JP2002543591A - 本体がソフトフェライト材料を有する動作周波数が５０ＭＨｚより高い半導体装置 - Google Patents
本体がソフトフェライト材料を有する動作周波数が５０ＭＨｚより高い半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラスの場合と比較して、インダクタンス、それゆえ、集積化インダクタのQ因子を向上させ、かつ適切なコストで半導体装置の製造を可能とするソフトフェライト材料を用いた、第一パラグラフに記載された種類の半導体装置を提供すること。
【解決手段】 動作周波数が50MHzより高い半導体装置(1)は、ソフトフェライト材料から成る本体(2)を有し、その本体(2)は、半導体素子(4)と、導体（5、6）のパターンと、プレーナ・インダクタ(7)の形の受動素子とが接着層(8)によって固定されている表面(3)を有する。半導体装置の性能に不利な影響を及ぼすことなく半導体装置の製造コストを削減するために、半導体装置の動作周波数より低い強磁性共鳴周波数を有するソフトフェライト材料が利用される。
Description
【０００１】
本発明は、本体がソフトフェライト材料を有する、動作周波数が50MHzより高
い半導体装置であって、当該本体が、半導体素子と、導体のパターンと、インダ
クタ形状の受動素子とが固定されている表面を有する、半導体装置に関する。
い半導体装置であって、当該本体が、半導体素子と、導体のパターンと、インダ
クタ形状の受動素子とが固定されている表面を有する、半導体装置に関する。
【０００２】 この様な半導体装置は、ラジオ機器（約100MHz）、テレビ機器（約450〜860 M
Hz）、および携帯電話機器（約900MHz）におけるアプリケーション用のレシーバ
として使用することが出来る。実際、この半導体装置は、極めて多数のトランジ
スタを有する集積回路内に配置することが出来る、多くの能動素子、及び一つま
たはいくつかのインダクタの他に、例えば、コンデンサ及び抵抗器を有すること
が出来る受動素子を有することが出来る。
Hz）、および携帯電話機器（約900MHz）におけるアプリケーション用のレシーバ
として使用することが出来る。実際、この半導体装置は、極めて多数のトランジ
スタを有する集積回路内に配置することが出来る、多くの能動素子、及び一つま
たはいくつかのインダクタの他に、例えば、コンデンサ及び抵抗器を有すること
が出来る受動素子を有することが出来る。
【０００３】
第一パラグラフに記載した種類の半導体装置は、公開された特許出願WO96/138
58から公知である。この公知の半導体装置は、マイクロ波信号を処理するのに適
し、かつガラスから成る本体に比較してインダクタの性能で有利であるフェライ
ト材料を有する本体を有する。
58から公知である。この公知の半導体装置は、マイクロ波信号を処理するのに適
し、かつガラスから成る本体に比較してインダクタの性能で有利であるフェライ
ト材料を有する本体を有する。
【０００４】 インダクタの性能は、全抵抗Rにより除された誘導性リアクタンスωL（ωは角
周波数で、Lはインダクタンス）として定義されるQ因子Qで測定されることが多
い。「磁気基板上のプレーナ・インダクタ」（Roshen：IEEE Trans. Magn., Vol
. 26, No. 1 (1990)、pp. 270-275）という題名の理論に関する論文から、磁性
キャリア本体が非磁性のキャリア本体よりはるかに大きい透磁率を有する場合に
は、磁性キャリア本体の使用により、インダクタンスにおいて、それゆえ、イン
ダクタのQ因子において、非磁性のキャリア本体と比較して100パーセントの増強
がもたらされることは、公知である。
周波数で、Lはインダクタンス）として定義されるQ因子Qで測定されることが多
い。「磁気基板上のプレーナ・インダクタ」（Roshen：IEEE Trans. Magn., Vol
. 26, No. 1 (1990)、pp. 270-275）という題名の理論に関する論文から、磁性
キャリア本体が非磁性のキャリア本体よりはるかに大きい透磁率を有する場合に
は、磁性キャリア本体の使用により、インダクタンスにおいて、それゆえ、イン
ダクタのQ因子において、非磁性のキャリア本体と比較して100パーセントの増強
がもたらされることは、公知である。
【０００５】 インダクタのQ因子Qは、例えば、実質的に円形、正方形または矩形の螺旋とす
ることが出来るインダクタの典型的な幅（例えば、直径）に比例するので、Q因
子を二倍にすると、インダクタ表面積を約75%節約することが出来る。インダク
タの表面積が典型的には1mm2のオーダであることを考慮すると、インダクタ表面
積の75%の節約が、単位表面積当りに製造することが出来る半導体装置の総数に
大きく影響することは、明らかである。
ることが出来るインダクタの典型的な幅（例えば、直径）に比例するので、Q因
子を二倍にすると、インダクタ表面積を約75%節約することが出来る。インダク
タの表面積が典型的には1mm2のオーダであることを考慮すると、インダクタ表面
積の75%の節約が、単位表面積当りに製造することが出来る半導体装置の総数に
大きく影響することは、明らかである。
【０００６】 動作周波数が50MHzより高い半導体装置に集積化されるインダクタのQ因子を上
記の様に二倍にすることを達成するためには、通常、半導体装置の動作周波数で
の交番磁場に追従することが出来るソフトフェライト材料が選ばれる。このこと
は、「ソフトフェライト：特性及びアプリケーション」（第二版、E.C.Snelling
著、発行Butterworths、ロンドン（1988）、p.90）という題名の標準的教科書に
述べられている、フェライトの有効周波数範囲は、その透磁率が減少し始める周
波数、またはそれよりいくぶん低い周波数の何れかで、その損失が急激に上昇す
るので、強磁性共鳴の開始によって制限されるという記述、によって裏付けられ
る。
記の様に二倍にすることを達成するためには、通常、半導体装置の動作周波数で
の交番磁場に追従することが出来るソフトフェライト材料が選ばれる。このこと
は、「ソフトフェライト：特性及びアプリケーション」（第二版、E.C.Snelling
著、発行Butterworths、ロンドン（1988）、p.90）という題名の標準的教科書に
述べられている、フェライトの有効周波数範囲は、その透磁率が減少し始める周
波数、またはそれよりいくぶん低い周波数の何れかで、その損失が急激に上昇す
るので、強磁性共鳴の開始によって制限されるという記述、によって裏付けられ
る。
【０００７】 半導体装置の動作周波数で交番磁場に追従することができるソフトフェライト
材料を用いる上記のタイプの半導体装置の欠点は、用いられるソフトフェライト
材料の初期コストが高いために、その製造コストが高くなることである。
材料を用いる上記のタイプの半導体装置の欠点は、用いられるソフトフェライト
材料の初期コストが高いために、その製造コストが高くなることである。
【０００８】
本発明の目的は、ガラスの場合と比較して、インダクタンス、それゆえ、集積
化インダクタのQ因子を向上させ、かつ適切なコストで半導体装置の製造を可能
とするソフトフェライト材料を用いた、第一パラグラフに記載された種類の半導
体装置を提供することである。
化インダクタのQ因子を向上させ、かつ適切なコストで半導体装置の製造を可能
とするソフトフェライト材料を用いた、第一パラグラフに記載された種類の半導
体装置を提供することである。
【０００９】 本発明によると、この目的は、前記ソフトフェライト材料が、前記半導体装置
の前記動作周波数より低い強磁性共鳴周波数を有することにより、達成される。
驚くべきことに、半導体装置の動作周波数で交番磁場に追従することができない
ソフトフェライト材料の使用により、インダクタンス、それゆえインダクタのQ
因子が、ほとんど二倍になることが見出された。ソフトフェライト材料の初期コ
ストは、一般に、強磁性共鳴周波数の減少とともに減少する。強磁性共鳴周波数
が低いソフトフェライト材料は、一般に、きめが細かくなく、かつ準備の間の必
要処理が少なく、及び／または、一般に（例えば、ニッケル、マグネシウム、お
よびマンガンのような）高価な金属においては乏しい。これは、高価でないソフ
トフェライト材料を、動作周波数が50MHzより高い半導体装置に用いることが出
来ることを意味し、これによって半導体装置の性能を落とすことなく半導体装置
の製造コストを大きく削減することを可能にする。
の前記動作周波数より低い強磁性共鳴周波数を有することにより、達成される。
驚くべきことに、半導体装置の動作周波数で交番磁場に追従することができない
ソフトフェライト材料の使用により、インダクタンス、それゆえインダクタのQ
因子が、ほとんど二倍になることが見出された。ソフトフェライト材料の初期コ
ストは、一般に、強磁性共鳴周波数の減少とともに減少する。強磁性共鳴周波数
が低いソフトフェライト材料は、一般に、きめが細かくなく、かつ準備の間の必
要処理が少なく、及び／または、一般に（例えば、ニッケル、マグネシウム、お
よびマンガンのような）高価な金属においては乏しい。これは、高価でないソフ
トフェライト材料を、動作周波数が50MHzより高い半導体装置に用いることが出
来ることを意味し、これによって半導体装置の性能を落とすことなく半導体装置
の製造コストを大きく削減することを可能にする。
【００１０】 本発明の半導体装置に使用されるソフトフェライト材料の選択は、上述した標
準的教科書「ソフトフェライト：特性及びアプリケーション」（第二版、E.C.Sn
elling著、Butterworths、ロンドン（1988）、90p)における、当業者は、半導体
装置の動作周波数より高い強磁性共鳴周波数を有するソフトフェライト材料、す
なわち、半導体装置の動作周波数で交番磁場に追従することが出来るソフトフェ
ライト材料を選択するという記述が教えることとは逆である。このようなソフト
フェライト材料は、初期コストが不必要に高いので、半導体装置の製造コストを
不必要に高くしてしまう。
準的教科書「ソフトフェライト：特性及びアプリケーション」（第二版、E.C.Sn
elling著、Butterworths、ロンドン（1988）、90p)における、当業者は、半導体
装置の動作周波数より高い強磁性共鳴周波数を有するソフトフェライト材料、す
なわち、半導体装置の動作周波数で交番磁場に追従することが出来るソフトフェ
ライト材料を選択するという記述が教えることとは逆である。このようなソフト
フェライト材料は、初期コストが不必要に高いので、半導体装置の製造コストを
不必要に高くしてしまう。
【００１１】 インダクタンス、それゆえ、インダクタのQ因子を更に改善するためには、前
記半導体装置の動作周波数で約5より大きい透磁率を有するソフトフェライト材
料を選択することが有利である。
記半導体装置の動作周波数で約5より大きい透磁率を有するソフトフェライト材
料を選択することが有利である。
【００１２】 導電性が相対的に高いソフトフェライト材料の本体上にインダクタが配置され
ると、インダクタの磁場によってソフトフェライト材料の本体内に電流が誘導さ
れる。上述の導電性の本体内を自由に流れることができるこれらの電流により、
余分な抵抗損失が生じ、かつインダクタンス、それゆえ、Q因子が減少する。し
たがって、これらの抵抗損失を防止するために、約103Ωmより大きい電気抵抗率
を有するソフトフェライト材料を用いることが有利である。
ると、インダクタの磁場によってソフトフェライト材料の本体内に電流が誘導さ
れる。上述の導電性の本体内を自由に流れることができるこれらの電流により、
余分な抵抗損失が生じ、かつインダクタンス、それゆえ、Q因子が減少する。し
たがって、これらの抵抗損失を防止するために、約103Ωmより大きい電気抵抗率
を有するソフトフェライト材料を用いることが有利である。
【００１３】 約103Ωmより大きい電気抵抗率を有するソフトフェライト材料のカテゴリは、
例えば、いくつかのMnZn-フェライト、NiZn-フェライト、およびMgZn-フェライ
トを有する。これらのフェライトは、スピネルタイプで、かつ一般的な化学式Me x Zn(1-X) Fe2O4±δを有する（ここで、Meは、Mn、NiまたはMｇを表し、xは、Me
とZnの合計に対するMeの、0と1の間にある、割合を表し、そしてδは、フェライ
トの化学量論比からの、典型的には0.05以下である、ずれ（off-stoichiometry
）を表す）。これらのフェライトは、一般に、渦電流損失を増加させるFe2+イオ
ンの存在を抑制することが出来るので、わずかにFe不足であることが有利である
。NiZn-フェライトまたはMgZn-フェライトは、約103Ωmより大きい抵抗率を持た
せて相対的に容易に製造することが出来るので、これらのタイプの前記ソフトフ
ェライト材料をソフトフェライト材料の上記のカテゴリから選択することが有利
である。
例えば、いくつかのMnZn-フェライト、NiZn-フェライト、およびMgZn-フェライ
トを有する。これらのフェライトは、スピネルタイプで、かつ一般的な化学式Me x Zn(1-X) Fe2O4±δを有する（ここで、Meは、Mn、NiまたはMｇを表し、xは、Me
とZnの合計に対するMeの、0と1の間にある、割合を表し、そしてδは、フェライ
トの化学量論比からの、典型的には0.05以下である、ずれ（off-stoichiometry
）を表す）。これらのフェライトは、一般に、渦電流損失を増加させるFe2+イオ
ンの存在を抑制することが出来るので、わずかにFe不足であることが有利である
。NiZn-フェライトまたはMgZn-フェライトは、約103Ωmより大きい抵抗率を持た
せて相対的に容易に製造することが出来るので、これらのタイプの前記ソフトフ
ェライト材料をソフトフェライト材料の上記のカテゴリから選択することが有利
である。
【００１４】 本発明による半導体装置の製造を容易にするためには、インダクタを実質的に
プレーナ型で生産することが有利である。
プレーナ型で生産することが有利である。
【００１５】 前記インダクタは、例えば、実質的に正方形または矩形の螺旋型にすることが
出来る。しかしながら、円形のインダクタを使用すると、同じ表面積を占有する
正方形または矩形のインダクタのQ因子より、Q因子が約20%高くなるので、イン
ダクタは、実質的に円形の螺旋型を有することが好ましい。
出来る。しかしながら、円形のインダクタを使用すると、同じ表面積を占有する
正方形または矩形のインダクタのQ因子より、Q因子が約20%高くなるので、イン
ダクタは、実質的に円形の螺旋型を有することが好ましい。
【００１６】 銅、銀または金を使用することも出来るが、前記インダクタは、純粋アルミニ
ウム、またはシリコン及び／または銅を数パーセント有するアルミニウム合金の
何れかのアルミニウムを有することが有利である。何故ならば、一般に、この金
属は、これも、通常、純粋アルミニウムまたは合金アルミニウムから成る導体の
処理と互換性を有するからである。
ウム、またはシリコン及び／または銅を数パーセント有するアルミニウム合金の
何れかのアルミニウムを有することが有利である。何故ならば、一般に、この金
属は、これも、通常、純粋アルミニウムまたは合金アルミニウムから成る導体の
処理と互換性を有するからである。
【００１７】 本発明の半導体装置の別の実施例は、前記半導体素子と、前記導体のパターン
と、前記受動素子とが接着層によって前記ソフトフェライト材料から成る前記本
体の前記表面に固定されていることを特徴とする。
と、前記受動素子とが接着層によって前記ソフトフェライト材料から成る前記本
体の前記表面に固定されていることを特徴とする。
【００１８】 本発明の上記及び上記以外の観点は、以下に説明されかつ図示される実施例を
参照にして明らかになるであろう。
参照にして明らかになるであろう。
【００１９】
図1と2は、動作周波数が50MHzより高い半導体装置1の二つの異なる実施例の線
図的断面図である。この半導体装置1は、半導体素子4と、導体のパターン5、6と
、プレーナ・インダクタ7型の受動素子とが接着層8によって固定されている表面
3を有するソフトフェライト材料から成る本体2を有する。
図的断面図である。この半導体装置1は、半導体素子4と、導体のパターン5、6と
、プレーナ・インダクタ7型の受動素子とが接着層8によって固定されている表面
3を有するソフトフェライト材料から成る本体2を有する。
【００２０】 理解しやすいように、半導体素子4とプレーナ・インダクタ7型の受動素子は、
一つづつしか示されていない。以下、能動素子とも呼ばれる半導体素子4は、本
具体例ではバイポーラトランジスタであるが、例えば、電界効果トランジスタま
たはダイオードとすることも出来る。プレーナ・インダクタ7は、実質的に正方
形または矩形の螺旋とすることも出来るが、それは、実質的に円形の螺旋型を有
することが有利である。導体5, 6のパターンは、半導体素子4をプレーナ・イン
ダクタ7に電気的に接続し、かつ外部との電気的なコンタクトを可能にする。
一つづつしか示されていない。以下、能動素子とも呼ばれる半導体素子4は、本
具体例ではバイポーラトランジスタであるが、例えば、電界効果トランジスタま
たはダイオードとすることも出来る。プレーナ・インダクタ7は、実質的に正方
形または矩形の螺旋とすることも出来るが、それは、実質的に円形の螺旋型を有
することが有利である。導体5, 6のパターンは、半導体素子4をプレーナ・イン
ダクタ7に電気的に接続し、かつ外部との電気的なコンタクトを可能にする。
【００２１】 実際、半導体装置1は、多くのこのような、非常に多数のトランジスタを有す
る集積回路内に配置することが可能な能動素子、及び一つまたはいくつかのプレ
ーナ・インダクタの他に、例えば、コンデンサ及び抵抗器を有することが可能な
受動素子を有することが出来る。導体5, 6のパターンは、次いで、集積回路の中
の能動素子を、互いに、かつ受動素子に、電気的に接続する。
る集積回路内に配置することが可能な能動素子、及び一つまたはいくつかのプレ
ーナ・インダクタの他に、例えば、コンデンサ及び抵抗器を有することが可能な
受動素子を有することが出来る。導体5, 6のパターンは、次いで、集積回路の中
の能動素子を、互いに、かつ受動素子に、電気的に接続する。
【００２２】 このような半導体装置は、ラジオ機器（約100MHz）、テレビ機器（約450〜860
MHz）、および携帯電話機器（約900MHz）におけるアプリケーション用のレシー
バとして使用することが出来る。
MHz）、および携帯電話機器（約900MHz）におけるアプリケーション用のレシー
バとして使用することが出来る。
【００２３】 図3〜5は、「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリップス・コンポ
ーネント・データ・ハンドブックMA01から引用された、図1と2に示されるような
半導体装置に用いることができる、ソフトフェライト材料4A15、4F1、および4E1
の磁気スペクトルを示す。
ーネント・データ・ハンドブックMA01から引用された、図1と2に示されるような
半導体装置に用いることができる、ソフトフェライト材料4A15、4F1、および4E1
の磁気スペクトルを示す。
【００２４】 磁気スペクトルは、周波数（fの単位はMHz）の関数として、透磁率（μ）の実
数部（μ'）と虚数部（μ''）を示す。これらのスペクトルの一般的な特徴は、
インダクタンスを表す実数部（μ'）が、ある特定周波数範囲において一定で、
それより高い周波数で、僅か上昇した後、それはかなり急速に極めて小さな値ま
で低下する。実数部（μ'）に対して90°位相がずれ、かつ散逸を表わす虚数部
（μ''）は、実数部（μ'）がちょうど低下し始める周波数で、最大である。虚
数部（μ''）が最大である周波数は、一般に強磁性共鳴周波数と呼ばれる。スペ
クトルは、ソフトフェライト材料4A15、4F1、および4E1の共鳴周波数が、それぞ
れ、約5MHz、90MHz、および450MHzであることを示している。一般に、ソフトフ
ェライト材料の強磁性共鳴周波数が高いほど、そのコストは高い。
数部（μ'）と虚数部（μ''）を示す。これらのスペクトルの一般的な特徴は、
インダクタンスを表す実数部（μ'）が、ある特定周波数範囲において一定で、
それより高い周波数で、僅か上昇した後、それはかなり急速に極めて小さな値ま
で低下する。実数部（μ'）に対して90°位相がずれ、かつ散逸を表わす虚数部
（μ''）は、実数部（μ'）がちょうど低下し始める周波数で、最大である。虚
数部（μ''）が最大である周波数は、一般に強磁性共鳴周波数と呼ばれる。スペ
クトルは、ソフトフェライト材料4A15、4F1、および4E1の共鳴周波数が、それぞ
れ、約5MHz、90MHz、および450MHzであることを示している。一般に、ソフトフ
ェライト材料の強磁性共鳴周波数が高いほど、そのコストは高い。
【００２５】 図6は、アルミニウムを有し、かつ約30nHのインダクタンスを有する実質的に
円形の螺旋である三つのプレーナ・インダクタに関する、Q因子（Q）と1000MHz
までの周波数（fの単位はMHz）との関係をグラフに示す。これらの内の二つは、
約0.8mm2の表面積を有し、かつソフトフェライト材料、すなわち、4F1（■）及
び4E1（＋）の本体上に設けられていて、そして、残りの一つは、ガラス（○）
の本体上に設けられ、更にソフトフェライト材料の上に設けられたプレーナ・イ
ンダクタの表面積の4倍の表面積を有する。それゆえ、非磁性材料であるガラス
に代えて、ソフトフェライト材料を使用することによりQ因子を二倍にすること
は、ソフトフェライト材料上に配置されるプレーナ・インダクタの表面積を75%
減少することによって、すでに割引かれてしまっている。インダクタンスの正確
な値は、4F1、4E1、およびガラスに対して、夫々、31.5nH、28.4nH、および33.0
nHである。ターンの数は、4F1と4E1の場合、5で、そしてガラスの場合、6である
。さらに、ターンの幅は、4F1と4E1の場合、48μm、そしてガラスの場合、98.5
μmである。最後に、ターン間の間隔は、三つのケース全てにおいて5μmである
。
円形の螺旋である三つのプレーナ・インダクタに関する、Q因子（Q）と1000MHz
までの周波数（fの単位はMHz）との関係をグラフに示す。これらの内の二つは、
約0.8mm2の表面積を有し、かつソフトフェライト材料、すなわち、4F1（■）及
び4E1（＋）の本体上に設けられていて、そして、残りの一つは、ガラス（○）
の本体上に設けられ、更にソフトフェライト材料の上に設けられたプレーナ・イ
ンダクタの表面積の4倍の表面積を有する。それゆえ、非磁性材料であるガラス
に代えて、ソフトフェライト材料を使用することによりQ因子を二倍にすること
は、ソフトフェライト材料上に配置されるプレーナ・インダクタの表面積を75%
減少することによって、すでに割引かれてしまっている。インダクタンスの正確
な値は、4F1、4E1、およびガラスに対して、夫々、31.5nH、28.4nH、および33.0
nHである。ターンの数は、4F1と4E1の場合、5で、そしてガラスの場合、6である
。さらに、ターンの幅は、4F1と4E1の場合、48μm、そしてガラスの場合、98.5
μmである。最後に、ターン間の間隔は、三つのケース全てにおいて5μmである
。
【００２６】 図6は、ソフトフェライト材料上に配置されたプレーナ・インダクタ、即ち、
約90MＨzの強磁性共鳴周波数を有する4F1（■）、及び約450MHzの強磁性共鳴周
波数を有する4E1（＋）のQ因子が、約500MHzの周波数までは、ガラス上に配置さ
れたプレーナ・インダクタのQ因子（○）とほぼ等しいことを示す。ガラス上に
配置されたプレーナ・インダクタの表面積が、ソフトフェライト材料上に配置さ
れたプレーナ・インダクタの表面積の4倍であるので、Q因子は、ガラスに代えて
上記のソフトフェライト材料を使用することによってほとんど二倍に出来ること
は明らかである。約500MHzを超えると、ガラス上に配置されたプレーナ・インダ
クタのQ因子は、周波数の増加と共に、ソフトフェライト材料上に配置されたプ
レーナ・インダクタのQ因子より、さらに急速に減少する。これは、約500MHzを
超えると、このインダクタを形成するターンによって占められるより大きい表面
積のために、より大きい静電容量が、ガラス上に配置されたプレーナ・インダク
タの性能を支配し始めるという事実に起因する。この結果、ガラス上に配置され
たプレーナ・インダクタのQ因子は、500MHzより高い周波数範囲において、ソフ
トフェライト材料上に配置されたプレーナ・インダクタのそれより、かなり小さ
くなる。
約90MＨzの強磁性共鳴周波数を有する4F1（■）、及び約450MHzの強磁性共鳴周
波数を有する4E1（＋）のQ因子が、約500MHzの周波数までは、ガラス上に配置さ
れたプレーナ・インダクタのQ因子（○）とほぼ等しいことを示す。ガラス上に
配置されたプレーナ・インダクタの表面積が、ソフトフェライト材料上に配置さ
れたプレーナ・インダクタの表面積の4倍であるので、Q因子は、ガラスに代えて
上記のソフトフェライト材料を使用することによってほとんど二倍に出来ること
は明らかである。約500MHzを超えると、ガラス上に配置されたプレーナ・インダ
クタのQ因子は、周波数の増加と共に、ソフトフェライト材料上に配置されたプ
レーナ・インダクタのQ因子より、さらに急速に減少する。これは、約500MHzを
超えると、このインダクタを形成するターンによって占められるより大きい表面
積のために、より大きい静電容量が、ガラス上に配置されたプレーナ・インダク
タの性能を支配し始めるという事実に起因する。この結果、ガラス上に配置され
たプレーナ・インダクタのQ因子は、500MHzより高い周波数範囲において、ソフ
トフェライト材料上に配置されたプレーナ・インダクタのそれより、かなり小さ
くなる。
【００２７】 図7は、アルミニウムを有する実質的に円形の螺旋である二つのプレーナ・イ
ンダクタに関して、Q因子（Q）と250MHzまでの周波数（f の単位はMHz）の間の
関係のグラフを示す。これらのうちの一つ、すなわち、4A15（▲）は、ソフトフ
ェライト材料の本体上に設けられていて、かつ12.0nHのインダクタンスを有する
。そして他の一つは、ガラス（○）の本体上に設けられていて、かつ6.1nHのイ
ンダクタンスを有する。ソフトフェライト材料上に配置されたプレーナ・インダ
クタの表面積は、ガラス上に配置されたプレーナ・インダクタのそれに比較して
、75%減少していない点に留意すべきである。インダクタは、両方とも、約0.8mm 2 の表面積を有する。ターンの数は、4A15もガラスの場合も3である。さらに、タ
ーンの間の間隔とターンの幅は、両方とも50μmである。 約200MHzの周波数まで、わずか約5MHzの強磁性共鳴周波数を有するソフトフェラ
イト材料4A15（▲）さえ、ガラス（○）に比較して、Q因子が約100パーセント増
強されていることは、明らかである。この周波数より上で、Q因子の増強は、周
波数が増えると共に徐々に減少し始める。
ンダクタに関して、Q因子（Q）と250MHzまでの周波数（f の単位はMHz）の間の
関係のグラフを示す。これらのうちの一つ、すなわち、4A15（▲）は、ソフトフ
ェライト材料の本体上に設けられていて、かつ12.0nHのインダクタンスを有する
。そして他の一つは、ガラス（○）の本体上に設けられていて、かつ6.1nHのイ
ンダクタンスを有する。ソフトフェライト材料上に配置されたプレーナ・インダ
クタの表面積は、ガラス上に配置されたプレーナ・インダクタのそれに比較して
、75%減少していない点に留意すべきである。インダクタは、両方とも、約0.8mm 2 の表面積を有する。ターンの数は、4A15もガラスの場合も3である。さらに、タ
ーンの間の間隔とターンの幅は、両方とも50μmである。 約200MHzの周波数まで、わずか約5MHzの強磁性共鳴周波数を有するソフトフェラ
イト材料4A15（▲）さえ、ガラス（○）に比較して、Q因子が約100パーセント増
強されていることは、明らかである。この周波数より上で、Q因子の増強は、周
波数が増えると共に徐々に減少し始める。
【００２８】 図6と7に示される結果は、約5MHz、90MHz、および450MHzの、それらの各共鳴
周波数より高い周波数（即ち、これらの材料が交番磁場に追従することができな
い周波数）で使用されると、4A15、4F1、および4E1によって示されるソフトフェ
ライト材料が、ガラスに比較して、Q因子を約100パーセント増強させることを示
す。
周波数より高い周波数（即ち、これらの材料が交番磁場に追従することができな
い周波数）で使用されると、4A15、4F1、および4E1によって示されるソフトフェ
ライト材料が、ガラスに比較して、Q因子を約100パーセント増強させることを示
す。
【００２９】 上記ソフトフェライト材料の他に、他のソフトフェライト材料も、それらの強
磁性共鳴周波数が、それらが用いられる半導体装置の動作周波数より低いならば
、有利に用いることが出来ることは明らかである。例えば、適用できる他のソフ
トフェライト材料の例は、「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリッ
プス・コンポーネント・データ・ハンドブックMA01の中で、4A11、3Ｓ3、および
2A3によって示される材料である。
磁性共鳴周波数が、それらが用いられる半導体装置の動作周波数より低いならば
、有利に用いることが出来ることは明らかである。例えば、適用できる他のソフ
トフェライト材料の例は、「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリッ
プス・コンポーネント・データ・ハンドブックMA01の中で、4A11、3Ｓ3、および
2A3によって示される材料である。
【００３０】 インダクタンス、それゆえ、インダクタのQ因子をさらに改善するためには、
半導体装置の動作周波数で約5より大きい透磁率を有するソフトフェライト材料
を選択することが有利である。図4と5に示されるデータは、約900MHzで、ソフト
フェライト材料4F1と4E1の透磁率（μ）が、それぞれ、約9と11に達することを
示す。ここで、透磁率は、二乗した実数部（μ'）と二乗した虚数部（μ''）の
和の平方根として計算される。ソフトフェライト材料4F1の値は、外挿法の後、
得られた。実数部（μ'）は、約900MHzで相対的に小さい値に減少したが、Q因子
（Q）は、この周波数でまだ6と8の間の値を有する（図6）。この周波数での透磁
率（μ）の値は、ほとんど完全に虚数部（μ''）の値によって決定されるので、
これは極めて驚くべきことである。
半導体装置の動作周波数で約5より大きい透磁率を有するソフトフェライト材料
を選択することが有利である。図4と5に示されるデータは、約900MHzで、ソフト
フェライト材料4F1と4E1の透磁率（μ）が、それぞれ、約9と11に達することを
示す。ここで、透磁率は、二乗した実数部（μ'）と二乗した虚数部（μ''）の
和の平方根として計算される。ソフトフェライト材料4F1の値は、外挿法の後、
得られた。実数部（μ'）は、約900MHzで相対的に小さい値に減少したが、Q因子
（Q）は、この周波数でまだ6と8の間の値を有する（図6）。この周波数での透磁
率（μ）の値は、ほとんど完全に虚数部（μ''）の値によって決定されるので、
これは極めて驚くべきことである。
【００３１】 さらに、ソフトフェライト材料の本体に対する抵抗損失の発生及びインダクタ
ンスの減少、それゆえインダクタのQ因子の減少を抑制するためには、約103Ωm
より大きい電気抵抗率を有するソフトフェライト材料を用いることが好ましい。
約103Ωmより大きい電気抵抗率を有するソフトフェライト材料のカテゴリは、例
えば、いくつかのMnZn-フェライトと、NiZn-フェライトと、MgZn-フェライトと
を有する。これらのフェライトは、スピネルタイプで、一般的化学式MexZn(l-X) Fe2O4±δを有する（ここで、Me は、Mn、NiまたはMgを表し、xは、MeとZnの合
計に対するMeの、0と1の間にある、割合を表し、そしてδは、フェライトの化学
量論からの、典型的には、0.05以下である、ずれを表す）。NiZn-フェライトま
たはMgZn-フェライトは、約103Ωｍより大きい抵抗率を持たせて相対的に容易に
製造することが出来るので、ソフトフェライト材料のこれらのタイプをこのカテ
ゴリから選択することが、有利である。
ンスの減少、それゆえインダクタのQ因子の減少を抑制するためには、約103Ωm
より大きい電気抵抗率を有するソフトフェライト材料を用いることが好ましい。
約103Ωmより大きい電気抵抗率を有するソフトフェライト材料のカテゴリは、例
えば、いくつかのMnZn-フェライトと、NiZn-フェライトと、MgZn-フェライトと
を有する。これらのフェライトは、スピネルタイプで、一般的化学式MexZn(l-X) Fe2O4±δを有する（ここで、Me は、Mn、NiまたはMgを表し、xは、MeとZnの合
計に対するMeの、0と1の間にある、割合を表し、そしてδは、フェライトの化学
量論からの、典型的には、0.05以下である、ずれを表す）。NiZn-フェライトま
たはMgZn-フェライトは、約103Ωｍより大きい抵抗率を持たせて相対的に容易に
製造することが出来るので、ソフトフェライト材料のこれらのタイプをこのカテ
ゴリから選択することが、有利である。
【００３２】 図1と2に示され半導体装置1の製造においては、接着層8による半導体素子4と
、導体5, 6のパターンと、プレーナ・インダクタ7とをソフトフェライト材料の
本体2に固定化する前に行われる後述するプロセス・ステップは、標準的なクリ
ーンルーム環境で実行されるのに対し、それ自体を固定すること及びその固定に
続くプロセス・ステップは、この様な環境の外で、最終実装のためのクリーン度
の低い空間で、実行されることが好ましい。一般に、標準的なクリーンルームは
、極めて高価な堆積及びフォトリソグラフィの設備を備えているが、それは、本
発明による半導体装置の製造における最終実装用空間には、不必要である。
、導体5, 6のパターンと、プレーナ・インダクタ7とをソフトフェライト材料の
本体2に固定化する前に行われる後述するプロセス・ステップは、標準的なクリ
ーンルーム環境で実行されるのに対し、それ自体を固定すること及びその固定に
続くプロセス・ステップは、この様な環境の外で、最終実装のためのクリーン度
の低い空間で、実行されることが好ましい。一般に、標準的なクリーンルームは
、極めて高価な堆積及びフォトリソグラフィの設備を備えているが、それは、本
発明による半導体装置の製造における最終実装用空間には、不必要である。
【００３３】 図8と9は、表面3にプレーナ・インダクタ7と、導体5, 6のパターンと、半導体
材料のいわゆるメサ9に形成されている半導体素子4とが設けられている、ソフト
フェライト材料の本体2を有する、図1に示される半導体装置1の製造における連
続するステージの線図的断面図である。本具体例の場合、半導体装置1は、動作
周波数が約900MHzの携帯電話機器アプリケーション用のレシーバとして製造され
る。
材料のいわゆるメサ9に形成されている半導体素子4とが設けられている、ソフト
フェライト材料の本体2を有する、図1に示される半導体装置1の製造における連
続するステージの線図的断面図である。本具体例の場合、半導体装置1は、動作
周波数が約900MHzの携帯電話機器アプリケーション用のレシーバとして製造され
る。
【００３４】 この製造は、本具体例ではn型伝導率のシリコン本体である、半導体材料の本
体10からスタートする（図8）。半導体材料本体10には、第1側面11に、半導体素
子4（本具体例においては、n型エミッタゾーン13と、p型ベースゾーン14と、そ
のベースゾーン14下に位置する半導体材料の本体10の一部によって設けられるｎ
型コレクタゾーン15とを有するバイポーラトランジスタ）が設けられる。
体10からスタートする（図8）。半導体材料本体10には、第1側面11に、半導体素
子4（本具体例においては、n型エミッタゾーン13と、p型ベースゾーン14と、そ
のベースゾーン14下に位置する半導体材料の本体10の一部によって設けられるｎ
型コレクタゾーン15とを有するバイポーラトランジスタ）が設けられる。
【００３５】 例えば、その中に窓17, 18, 19, 20がエッチングされるシリコン酸化物から成
る絶縁層16が、半導体材料の本体10の第1側面11に設けられる。導電性材料層が
、絶縁層16と窓17、18、19、20内に堆積され、この導電性材料層は、導体5, 6の
パターンを形成するために通常の方法でエッチングされる。この場合、アルミニ
ウム、タングステン、銅またはモリブデン、または、金属の組合せを、使用する
ことが出来る。この様な金属を、接着層及び／またはバリア層として機能する層
の上部に用いることが有利である。この場合、チタン（Ti）を、接着層として、
窒化チタン（TiN）またはチタンタングステン（TiW）を、バリア層として用いる
ことが出来る。本具体例の場合、約0.8mm2の表面積を有する実質的に円形の螺旋
であるプレーナ・インダクタ7を、例えば、アルミニウム、銅、銀または金を有
する導電性材料の別の層内に形成することも可能であるが、導体5, 6のパターン
と同じ導電性材料の層内に形成することが、次に、追加のプロセス・ステップを
必要としないので、有利である。この場合、純粋なアルミニウム、またはシリコ
ン及び／または銅を数パーセント有する合金としてアルミニウムを用いることが
有利である。プレーナ・インダクタ7は、（本具体例の場合、ターン数5、約5μm
の間隔を有し、かつ約50μmの幅を有する）ターン21と、半導体材料の本体10上
の窓20内に位置するエンド部分22とを有する。導体5は、半導体材料の本体10上
の窓17内に位置するコンタクト部分23を有する。
る絶縁層16が、半導体材料の本体10の第1側面11に設けられる。導電性材料層が
、絶縁層16と窓17、18、19、20内に堆積され、この導電性材料層は、導体5, 6の
パターンを形成するために通常の方法でエッチングされる。この場合、アルミニ
ウム、タングステン、銅またはモリブデン、または、金属の組合せを、使用する
ことが出来る。この様な金属を、接着層及び／またはバリア層として機能する層
の上部に用いることが有利である。この場合、チタン（Ti）を、接着層として、
窒化チタン（TiN）またはチタンタングステン（TiW）を、バリア層として用いる
ことが出来る。本具体例の場合、約0.8mm2の表面積を有する実質的に円形の螺旋
であるプレーナ・インダクタ7を、例えば、アルミニウム、銅、銀または金を有
する導電性材料の別の層内に形成することも可能であるが、導体5, 6のパターン
と同じ導電性材料の層内に形成することが、次に、追加のプロセス・ステップを
必要としないので、有利である。この場合、純粋なアルミニウム、またはシリコ
ン及び／または銅を数パーセント有する合金としてアルミニウムを用いることが
有利である。プレーナ・インダクタ7は、（本具体例の場合、ターン数5、約5μm
の間隔を有し、かつ約50μmの幅を有する）ターン21と、半導体材料の本体10上
の窓20内に位置するエンド部分22とを有する。導体5は、半導体材料の本体10上
の窓17内に位置するコンタクト部分23を有する。
【００３６】 プレーナ・インダクタ7と、導体5, 6のパターンと、半導体素子4とを半導体材
料の本体10の第1側面11に形成した後、例えば、シリコン酸化物から成る更なる
絶縁層24を用いて、その上に、半導体材料の本体10を、例えば、エポキシまたは
アクリル酸塩接着剤（図9）とすることが出来る接着層8によって、第1側面11で
ソフトフェライト材料から成る本体2に、固定化する。本具体例の場合、ソフト
フェライト材料には、約450MHzの強磁性共鳴周波数と、約900MHzの半導体装置1
の動作周波数で約11の透磁率と、約105Ωｍの電気抵抗率とを有するNiZn-フェラ
イトである4E1が選択される。本具体例の場合、これらの強磁性共鳴周波数が、
携帯電話機器アプリケーション用の約900MHzの動作周波数を有するレシーバであ
る半導体装置の動作周波数より低いならば、他のソフトフェライト材料も同様に
用いることができることは、前述の説明から明らかである。
料の本体10の第1側面11に形成した後、例えば、シリコン酸化物から成る更なる
絶縁層24を用いて、その上に、半導体材料の本体10を、例えば、エポキシまたは
アクリル酸塩接着剤（図9）とすることが出来る接着層8によって、第1側面11で
ソフトフェライト材料から成る本体2に、固定化する。本具体例の場合、ソフト
フェライト材料には、約450MHzの強磁性共鳴周波数と、約900MHzの半導体装置1
の動作周波数で約11の透磁率と、約105Ωｍの電気抵抗率とを有するNiZn-フェラ
イトである4E1が選択される。本具体例の場合、これらの強磁性共鳴周波数が、
携帯電話機器アプリケーション用の約900MHzの動作周波数を有するレシーバであ
る半導体装置の動作周波数より低いならば、他のソフトフェライト材料も同様に
用いることができることは、前述の説明から明らかである。
【００３７】 次に、半導体材料の本体10は、図1に示される半導体素子4の領域以外の、半導
体材料が除去されるまで、第2側面12に対し材料除去処理が行われる。これは、
半導体材料の本体10の第2側面12に、半導体素子4の領域で、エッチングマスク25
を設けることによって達成することが出来る。このエッチングマスク25は、例え
ば、窒化ケイ素の層を堆積させかつエッチングし、そして本具体例では、シリコ
ン酸化物からなる絶縁層16が露出するまで、KOH溶液のエッチングにより、露出
された半導体材料（本具体例では、シリコン）を連続して除去することにより形
成される。エッチングは、絶縁層16で自動的に停止する。このように、図1に示
されるように、半導体材料の本体10の内、半導体材料のメサ9のみが、半導体素
子4の領域に残る。
体材料が除去されるまで、第2側面12に対し材料除去処理が行われる。これは、
半導体材料の本体10の第2側面12に、半導体素子4の領域で、エッチングマスク25
を設けることによって達成することが出来る。このエッチングマスク25は、例え
ば、窒化ケイ素の層を堆積させかつエッチングし、そして本具体例では、シリコ
ン酸化物からなる絶縁層16が露出するまで、KOH溶液のエッチングにより、露出
された半導体材料（本具体例では、シリコン）を連続して除去することにより形
成される。エッチングは、絶縁層16で自動的に停止する。このように、図1に示
されるように、半導体材料の本体10の内、半導体材料のメサ9のみが、半導体素
子4の領域に残る。
【００３８】 エッチング処理は、相対的に遅いので、エッチングマスク25を設ける前に、そ
の厚さの一部に渡って半導体材料の本体10をマスクを用いずに除去し（この結果
は、図9に実際に示されている）、続いて露出した半導体材料をエッチングする
ことにより、本体10の半導体材料の除去を有利に速めることが可能である。この
マスクを用いない除去は、化学機械研磨によって有利に実行することが出来る。
の厚さの一部に渡って半導体材料の本体10をマスクを用いずに除去し（この結果
は、図9に実際に示されている）、続いて露出した半導体材料をエッチングする
ことにより、本体10の半導体材料の除去を有利に速めることが可能である。この
マスクを用いない除去は、化学機械研磨によって有利に実行することが出来る。
【００３９】 どの場合においても、本体10の半導体材料は、プレーナ・インダクタ7の領域
で除去され、このことは、プレーナ・インダクタ7のQ因子に有利な影響を及ぼす
。
で除去され、このことは、プレーナ・インダクタ7のQ因子に有利な影響を及ぼす
。
【００４０】 半導体材料をエッチングする間、窓20に位置しているエンド部分22の導電性材
料及び窓17に位置しているコンタクト部分23の導電性材料を保護するために、導
体5, 6のパターン及びプレーナ・インダクタ7のターン21を形成する前に、窒化
ケイ素層（図示されていない）を、半導体材料の本体10の第1側面11に有利に設
けることが出来る。この窒化ケイ素層は、外部とのコンタクトを取る目的で、プ
レーナ・インダクタ7のエンド部分22及び導体5のコンタクト部分23を露出するた
めに、本体10の半導体材料の除去の後、除去する必要があることは、明らかであ
る。
料及び窓17に位置しているコンタクト部分23の導電性材料を保護するために、導
体5, 6のパターン及びプレーナ・インダクタ7のターン21を形成する前に、窒化
ケイ素層（図示されていない）を、半導体材料の本体10の第1側面11に有利に設
けることが出来る。この窒化ケイ素層は、外部とのコンタクトを取る目的で、プ
レーナ・インダクタ7のエンド部分22及び導体5のコンタクト部分23を露出するた
めに、本体10の半導体材料の除去の後、除去する必要があることは、明らかであ
る。
【００４１】 図10〜12は、図2に示された、プレーナ・インダクタ7と、導体5 , 6のパター
ンと、半導体材料の絶縁されたアイランド26内に形成される半導体素子4とが表
面3に設けられているソフトフェライト材料の本体2を有する半導体装置1の製造
における連続したステージの線図的断面図を示す。本具体例の場合、半導体装置
1は、動作周波数が約450MHzのテレビ機器アプリケーション用のレシーバとして
製造される。
ンと、半導体材料の絶縁されたアイランド26内に形成される半導体素子4とが表
面3に設けられているソフトフェライト材料の本体2を有する半導体装置1の製造
における連続したステージの線図的断面図を示す。本具体例の場合、半導体装置
1は、動作周波数が約450MHzのテレビ機器アプリケーション用のレシーバとして
製造される。
【００４２】 この製造は、半導体材料の本体10（本具体例では、シリコン本体）から始まる
（図10）。この本体10には、半導体材料層28（本具体例においては、約2μmの厚
さを有するｎ型伝導率のシリコン層）でカバーされている絶縁層27（本具体例で
は、約0.4μmの厚さを有するシリコン酸化物または窒化ケイ素から成る層）が第
1側面11に設けられている。本具体例の場合、半導体材料の層28は、不純物が相
対的に多く添加された約1μmの厚さを有するシリコンの一番目の副層 （sub-lay
er）29の上部に、さらに、シリコンの不純物が相対的に少なく添加されたこれも
約1μmの厚さを有する二番目の副層 30を有する二重層として形成される。公開
された特許出願WO 96/16443には、上述したような複合構造を製造する方法が記
述されている。さらに、公開された特許出願WO 96/20497には、上記の絶縁層27
に代えて皮膜保護および絶縁特性を有する二重層または多重層を用いる点が記述
されている。
（図10）。この本体10には、半導体材料層28（本具体例においては、約2μmの厚
さを有するｎ型伝導率のシリコン層）でカバーされている絶縁層27（本具体例で
は、約0.4μmの厚さを有するシリコン酸化物または窒化ケイ素から成る層）が第
1側面11に設けられている。本具体例の場合、半導体材料の層28は、不純物が相
対的に多く添加された約1μmの厚さを有するシリコンの一番目の副層 （sub-lay
er）29の上部に、さらに、シリコンの不純物が相対的に少なく添加されたこれも
約1μmの厚さを有する二番目の副層 30を有する二重層として形成される。公開
された特許出願WO 96/16443には、上述したような複合構造を製造する方法が記
述されている。さらに、公開された特許出願WO 96/20497には、上記の絶縁層27
に代えて皮膜保護および絶縁特性を有する二重層または多重層を用いる点が記述
されている。
【００４３】 次のステップでは、半導体材料の本体10の第1側面11には、全て半導体材料の
層28上に形成することが出来る、半導体素子4と、導体5, 6のパターンと、プレ
ーナ・インダクタ7とが設けられる。しかしながら、層28の半導体材料によるプ
レーナ・インダクタ7の性能への不利益な影響を避けるために、半導体材料の層2
8内に、半導体素子4が設けられている半導体材料の上記絶縁されたアイランド26
を形成し、かつ当該絶縁されたアイランド26の他に、絶縁層27上に、プレーナ・
インダクタ7を直接形成することが好ましい（図11）。半導体材料の絶縁された
アイランド26は、例えば、エッチングによってアイランド26の隣接する半導体材
料の層28を除去することによって、またはアイランド26に隣接する半導体材料の
層28を、絶縁材料（本具体例では、例えばシリコン酸化物）に変換することによ
って形成することが出来る。半導体素子4の形成は、半導体材料の絶縁されたア
イランド26の形成の前または後の何れにおいても行うことが出来る点に留意すべ
きである。
層28上に形成することが出来る、半導体素子4と、導体5, 6のパターンと、プレ
ーナ・インダクタ7とが設けられる。しかしながら、層28の半導体材料によるプ
レーナ・インダクタ7の性能への不利益な影響を避けるために、半導体材料の層2
8内に、半導体素子4が設けられている半導体材料の上記絶縁されたアイランド26
を形成し、かつ当該絶縁されたアイランド26の他に、絶縁層27上に、プレーナ・
インダクタ7を直接形成することが好ましい（図11）。半導体材料の絶縁された
アイランド26は、例えば、エッチングによってアイランド26の隣接する半導体材
料の層28を除去することによって、またはアイランド26に隣接する半導体材料の
層28を、絶縁材料（本具体例では、例えばシリコン酸化物）に変換することによ
って形成することが出来る。半導体素子4の形成は、半導体材料の絶縁されたア
イランド26の形成の前または後の何れにおいても行うことが出来る点に留意すべ
きである。
【００４４】 このようにして、半導体材料の絶縁されたアイランド26は、半導体素子4（本
具体例では、ｎ型エミッタゾーン13、ｐ型ベースゾーン14及びベースゾーン14の
下に位置する半導体材料の層28の部分によって設けられるｎ型コレクタゾーン15
を備えたバイポーラトランジスタ）が設けられるように形成される。半導体材料
内の絶縁されたアイランド26には、続いて、例えば、シリコン酸化物から成る更
なる絶縁層31（この層には、窓32と33が、それぞれ、エミッタゾーン13とベース
ゾーン14のコンタクト用に形成される）が設けられる。
具体例では、ｎ型エミッタゾーン13、ｐ型ベースゾーン14及びベースゾーン14の
下に位置する半導体材料の層28の部分によって設けられるｎ型コレクタゾーン15
を備えたバイポーラトランジスタ）が設けられるように形成される。半導体材料
内の絶縁されたアイランド26には、続いて、例えば、シリコン酸化物から成る更
なる絶縁層31（この層には、窓32と33が、それぞれ、エミッタゾーン13とベース
ゾーン14のコンタクト用に形成される）が設けられる。
【００４５】 続いて、導電性材料の層が、絶縁層27と、別の絶縁層31上と、窓32と33内に堆
積され、この導電性材料の層は、導体5, 6.のパターンを形成するためにエッチ
ングされる。この場合、アルミニウム、タングステン、銅またはモリブデン、ま
たは、金属の組合せを、使うことが出来る。このような金属は、接着層及び／ま
たはバリア層のとして機能する層の上で、有利に用いることが出来る。この場合
、チタン（Ti）は、接着層として、かつチタン窒化物（TiN）及びチタンタング
ステン（TiW）は、バリア層として用いることが出来る。プレーナ・インダクタ7
（本具体例では、約0.8mm2の表面積を有する実質的に円形の螺旋）は、例えば、
アルミニウム、銅、銀または金を有する導電性材料の別の層に形成することも出
来るが、その後、追加のプロセス・ステップが不必要となるので、導体5, 6のパ
ターンと同じ導電性材料の層内に形成することが有利である。この場合、純粋な
アルミニウム、または数パーセントのシリコン及び／または銅を有する合金とし
てのアルミニウムが、有利に用いることが出来る。プレーナ・インダクタ7は、
本具体例の場合、ターン数5、約5μmの間隔と、約50μmの幅を有するターン21及
びエンド部分22を有する。
積され、この導電性材料の層は、導体5, 6.のパターンを形成するためにエッチ
ングされる。この場合、アルミニウム、タングステン、銅またはモリブデン、ま
たは、金属の組合せを、使うことが出来る。このような金属は、接着層及び／ま
たはバリア層のとして機能する層の上で、有利に用いることが出来る。この場合
、チタン（Ti）は、接着層として、かつチタン窒化物（TiN）及びチタンタング
ステン（TiW）は、バリア層として用いることが出来る。プレーナ・インダクタ7
（本具体例では、約0.8mm2の表面積を有する実質的に円形の螺旋）は、例えば、
アルミニウム、銅、銀または金を有する導電性材料の別の層に形成することも出
来るが、その後、追加のプロセス・ステップが不必要となるので、導体5, 6のパ
ターンと同じ導電性材料の層内に形成することが有利である。この場合、純粋な
アルミニウム、または数パーセントのシリコン及び／または銅を有する合金とし
てのアルミニウムが、有利に用いることが出来る。プレーナ・インダクタ7は、
本具体例の場合、ターン数5、約5μmの間隔と、約50μmの幅を有するターン21及
びエンド部分22を有する。
【００４６】 プレーナ・インダクタ7と、導体5, 6のパターンと、半導体素子4とが、半導体
材料の本体10の第1側面11に形成された後、例えば、シリコン酸化物から成る別
の絶縁層34が設けられ、この中に、プレーナ・インダクタ7のエンド部分22が導
体36に接続される窓35が形成される。半導体材料の本体10は、例えば、エポキシ
またはアクリル酸塩接着剤とすることが出来る接着層8によって、第1側面11で、
ソフトフェライト材料から成る本体2に固定される（図12）。本具体例の場合、
ソフトフェライト材料には、（約90MHzの強磁性共鳴周波数と、約450MHzの半導
体装置1の動作周波数で約25の透磁率と、約105Ωｍの電気抵抗率とを有するNiZn
フェライトである）4F1が選択されている。それらの強磁性共鳴周波数が、半導
体装置（本具体例の場合、動作周波数が約450MHzであるテレビ機器アプリケーシ
ョン用のレシーバ）の動作周波数より低いならば、他のソフトフェライト材料も
同様に利用出来ることは、前述の記載から明らかであろう。
材料の本体10の第1側面11に形成された後、例えば、シリコン酸化物から成る別
の絶縁層34が設けられ、この中に、プレーナ・インダクタ7のエンド部分22が導
体36に接続される窓35が形成される。半導体材料の本体10は、例えば、エポキシ
またはアクリル酸塩接着剤とすることが出来る接着層8によって、第1側面11で、
ソフトフェライト材料から成る本体2に固定される（図12）。本具体例の場合、
ソフトフェライト材料には、（約90MHzの強磁性共鳴周波数と、約450MHzの半導
体装置1の動作周波数で約25の透磁率と、約105Ωｍの電気抵抗率とを有するNiZn
フェライトである）4F1が選択されている。それらの強磁性共鳴周波数が、半導
体装置（本具体例の場合、動作周波数が約450MHzであるテレビ機器アプリケーシ
ョン用のレシーバ）の動作周波数より低いならば、他のソフトフェライト材料も
同様に利用出来ることは、前述の記載から明らかであろう。
【００４７】 次いで、半導体材料が少なくともプレーナ・インダクタ7の領域で除去される
まで、半導体材料の本体10の反対第2側面12には、材料除去処理が行われる。こ
れは、少なくともプレーナ・インダクタ7の領域を露出する、図示されていない
エッチングマスクを、半導体材料の本体27の第2側面12に設け、そして続いて、
露出された、本具体例では、シリコンである半導体材料を、本具体例では、シリ
コン酸化物から成る絶縁層27が露出するまで、KOH溶液によるエッチングによっ
て除去することにより達成することが出来る。絶縁層27に達した瞬間、エッチン
グは自動的に止まる。本体10の半導体材料の除去は、上記のエッチングマスクを
利用し、かつ続いて露出された半導体材料をエッチングする前に、例えば、化学
機械研磨によって、その厚さの一部に渡って半導体材料の本体10をマスクを使用
せずに除去することによって速めることができる。
まで、半導体材料の本体10の反対第2側面12には、材料除去処理が行われる。こ
れは、少なくともプレーナ・インダクタ7の領域を露出する、図示されていない
エッチングマスクを、半導体材料の本体27の第2側面12に設け、そして続いて、
露出された、本具体例では、シリコンである半導体材料を、本具体例では、シリ
コン酸化物から成る絶縁層27が露出するまで、KOH溶液によるエッチングによっ
て除去することにより達成することが出来る。絶縁層27に達した瞬間、エッチン
グは自動的に止まる。本体10の半導体材料の除去は、上記のエッチングマスクを
利用し、かつ続いて露出された半導体材料をエッチングする前に、例えば、化学
機械研磨によって、その厚さの一部に渡って半導体材料の本体10をマスクを使用
せずに除去することによって速めることができる。
【００４８】 しかしながら、半導体素子4の性能に対する、本体10の半導体材料からの望ま
しくない影響を避けるために、上記の材料除去処理の間、半導体材料の本体10全
体を除去することが好ましい。これを達成するために、半導体材料の本体10には
、絶縁層27から数μm以内に近づくまで、第2側面12で化学機械研磨処理がなされ
、そしてその後、KOHのエッチング溶液が絶縁層27を露出するために用いられる
（ここで、この絶縁層27は、停止層の機能を果たす）。
しくない影響を避けるために、上記の材料除去処理の間、半導体材料の本体10全
体を除去することが好ましい。これを達成するために、半導体材料の本体10には
、絶縁層27から数μm以内に近づくまで、第2側面12で化学機械研磨処理がなされ
、そしてその後、KOHのエッチング溶液が絶縁層27を露出するために用いられる
（ここで、この絶縁層27は、停止層の機能を果たす）。
【００４９】 どの場合においても、本体10の半導体材料は、プレーナ・インダクタ7の領域
で除去されており、これはプレーナ・インダクタ7のQ因子に有利な影響を及ぼす
。
で除去されており、これはプレーナ・インダクタ7のQ因子に有利な影響を及ぼす
。
【００５０】 本発明が上記実施例に限定されないこと、しかも当業者にとって本発明の請求
範囲内で多くの変更が可能であることは、明らかであろう。例えば、4A15、4F1
、および4E1によって示されるソフトフェライト材料の他に、他のソフトフェラ
イト材料も、それらの強磁性共鳴周波数が、半導体装置の動作周波数より低い場
合には、本発明の半導体装置において有利に用いることが出来る。例えば、他に
用いることができるソフトフェライト材料の例は、「ソフトフェライト」（1998
）と言う題名のフィリップス・コンポーネント・データ・ハンドブックMA01内の
4A11、3S3、および2A3によって示される材料である。
範囲内で多くの変更が可能であることは、明らかであろう。例えば、4A15、4F1
、および4E1によって示されるソフトフェライト材料の他に、他のソフトフェラ
イト材料も、それらの強磁性共鳴周波数が、半導体装置の動作周波数より低い場
合には、本発明の半導体装置において有利に用いることが出来る。例えば、他に
用いることができるソフトフェライト材料の例は、「ソフトフェライト」（1998
）と言う題名のフィリップス・コンポーネント・データ・ハンドブックMA01内の
4A11、3S3、および2A3によって示される材料である。
【図１】本発明による半導体装置の第一実施例の線図的断面図を示す。
【図２】本発明による半導体装置の第二実施例の線図的断面図を示す。
【図３】「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリップス・コンポーネ
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4A15の磁気スペクトルを示す。
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4A15の磁気スペクトルを示す。
【図４】「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリップス・コンポーネ
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4F1の磁気スペクトルを示す。
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4F1の磁気スペクトルを示す。
【図５】「ソフトフェライト」（1998）と言う題名のフィリップス・コンポーネ
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4E1の磁気スペクトルを示す。
ント・データ・ハンドブックMA01から引用された本発明の半導体装置に用いるこ
とができるソフトフェライト材料4E1の磁気スペクトルを示す。
【図６】三つのプレーナ・インダクタ（それらのうち二つは、本発明の半導体装
置に使用されるソフトフェライト材料、すなわち4F1（■）と4E1（＋）の本体上
に設けられており、そして残りの一つはガラス（○）の本体上に設けられている
）に対するQ因子（Q）と1000Mzまでの周波数（fの単位はMHz）との間の関係のグ
ラフを示す。
置に使用されるソフトフェライト材料、すなわち4F1（■）と4E1（＋）の本体上
に設けられており、そして残りの一つはガラス（○）の本体上に設けられている
）に対するQ因子（Q）と1000Mzまでの周波数（fの単位はMHz）との間の関係のグ
ラフを示す。
【図７】二つのプレーナ・インダクタ（それらのうち一つは、本発明の半導体装
置に使用されているソフトフェライト材料、すなわち4A15（▲）の本体上に設け
られていて、そして残りの一つはガラス（○）の本体上に設けられている）に対
するQ因子（Q）と250Mzまでの周波数（fの単位はMHz）との間の関係のグラフを
示す。
置に使用されているソフトフェライト材料、すなわち4A15（▲）の本体上に設け
られていて、そして残りの一つはガラス（○）の本体上に設けられている）に対
するQ因子（Q）と250Mzまでの周波数（fの単位はMHz）との間の関係のグラフを
示す。
【図８】図1に示される半導体装置の製造における連続したステージの線図的断
面図を示す。
面図を示す。
【図９】図1に示される半導体装置の製造における連続したステージの線図的断
面図を示す。
面図を示す。
【図１０】図2に示される半導体装置の製造における連続したステージの線図的
断面図を示す。
断面図を示す。
【図１１】図2に示される半導体装置の製造における連続したステージの線図的
断面図を示す。
断面図を示す。
【図１２】図2に示される半導体装置の製造における連続したステージの線図的
断面図を示す。
断面図を示す。
1 半導体装置 2 本体 3 表面 4 半導体素子 5 導体 7 プレーナ・インダクタ 8 接着層 9 メサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デッカー ロナルド オランダ国 5656 アー アー アインド ーフェン プロフホルストラーン ６ (72)発明者 ドルマンス ウィルヘルムス エム シィ ー オランダ国 5656 アー アー アインド ーフェン プロフホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 5E041 AB01 HB15 5E070 AA01 CB01 CB12 5F038 AZ05 EZ04 EZ20
Claims (8)
- 【請求項１】 本体がソフトフェライト材料を有する、動作周波数が50MHzより高い半導体装
置であって、当該本体が、半導体素子と、導体のパターンと、インダクタ形状の
受動素子とが固定されている表面を有する、半導体装置において、前記ソフトフ
ェライト材料が、前記半導体装置の前記動作周波数より低い強磁性共鳴周波数を
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記ソフトフェライト材料が、前記半導体装置の前記動作周波数で約5より大
きい透磁率を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記ソフトフェライト材料が、約103Ωmより大きい電気抵抗率を有することを
特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記ソフトフェライト材料が、NiZn-フェライトまたはMgZn-フェライトを有す
ることを特徴とする請求項1, 2または3に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記インダクタが、実質的にプレーナ型であることを特徴とする前記請求項の
何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記インダクタが、実質的に円形の螺旋型を有することを特徴とする前記請求
項の何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記インダクタが、アルミニウムを有することを特徴とする前記請求項の何れ
かに記載の半導体装置。 - 【請求項８】 前記半導体素子と、前記導体のパターンと、前記受動素子とが接着層によって
前記ソフトフェライト材料から成る前記本体の前記表面に固定されていることを
特徴とする前記請求項の何れかに記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99201281.5 | 1999-04-23 | ||
| EP99201281 | 1999-04-23 | ||
| PCT/EP2000/003397 WO2000065655A1 (en) | 1999-04-23 | 2000-04-13 | A semiconductor device with an operating frequency larger than 50mhz comprising a body composed of a soft ferrite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002543591A true JP2002543591A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=8240136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000614503A Withdrawn JP2002543591A (ja) | 1999-04-23 | 2000-04-13 | 本体がソフトフェライト材料を有する動作周波数が５０ＭＨｚより高い半導体装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6323533B1 (ja) |
| EP (1) | EP1090424A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002543591A (ja) |
| KR (1) | KR20010071544A (ja) |
| WO (1) | WO2000065655A1 (ja) |
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