 (de) | 2005-11-15 |
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