JP2003347123A - Thin-film inductor and electronic device using the same - Google Patents

Thin-film inductor and electronic device using the same

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JP2003347123A
JP2003347123A JP2002155682A JP2002155682A JP2003347123A JP 2003347123 A JP2003347123 A JP 2003347123A JP 2002155682 A JP2002155682 A JP 2002155682A JP 2002155682 A JP2002155682 A JP 2002155682A JP 2003347123 A JP2003347123 A JP 2003347123A
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JP
Japan
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magnetic
film
thin film
inductor
magnetic thin
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Application number
JP2002155682A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Kondo
龍一 近藤
Kenji Ikeda
賢司 池田
Kazuyoshi Kobayashi
和義 小林
Kenichi Ota
謙一 太田
Masayuki Fujimoto
正之 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a mounting area and efficiently use a magnetic flux for high efficiency. <P>SOLUTION: The thin-film inductor 10 has a structure wherein an interlayer insulation film 16, a lower magnetic thin film 19, an interlayer insulation film 20, a first layer conductor pattern 22, an interlayer insulation film 26, a second layer conductor pattern 28, an interlayer insulation film 32 and an upper magnetic thin film 34 are stuck in sequence on a substrate 12. The upper and lower magnetic thin films 18 and 34 are formed of nano-scale granular films. The first and second layer conductor patterns 22 and 28 are connected with each other in a nearly central part. The magnetic thin film is adopted so that an inductance value per unit wiring length can be increased, and since the magnetic flux concentrates in the magnetic thin film, the leakage of the magnetic flux is prevented and an inductance element is made more efficient. The double-layer structure of wiring can reduce an occupation area when compared with a case of a single-layer structure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、グラニュラ膜より
なる磁性薄膜を利用した薄膜インダクタ及びそれを利用
した電子機器に関し、更に具体的には、高周波帯域での
使用に好適な薄膜インダクタ及び電子機器に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film inductor using a magnetic thin film made of a granular film and an electronic device using the same, and more specifically, to a thin film inductor and an electronic device suitable for use in a high frequency band. It is about.

【0002】[0002]

【背景技術と発明が解決しようとする課題】近年の携帯
電話などに代表される移動体通信の進歩は目覚しく、急
速な小型化・薄型化・軽量化が進んでいる。インダクタ
・トランスなどの磁性部品についても、小型化,動作周
波数の増加にともなう高周波化が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, mobile communication typified by mobile phones and the like has been remarkably advanced, and rapid miniaturization, thinning, and lightening are progressing. Magnetic components such as inductors and transformers are also required to be miniaturized and to have higher frequencies with an increase in operating frequency.

【0003】従来の高周波増幅回路では、同調回路用イ
ンダクタやDC電流供給用チョークコイルとして、配線
だけで形成された空芯スパイラルコイルが使用されてい
る。しかしながら、空芯構造であるため、大きな実装面
積を必要とし、MMIC(Monolithic Microwave Integ
rated Circuit,モノリシック・マイクロ波集積回路)
などの集積回路の小型化が困難となっている。また、イ
ンダクタを構成する配線が長くなるため抵抗成分が増大
し、電圧降下が生じて消費電力が増加するという不都合
がある。更に、磁束が広範囲に分布するために他の素子
と干渉しやすい。このため、実装時に他の素子との間隔
を広くとる必要があり、電子機器の小型化を妨げたり、
設計やデザインの自由度が低下する要因ともなってい
る。
In a conventional high-frequency amplifier circuit, an air-core spiral coil formed only by wiring is used as an inductor for a tuning circuit or a choke coil for DC current supply. However, due to the air core structure, a large mounting area is required, and MMIC (Monolithic Microwave Integ
rated Circuit, monolithic microwave integrated circuit)
It is difficult to reduce the size of integrated circuits such as the above. In addition, there is a disadvantage that the resistance component increases due to an increase in the length of the wiring constituting the inductor, a voltage drop occurs, and power consumption increases. Further, since the magnetic flux is distributed over a wide range, the magnetic flux easily interferes with other elements. For this reason, it is necessary to increase the interval between other elements during mounting, which hinders miniaturization of electronic devices,
It is also a factor that reduces the degree of freedom in design and design.

【0004】一方、従来からインダクタの磁心として用
いられている磁性体には、例えば、積層チップインダク
タなどに使用されているNi−Zn−Cu系フェライ
ト,Mn−Zn系フェライトなどの酸化物磁性体や、パ
ーマロイ,センダストなどの金属磁性体がある。これら
のうち、フェライトは酸化物であり飽和磁化が小さい。
そのため、自然共鳴周波数が低く、高周波帯域での使用
は困難である。また、金属磁性体は抵抗率が低く、高周
波帯域では渦電流損失が大きくなるため実用には適して
いない。更に、磁性薄膜を利用した薄膜インダクタで
は、インダクタンスを高めるために磁性薄膜を配線近傍
に配置する傾向にあるが、このような場合に、金属磁性
体を用いた薄膜インダクタでは、浮遊容量に起因した回
路の共振による損失を誘起することになる。
On the other hand, magnetic materials conventionally used as magnetic cores of inductors include oxide magnetic materials such as Ni—Zn—Cu ferrite and Mn—Zn ferrite used in multilayer chip inductors. And metal magnetic materials such as Permalloy and Sendust. Of these, ferrite is an oxide and has a small saturation magnetization.
Therefore, the natural resonance frequency is low, and it is difficult to use it in a high frequency band. Metallic magnetic materials are not suitable for practical use because of their low resistivity and high eddy current loss in the high frequency band. Further, in a thin film inductor using a magnetic thin film, a magnetic thin film tends to be arranged near a wiring in order to increase inductance, but in such a case, in a thin film inductor using a metal magnetic material, a floating capacitance is caused. Loss due to circuit resonance will be induced.

【0005】以上のように、従来の磁性体は、共振周波
数が低く、渦電流損失が大きいため、GHz(10
z)の高周波帯域で使用するインダクタの磁心材料とし
ては適していない。そのため、これらの磁性体の薄膜を
高周波帯域で使用するインダクタに用いて小型化,高周
波化する試みはなされておらず、インダクタの大きな占
有面積が集積回路の小型化の妨げとなっているという問
題は解決されていない。更に、キャパシタンスとインダ
クタンスを接近形成してGHz帯域で使用すると、これ
によって両者で干渉が生じてしまう。このような不都合
を解消するためには、干渉を低減する工夫が必要であ
る。
[0005] As described above, the conventional magnetic, low resonant frequency, since the eddy current loss is large, GHz (10 9 H
It is not suitable as a magnetic core material of an inductor used in the high frequency band of z). Therefore, no attempt has been made to use these magnetic thin films for inductors used in a high frequency band to reduce the size and the frequency, and the large area occupied by the inductor hinders the miniaturization of integrated circuits. Has not been resolved. Further, when the capacitance and the inductance are formed close to each other and used in the GHz band, interference occurs between them. In order to eliminate such inconveniences, it is necessary to take measures to reduce interference.

【0006】この発明は、以上の点に着目したもので、
実装面積を縮小するとともに、磁束を有効に活用するこ
とによって高効率化を図り、かつ、近接部品に対する干
渉の低減化を図ることができる薄膜インダクタ及びそれ
を利用した電子機器を提供することを、その目的とする
ものである。
The present invention focuses on the above points,
To provide a thin-film inductor capable of reducing the mounting area and achieving high efficiency by effectively utilizing magnetic flux, and reducing interference with nearby components, and an electronic device using the same. That is the purpose.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、磁性粒子が絶縁体に包み込まれたグラニ
ュラ膜を利用し、基板上に少なくとも絶縁層を介して形
成された薄膜インダクタであって、導体パターンでスパ
イラル型に形成された平面コイルを、絶縁膜を介して複
数積層するとともに、該複数の平面コイル間を接続した
積層コイル,該積層コイルの上方又は下方の主面の少な
くとも一方に前記絶縁膜を介して設けられており、前記
グラニュラ膜よりなる磁性薄膜,を備えたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film inductor formed by using a granular film in which magnetic particles are wrapped in an insulator, and formed on a substrate via at least an insulating layer. In addition, a plurality of planar coils formed in a spiral shape by a conductor pattern are laminated via an insulating film, and a laminated coil connected between the plurality of planar coils, and at least a main surface above or below the laminated coil. On the other hand, there is provided a magnetic thin film provided on the one side via the insulating film and made of the granular film.

【0008】主要な形態の一つは、前記積層コイルは、
前記複数の平面コイルの導体パターンが、積層方向にお
いて概略一致するように積層されたことを特徴とする。
他の形態は、前記磁性粒子が非酸化磁性金属であること
を特徴とする。更に他の形態は、前記非酸化磁性金属の
酸化を防止する酸化防止膜を形成したことを特徴とす
る。更に他の形態は、前記磁性薄膜を、前記絶縁体に前
記磁性粒子が包み込まれたグラニュラ膜による磁性層と
絶縁層とを交互に積層した積層磁性膜によって形成した
ことを特徴とする。
[0008] One of the main modes is that the laminated coil is
The conductor patterns of the plurality of planar coils are stacked so as to substantially match in the stacking direction.
Another embodiment is characterized in that the magnetic particles are a non-oxidized magnetic metal. Still another embodiment is characterized in that an antioxidant film for preventing oxidation of the non-oxidized magnetic metal is formed. Still another embodiment is characterized in that the magnetic thin film is formed of a laminated magnetic film in which a magnetic layer of a granular film in which the magnetic particles are wrapped in the insulator and an insulating layer are alternately stacked.

【0009】本発明の電子機器は、上述したいずれかの
薄膜インダクタを使用したことを特徴とする。本発明の
前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及
び添付図面から明瞭になろう。
An electronic apparatus according to the present invention is characterized by using any one of the above-described thin film inductors. The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】<実施形態1>……以下、本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図1は、実施形
態1の薄膜インダクタの構造を示したものであり、同図
(A)は、コイルの2層構造を示す分解斜視図である。
同図(B)は、本実施形態の主要断面図であり、前記図
(A)を#A−#A線に沿って切断した断面を矢印方向
に見た状態に相当するものである。
<Embodiment 1> An embodiment of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 shows the structure of the thin-film inductor of Embodiment 1, and FIG. 1A is an exploded perspective view showing a two-layer structure of the coil.
FIG. 1B is a main cross-sectional view of the present embodiment, and corresponds to a state in which the cross section of FIG. 1A taken along line # A- # A is viewed in the direction of the arrow.

【0011】まず、図1を参照して、本実施形態の基本
構造を説明する。同図(B)において、薄膜インダクタ
10は、基板12上に、層間絶縁膜16を介して下部磁
性薄膜18が形成されており、該磁性薄膜18上に、層
間絶縁膜20を介して第1層導体パターン22が形成さ
れている。そして、前記第1層導体パターン22上に
は、層間絶縁膜26を介して第2層導体パターン28が
形成されている。該第2層導体パターン28上には、層
間絶縁膜32を介して上部磁性薄膜34が形成されてい
る。すなわち、スパイラル状の平面コイルを、絶縁膜と
磁性薄膜で挟み込んだ構造となっている。
First, the basic structure of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1B, the thin-film inductor 10 has a lower magnetic thin film 18 formed on a substrate 12 via an interlayer insulating film 16, and a first magnetic thin film 18 on the magnetic thin film 18 via an interlayer insulating film 20. The layer conductor pattern 22 is formed. A second-layer conductor pattern 28 is formed on the first-layer conductor pattern 22 with an interlayer insulating film 26 interposed therebetween. An upper magnetic thin film 34 is formed on the second layer conductor pattern 28 with an interlayer insulating film 32 interposed therebetween. That is, the structure is such that a spiral planar coil is sandwiched between an insulating film and a magnetic thin film.

【0012】前記基板12としては、例えばSiなどが
用いられ、層間絶縁膜16,20,26,32として
は、誘電率が低いものであれば各種のものを利用してよ
いが、例えばポリイミドが好適である。下部磁性薄膜1
8及び上部磁性薄膜34は、例えばCoFeSiOによ
って形成されており、絶縁体(この場合はSiO)と
金属などの磁性粒子(この場合はCoFe)が分離・共
存するグラニュラ薄膜よりなる。
As the substrate 12, for example, Si or the like is used. As the interlayer insulating films 16, 20, 26, 32, various substrates having a low dielectric constant may be used. It is suitable. Lower magnetic thin film 1
The upper magnetic thin film 8 and the upper magnetic thin film 34 are made of, for example, CoFeSiO, and are formed of a granular thin film in which an insulator (in this case, SiO 2 ) and magnetic particles such as metal (in this case, CoFe) are separated and coexist.

【0013】前記グラニュラ薄膜としては、高飽和磁
化,低保磁力,低飽和磁歪,高電気抵抗率を有するとと
もに、適度な磁気異方性を併せ持つナノスケール(n
m,10 −9)のオーダーのナノグラニュラ磁性薄膜が
好適である。図8(A)には、グラニュラ磁性薄膜の様
子が示されており、SiOによる絶縁体100中に、
CoFe合金による磁性粒子102が点在している。別
言すれば、磁性粒子102を包み込むように、粒界に絶
縁体100が存在する構造となっている。
As the granular thin film, a high saturation magnetic
, Low coercivity, low saturation magnetostriction, and high electrical resistivity
In addition, nanoscale (n
m, 10 -9) Order of nano-granular magnetic thin film
It is suitable. FIG. 8 (A) shows the state of a granular magnetic thin film.
Are shown and the SiO2In the insulator 100,
Magnetic particles 102 made of a CoFe alloy are scattered. Another
In other words, it is insulated at the grain boundaries so as to enclose the magnetic particles 102.
The structure has an edge 100.

【0014】絶縁体100の厚みDi(磁性粒子102
の間隔ないし距離に相当)が0.5nm(5Å)より小
さくなると電気比抵抗が小さくなって渦電流損失が増大
し、結果として実用には適さなくなる。一方、絶縁体1
00の厚みDiが1.5nm(15Å)より大きくなる
と、磁性粒子102間の交換相互作用が小さくなるた
め、軟磁気特性が劣化してしまう。従って、絶縁体10
0の厚みDiは、0.5nm〜1.5nmの範囲である
ことが好ましい。特に、透磁率の最適化の観点からする
と、絶縁体100の厚みDiは、0.8nm〜1.2n
mの範囲がより好ましい。なお、磁性粒子102の粒径
Dpは、例えば10nm(100Å)程度である。
The thickness Di of the insulator 100 (the magnetic particles 102
Is smaller than 0.5 nm (5 °), the electrical resistivity decreases and the eddy current loss increases, and as a result, it is not suitable for practical use. On the other hand, insulator 1
When the thickness Di of No. 00 is larger than 1.5 nm (15 °), the exchange interaction between the magnetic particles 102 becomes small, so that the soft magnetic characteristics deteriorate. Therefore, the insulator 10
The thickness Di of 0 is preferably in the range of 0.5 nm to 1.5 nm. In particular, from the viewpoint of optimizing the magnetic permeability, the thickness Di of the insulator 100 is 0.8 nm to 1.2 n.
The range of m is more preferred. The particle diameter Dp of the magnetic particles 102 is, for example, about 10 nm (100 °).

【0015】このようなCoFeAlOグラニュラ磁性
薄膜は、CoFe合金ターゲットとSiOターゲット
を用いた二元同時非反応性スパッタを用い、成膜時に酸
素を流さないようにして形成する。スパッタガスとして
はアルゴンなどの希ガスを使用し、基板にはSi単結晶
を使用して室温で成膜する。
Such a CoFeAlO granular magnetic thin film is formed by using a dual simultaneous non-reactive sputtering method using a CoFe alloy target and a SiO 2 target so that no oxygen flows during the film formation. A rare gas such as argon is used as a sputtering gas, and a silicon single crystal is used as a substrate to form a film at room temperature.

【0016】図8(B)には、以上のようにして作製し
た試料のうち、CoFeSiOナノグラニュラ磁性薄膜
のサンプルについて、1ターンコイル法によって測定し
た透磁率の周波数特性の測定結果が示されている。同図
の横軸は周波数であり、縦軸は透磁率である。なお、両
軸とも対数目盛となっている。同図に示すように、透磁
率の実部μ'の値は300程度でいずれの測定周波数に
対しても充分大きな値となっている。一方、透磁率の虚
部μ"は、周波数が2GHzに至るまで非常に小さな値
となっていることから、本例の磁性薄膜の共振周波数が
2GHzを超えていることが分かる。
FIG. 8B shows the measurement results of the frequency characteristics of the magnetic permeability measured by the one-turn coil method for the CoFeSiO nano-granular magnetic thin film sample among the samples prepared as described above. I have. The horizontal axis in the figure is frequency, and the vertical axis is magnetic permeability. Note that both axes are on a logarithmic scale. As shown in the figure, the value of the real part μ ′ of the magnetic permeability is about 300, which is a sufficiently large value for any measurement frequency. On the other hand, since the imaginary part μ ″ of the magnetic permeability is a very small value until the frequency reaches 2 GHz, it can be seen that the resonance frequency of the magnetic thin film of this example exceeds 2 GHz.

【0017】次に、図1に戻って、前記第1層導体パタ
ーン22及び第2層導体パターン28は、同図(A)に
示すようにスパイラル状に形成されており、略中央の接
続部22A及び28Aにおいて上下パターンが接続して
いる。なお、上下の導体パターンは、積層方向において
必ずしも一致する必要はないが、重なるように形成する
ことによって、磁束を閉じ込める効果が高くなり好都合
である。このような導体パターンとしては、電気抵抗の
低い金属が好適であり、例えば、アルミニウムが用いら
れるが、銅などの他の金属を用いるようにしてよい。
Returning to FIG. 1, the first-layer conductor pattern 22 and the second-layer conductor pattern 28 are formed in a spiral shape as shown in FIG. The upper and lower patterns are connected at 22A and 28A. The upper and lower conductor patterns do not necessarily have to coincide in the laminating direction, but are preferably formed to overlap with each other so that the effect of confining the magnetic flux is enhanced. As such a conductor pattern, a metal having a low electric resistance is suitable. For example, aluminum is used, but another metal such as copper may be used.

【0018】次に、図2及び図3を参照して、以上のよ
うに構成された薄膜インダクタ10の製造方法の一例を
示す。図2及び図3は、本実施形態の薄膜インダクタ1
0の製造工程を示す図である。最初に、図2(A)に示
すように、Si基板12上に層間絶縁膜16となるポリ
イミドを、スピンコート法などの適宜の方法で塗布す
る。
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, an example of a method of manufacturing the thin film inductor 10 configured as described above will be described. 2 and 3 show a thin film inductor 1 according to the present embodiment.
0 is a view showing a manufacturing process 0; FIG. First, as shown in FIG. 2A, a polyimide to be the interlayer insulating film 16 is applied on the Si substrate 12 by an appropriate method such as a spin coating method.

【0019】次に、図2(B)に示すように、層間絶縁
膜16上に、リフトオフ用レジスト38を塗布してパタ
ーンを形成し、ナノグラニュラ膜のスパッタリングを行
う。そして、レジスト38の除去後、同図(C)に示す
ように、下部磁性薄膜18のパターンを形成する。その
後、同図(D)に示すように下部磁性薄膜18上に、再
び、ポリイミドによる層間絶縁層20をスピンコート法
などの適宜の方法で形成する。次に、同図(E)に示す
ように、導体としてAlを全面に蒸着し、フォトレジス
ト40をマスクとしてRIEによるドライエッチングを
行い、図1(A)に示すようなスパイラル状の第1層導
体パターン22を形成する。該第1層導体パターン22
の中心側の端部は、後述する第2層導体パターン28と
接続する接続部22Aとなっており、外側の端部は、外
部に引き出すための引出部24となっている。
Next, as shown in FIG. 2B, a pattern is formed by applying a lift-off resist 38 on the interlayer insulating film 16, and a nano-granular film is sputtered. Then, after removing the resist 38, a pattern of the lower magnetic thin film 18 is formed as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 3D, an interlayer insulating layer 20 of polyimide is formed again on the lower magnetic thin film 18 by an appropriate method such as spin coating. Next, as shown in FIG. 1E, Al is vapor-deposited on the entire surface as a conductor, and dry etching is performed by RIE using a photoresist 40 as a mask, thereby forming a spiral first layer as shown in FIG. The conductor pattern 22 is formed. The first layer conductor pattern 22
Is a connecting portion 22A connected to a second-layer conductor pattern 28 described later, and an outer end is a leading portion 24 for leading out to the outside.

【0020】その後、図3(A)に示すように、前記第
1層導体パターン22上に、層間絶縁層26であるポリ
イミドを上述した方法によって塗布する。層間絶縁層2
6は、略中央位置に前記第1層導体パターン22の接続
部22Aを露出させるホールが形成されており、更に、
縁部には、薄膜インダクタ10の一方の引出部24に対
応する位置に該引出部24を露出させるためのホールが
形成されている。また、必要に応じて表面の平坦化処理
が行われる。なお、本実施形態では導体パターンとして
Alを利用しているため平坦化処理を行う必要はない
が、例えば、銅を使用する場合には、ある程度の膜厚の
層間絶縁膜26を形成した後に平坦化処理を行うことが
好ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 3A, a polyimide, which is an interlayer insulating layer 26, is applied on the first layer conductive pattern 22 by the above-described method. Interlayer insulation layer 2
6, a hole for exposing the connection portion 22A of the first-layer conductor pattern 22 is formed at a substantially central position.
A hole for exposing the lead portion 24 is formed at a position corresponding to the one lead portion 24 of the thin-film inductor 10 at the edge. Further, a surface flattening process is performed as necessary. In the present embodiment, since Al is used as the conductor pattern, it is not necessary to perform a planarization process. However, for example, when copper is used, the interlayer insulating film 26 having a certain thickness is formed and then planarized. It is preferable to carry out a chemical treatment.

【0021】以上の手順により第1層部分を形成した
後、熱硬化を行った後に以下の手順により第2層部分を
形成する。図3(B)に示すように、第2層導体パター
ン28用のAlを全面に蒸着し、フォトレジスト42を
マスクとしてRIEによるドライエッチングを行い、同
図(C)に示すような第2層導体パターン28を形成す
る。第2層導体パターン28も、図1(A)に示すよう
に、スパイラル型の平面コイルであり、中心側の端部に
は、前記第1層導体パターン22と接続するための接続
部28Aが形成されている。また、外側の端部には、薄
膜インダクタの他方の引出部30が形成されている。こ
のとき、前記層間絶縁膜26の略中央部にコンタクト用
のホールが形成されているため、該ホールを介して第1
層及び第2層の導体パターンの接続部22A及び28A
が接続される。
After forming the first layer portion by the above procedure, and then performing thermosetting, the second layer portion is formed by the following procedure. As shown in FIG. 3B, Al for the second-layer conductor pattern 28 is vapor-deposited on the entire surface, dry-etched by RIE using the photoresist 42 as a mask, and the second layer as shown in FIG. The conductor pattern 28 is formed. As shown in FIG. 1A, the second-layer conductor pattern 28 is also a spiral-shaped planar coil, and a connection portion 28A for connecting to the first-layer conductor pattern 22 is provided at an end on the center side. Is formed. The other end portion of the thin-film inductor is formed at the outer end. At this time, since a contact hole is formed substantially at the center of the interlayer insulating film 26, the first hole is formed through the hole.
Connection portions 22A and 28A of the conductor pattern of the layer and the second layer
Is connected.

【0022】次に、図3(D)に示すように、前記第2
層導体パターン28上に、層間絶縁層32となるポリイ
ミドを適宜方法で塗布し、インダクタ上部の平坦化を行
う。該平坦面上に図示しないリフトオフ用レジストを塗
布してパターンを形成した後、スパッタ法などによって
グラニュラ薄膜を成膜する。これにより、同図(E)に
示す上部磁性薄膜34が形成される。
Next, as shown in FIG.
On the layer conductor pattern 28, polyimide to be the interlayer insulating layer 32 is applied by an appropriate method, and the upper part of the inductor is flattened. After applying a lift-off resist (not shown) on the flat surface to form a pattern, a granular thin film is formed by a sputtering method or the like. Thereby, the upper magnetic thin film 34 shown in FIG.

【0023】以上のようにして形成された薄膜インダク
タ10は、一方の引出部24及び他方の引出部30を介
して第1層導体パターン22及び第2層導体パターン2
8に通電すると、スパイラル状となっているためにイン
ダクタとして作用する。この通電によって生じた磁束が
下部磁性薄膜18及び上部磁性薄膜34に作用し、所定
の特性のインダクタが得られる。図1(B)には、本実
施形態の薄膜インダクタ10の磁束分布が矢印で示され
ている。同図に示すように、上下の磁性薄膜18及び3
4が磁束の通路となるため、磁束漏れがなく効率がよ
い。
The thin-film inductor 10 formed as described above is connected to the first-layer conductor pattern 22 and the second-layer conductor pattern 2 via one lead 24 and the other lead 30.
When electricity is supplied to 8, the inductor 8 acts as an inductor because of the spiral shape. The magnetic flux generated by this energization acts on the lower magnetic thin film 18 and the upper magnetic thin film 34, and an inductor having predetermined characteristics is obtained. In FIG. 1B, the magnetic flux distribution of the thin-film inductor 10 of the present embodiment is indicated by arrows. As shown in the figure, the upper and lower magnetic thin films 18 and 3
Since the magnetic flux path 4 serves as a magnetic flux path, there is no magnetic flux leakage and the efficiency is high.

【0024】このように、本実施形態によれば、CoF
eSiOグラニュラ薄膜による下部磁性薄膜18及び上
部磁性薄膜34を、スパイラル型コイルの上下主面に装
架することとしたので、同一配線長でありながら、従来
よりも大きなインダクタンス値を得ることができる。別
言すれば、同一面積で、従来のインダクタよりも大きな
インダクタンス値を得ることができるため、インダクタ
の占有面積を縮小することができる。また、配線長を短
縮することによりトランジスタの効率を下げているチョ
ークインダクタの直列抵抗を減少することができる。更
に、磁性薄膜18及び34内に磁束が集中するため、外
部への磁束漏れが抑制され、インダクタとして高効率化
が可能となるとともに、実装時のデザインの自由度を増
すことができる。
As described above, according to the present embodiment, the CoF
Since the lower magnetic thin film 18 and the upper magnetic thin film 34 made of the eSiO granular thin film are mounted on the upper and lower main surfaces of the spiral coil, it is possible to obtain a larger inductance value than before even though the wiring length is the same. In other words, since an inductance value larger than that of a conventional inductor can be obtained in the same area, the area occupied by the inductor can be reduced. Further, the series resistance of the choke inductor, which reduces the efficiency of the transistor by reducing the wiring length, can be reduced. Further, since the magnetic flux is concentrated in the magnetic thin films 18 and 34, the leakage of the magnetic flux to the outside is suppressed, the efficiency of the inductor can be improved, and the degree of freedom of design at the time of mounting can be increased.

【0025】更に、本実施形態の薄膜インダクタ10
は、第1層導体パターン22及び第2層導体パターン2
8よりなる2層構造となっている。このような2層構造
とすることにより、単層の場合と比較して、単位インダ
クタンスあたりの配線長を短縮することができるため、
占有面積の縮小及び直列抵抗値の抑制に好適である。ま
た、上下配線の導体パターンを積層方向において一致す
るように積層することとしたので、磁束を閉じ込める効
果が向上する。
Further, the thin-film inductor 10 of the present embodiment
Are the first layer conductor pattern 22 and the second layer conductor pattern 2
8 has a two-layer structure. With such a two-layer structure, the wiring length per unit inductance can be reduced as compared with the case of a single layer,
It is suitable for reducing the occupied area and suppressing the series resistance value. In addition, since the conductor patterns of the upper and lower wirings are laminated so as to match in the laminating direction, the effect of confining magnetic flux is improved.

【0026】次に、図4〜図6を参照して、本実施形態
の高周波特性例について説明する。上述した実施形態の
製造方法に従って、図4に示す薄膜インダクタをそれぞ
れ作成した。図4(A)は比較用の空芯型,同図(B)
は配線下部装荷型,同図(C)は配線上部装荷型,同図
(D)は閉磁路型,同図(E)は上下装荷型の薄膜イン
ダクタのサンプルの断面図である。そして、各サンプル
についてネットワークアナライザを用いてインピーダン
スを測定し、インダクタンス値及びQ値を算出して高周
波特性の評価を行った。図5は、サンプル作成した薄膜
インダクタのインダクタンス値及びQ値の周波数特性を
示す図であり、同図(A)には比較用の空芯型,同図
(B)には配線下部装荷型,同図(C)には配線上部装
荷型,同図(D)には閉磁路型,同図(E)には上下装
荷型とした薄膜インダクタの特性がそれぞれ示されてい
る。同図中、横軸は周波数,左側の縦軸はインダクタン
ス値,右側の縦軸はQ値である。また、横軸は対数目盛
となっており、横軸・縦軸のいずれにおいても「E」は
10のべき乗を表す。例えば、「E−09」は、「10
−9」を表す。測定した試料は、導体パターン幅=10
μm,導体パターン間隔=10μm,導体パターンターン
数=5であり、第1層及び第2層を合わせて10ターン
である。
Next, an example of high-frequency characteristics of the present embodiment will be described with reference to FIGS. According to the manufacturing method of the above-described embodiment, the thin-film inductors shown in FIGS. FIG. 4A is an air core type for comparison, and FIG.
FIG. 3C is a cross-sectional view of a sample of a thin-film inductor of the lower wiring type, FIG. 4C is a closed magnetic circuit type, and FIG. The impedance of each sample was measured using a network analyzer, the inductance value and the Q value were calculated, and the high-frequency characteristics were evaluated. 5A and 5B are diagrams showing the frequency characteristics of the inductance value and the Q value of a thin film inductor prepared as a sample. FIG. 5A shows an air core type for comparison, FIG. FIG. 11C shows the characteristics of the thin film inductor of the upper wiring type, FIG. 10D shows the characteristics of the closed magnetic circuit type, and FIG. 11E shows the characteristics of the upper and lower loading type thin film inductor. In the figure, the horizontal axis represents the frequency, the left vertical axis represents the inductance value, and the right vertical axis represents the Q value. The horizontal axis is a logarithmic scale, and “E” represents a power of 10 on both the horizontal axis and the vertical axis. For example, “E-09” becomes “10
-9 ". The measured sample has a conductor pattern width of 10
μm, conductor pattern interval = 10 μm, number of conductor pattern turns = 5, and the total of the first layer and the second layer is 10 turns.

【0027】また、図6には、第1層導体パターン及び
第2層導体パターンのターン数をそれぞれ3〜5とした
場合の上部又は下部装荷構造及び上下装荷構造の各サン
プルについて、1GHzにおいて、空芯型の薄膜インダ
クタのサンプルと比較した場合のインダクタンスの増加
率及び単位インダクタンスあたりの抵抗値の減少率が示
されている。
FIG. 6 shows each sample of the upper or lower loading structure and the upper and lower loading structure when the number of turns of the first layer conductor pattern and the second layer conductor pattern is 3 to 5, respectively, at 1 GHz. The increase rate of the inductance and the decrease rate of the resistance value per unit inductance are shown in comparison with the sample of the air-core type thin film inductor.

【0028】これらの図に示すように、図4(A)に示
す空芯型の薄膜インダクタの場合と比較して、同図
(B)〜(E)に示す磁性薄膜を装荷した各サンプル
は、低周波帯域においていずれも空芯構造よりもインダ
クタンス値が高くなっている。例えば、下部又は上部に
磁性薄膜を装荷する構造とすることによって、約25%
程度インダクタンス値が増加していることが分かる。更
に、上下に磁性薄膜を装荷することによって、低周波帯
域においては空芯構造の約70%程度,高周波帯域(2
GHz)においては約30%程度インダクタンス値が増
加している。これらの結果から、磁性薄膜が有効に作用
していることが確認できる。
As shown in these figures, each of the samples loaded with the magnetic thin films shown in FIGS. 4B to 4E is different from the air-core type thin film inductor shown in FIG. In all cases, the inductance value is higher in the low frequency band than in the air core structure. For example, by adopting a structure in which a magnetic thin film is loaded on the lower or upper part, about 25%
It can be seen that the inductance value has increased to some extent. Further, by loading the magnetic thin film on the upper and lower sides, about 70% of the air-core structure in the low frequency band and the high frequency band (2
(GHz), the inductance value increases by about 30%. From these results, it can be confirmed that the magnetic thin film works effectively.

【0029】更に、同図(D)と(E)を比較すると、
両者でほぼ同様の特性となっている。このことから、本
実施形態のグラニュラ磁性薄膜が磁束の閉じ込めに極め
て有効に作用していることが分かる。一方、上記のよう
に磁性薄膜を装荷した薄膜インダクタは、空芯構造と比
較してQ値が低下する傾向が見られるが、積層構造の磁
性薄膜を用いているので抵抗率は大きいため、Q値の低
下の度合いは大きくない。
Further, comparing FIGS. 4D and 4E,
Both have almost the same characteristics. From this, it is understood that the granular magnetic thin film of the present embodiment is very effective in confining magnetic flux. On the other hand, a thin film inductor loaded with a magnetic thin film as described above tends to have a lower Q value than an air-core structure. However, since a magnetic thin film having a laminated structure is used, the resistivity is large. The degree of the decrease is not large.

【0030】このようなインダクタンス値の上昇は、磁
性薄膜による磁束の閉じ込め効果によるものであると考
えられる。このような結果からすると、磁性薄膜の共振
周波数は、低く見積もっても2GHz以上であり、2G
Hzの高周波帯域において十分な磁気特性を得られると
考えられる。
It is considered that such an increase in the inductance value is due to the effect of confining the magnetic flux by the magnetic thin film. From these results, the resonance frequency of the magnetic thin film is at least 2 GHz at a low estimate, and
It is considered that sufficient magnetic characteristics can be obtained in a high frequency band of Hz.

【0031】また、図6に示すように、上部,下部,上
下のいずれかに磁性薄膜を装荷することによって、20
〜45%程度単位インダクタンス当たりの抵抗値が減少
しており、直列抵抗の低下に効果があることが分かる。
このように直列抵抗が低下することにより、電圧降下に
よる消費電力の拡大を防止することが可能となる。以上
の結果より、同じインダクタンス値を得るための配線長
が短くなり、チョークインダクタの占有面積を小さくす
ることが可能であることが分かる。
As shown in FIG. 6, by loading a magnetic thin film on one of the upper, lower and upper and lower sides,
It can be seen that the resistance value per unit inductance is reduced by about 45%, which is effective in reducing the series resistance.
By reducing the series resistance in this way, it is possible to prevent an increase in power consumption due to a voltage drop. From the above results, it can be seen that the wiring length for obtaining the same inductance value is shortened, and the area occupied by the choke inductor can be reduced.

【0032】次に、図7には、磁性薄膜の透磁率,低効
率,構造(インダクタと磁性薄膜間距離など)を変化さ
せたときのインダクタンス値及びQ値の変化が示されて
いる。具体的には、磁性薄膜の透磁率を300,抵抗率
を1.1×10−6S/mとし、磁性薄膜とインダクタ
との距離(図1(B)におけるt)を変化させたときの
インダクタンス値とQ値の周波数特性を、電磁界シミュ
レーションと実測の双方について示している。同図にお
いても、横軸は周波数,左側の縦軸はインダクタンス
値,右側の縦軸はQ値であり、横軸は対数目盛となって
いる
Next, FIG. 7 shows changes in the inductance value and Q value when the magnetic permeability, low efficiency, and structure (distance between the inductor and the magnetic thin film) of the magnetic thin film are changed. Specifically, when the magnetic permeability of the magnetic thin film is 300, the resistivity is 1.1 × 10 −6 S / m, and the distance (t in FIG. 1B) between the magnetic thin film and the inductor is changed. The frequency characteristics of the inductance value and the Q value are shown for both the electromagnetic field simulation and the actual measurement. Also in this figure, the horizontal axis is frequency, the left vertical axis is inductance value, the right vertical axis is Q value, and the horizontal axis is logarithmic scale.

【0033】同図に示すように、電磁界シミュレーショ
ンの結果によると、層間距離tが大きくなるに従って、
インダクタンス値及びQ値ともに大きくなっているが、
約15μm程度で飽和している。この点からすると、磁
性薄膜と配線の配置の最適化が特性向上に効果的である
ことが分かる。また、磁性薄膜の抵抗率によって特性が
変化するため、より高い抵抗率を有する磁性薄膜を用い
ることによっても特性を改善することができる。更に、
磁性薄膜の微細加工も抵抗率増加と同様の効果を示すた
め、磁性薄膜を微細化することにより寄生成分を低減す
ることができるため、特性向上も期待できる。
As shown in the figure, according to the result of the electromagnetic field simulation, as the interlayer distance t increases,
Although both the inductance value and the Q value are large,
It is saturated at about 15 μm. From this point, it is understood that the optimization of the arrangement of the magnetic thin film and the wiring is effective for improving the characteristics. Further, since the characteristics change depending on the resistivity of the magnetic thin film, the characteristics can be improved by using a magnetic thin film having a higher resistivity. Furthermore,
Since the fine processing of the magnetic thin film has the same effect as the increase in the resistivity, the parasitic component can be reduced by miniaturizing the magnetic thin film, so that an improvement in characteristics can be expected.

【0034】<実施形態2>……次に、実施形態2につ
いて説明する。この実施形態2は、図9(A)に示すよ
うに下部磁性薄膜18の表裏に酸化防止膜110,11
2をそれぞれ設けるようにしたものである。下部磁性薄
膜18としては、上述したように、例えば磁性金属が非
酸化のグラニュラ膜が使用される。しかしながら、下部
磁性薄膜18を形成した後に真空を破ると、下部磁性薄
膜18の磁性金属が空気中の酸素や水分と結合して酸化
してしまい、飽和磁化が低下して磁気特性が全体として
劣化してしまう。下部磁性薄膜18を加熱するような処
理を施すことによっても、磁性金属の酸化が進行する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 9 (A), oxidation preventing films 110 and 11
2 are provided. As the lower magnetic thin film 18, as described above, for example, a granular film in which a magnetic metal is not oxidized is used. However, if the vacuum is broken after the lower magnetic thin film 18 is formed, the magnetic metal of the lower magnetic thin film 18 combines with oxygen and moisture in the air to be oxidized, thereby lowering the saturation magnetization and deteriorating the magnetic characteristics as a whole. Resulting in. The treatment of heating the lower magnetic thin film 18 also promotes oxidation of the magnetic metal.

【0035】そこで本実施形態では、下部磁性薄膜18
の表裏に酸化防止膜110,112を形成することで、
下部磁性薄膜18中の磁性金属の酸化を防止する。酸化
防止膜110,112としては、例えばAl膜や
SiO膜などが好適である。
Therefore, in the present embodiment, the lower magnetic thin film 18
By forming antioxidant films 110 and 112 on the front and back of
The oxidation of the magnetic metal in the lower magnetic thin film 18 is prevented. As the antioxidant films 110 and 112, for example, an Al 2 O 3 film, a SiO 2 film, or the like is preferable.

【0036】なお、図示の例では、酸化防止膜を下部磁
性薄膜18の表裏に設けたが、いずれか一方,特に酸素
に触れやすい面のみに形成するようにしてもよい。上部
磁性薄膜34についても同様である。
In the illustrated example, the antioxidant film is provided on the front and back of the lower magnetic thin film 18. However, the antioxidant film may be formed only on one of the surfaces, particularly on the surface which is easily exposed to oxygen. The same applies to the upper magnetic thin film 34.

【0037】<実施形態3>……次に、本発明の実施形
態3について説明する。上述した実施形態1及び2で
は、単層構造のグラニュラ磁性薄膜について説明した
が、本実施形態では、磁性層と絶縁層が積層形成されて
いる。図9(B)に示すように、積層磁性膜50は、絶
縁体58と非酸化金属などの磁性粒子(非酸化磁性粒
子)56が分離・共存するグラニュラ薄膜よりなる磁性
層52と、金属酸化物などによる絶縁層54を、交互に
複数積層した積層構造となっている。表裏面には、酸化
防止膜60がそれぞれ形成されている。酸化防止膜60
としては、絶縁体58を比較的厚く形成したものでもよ
い。もちろん、本実施形態においても、酸化防止膜60
は、図示のように積層膜の表裏両方に設けるようにして
もよいし、いずれか一方,特に外気に触れる表面側にの
み設けるようにしてもよい。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. In Embodiments 1 and 2 described above, a granular magnetic thin film having a single-layer structure has been described. In this embodiment, a magnetic layer and an insulating layer are stacked. As shown in FIG. 9B, the laminated magnetic film 50 includes a magnetic layer 52 made of a granular thin film in which an insulator 58 and magnetic particles (non-oxidized magnetic particles) 56 of non-oxidized metal or the like are separated and coexist. It has a laminated structure in which a plurality of insulating layers 54 made of materials or the like are alternately laminated. An antioxidant film 60 is formed on each of the front and back surfaces. Antioxidant film 60
The insulator 58 may be formed relatively thick. Of course, also in the present embodiment, the antioxidant film 60
May be provided on both the front and back sides of the laminated film as shown in the figure, or may be provided only on one of the surfaces, particularly on the surface side that comes into contact with the outside air.

【0038】前記積層磁性膜50の磁性層52は、例え
ばCoFeAlO膜によって形成され、前記絶縁層54
は例えばAl膜によって形成される。製造方法の
一例を示すと、スパッタリングのターゲットとして、C
oFe合金ターゲット(Co:Fe=80:20at%
(原子%))とAlターゲットを用いる。そし
て、Si基板を用意し、前記ターゲットを交互に用いて
スパッタリングを行い、基板上にCoFeAlO膜とA
膜の積層膜(膜厚0.5μm)を形成する。絶
縁層54として、SiO膜を用いてもよい。
The magnetic layer 52 of the laminated magnetic film 50 is formed of, for example, a CoFeAlO film.
Is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. An example of the manufacturing method is as follows.
oFe alloy target (Co: Fe = 80: 20at%)
(Atomic%)) and an Al 2 O 3 target. Then, a Si substrate is prepared, and sputtering is performed using the targets alternately to form a CoFeAlO film and an A on the substrate.
A stacked film (thickness: 0.5 μm) of an l 2 O 3 film is formed. As the insulating layer 54, a SiO 2 film may be used.

【0039】本実施形態の積層磁性膜50によれば、絶
縁層54が導入されるため、電気抵抗が上昇し、渦電流
損失が軽減される。また、絶縁層54によって磁性粒子
56の粒成長が妨げられて微細化するため、粒界密度が
上昇して電気抵抗が高くなり、結晶磁気異方性が低減さ
れて軟磁気特性が向上する。もちろん、積層磁性膜50
の共振周波数は2GHz以上であり、高周波帯域でも十
分に使用可能である。
According to the laminated magnetic film 50 of the present embodiment, since the insulating layer 54 is introduced, the electric resistance increases, and the eddy current loss is reduced. In addition, since the growth of the magnetic particles 56 is hindered by the insulating layer 54 to be finer, the grain boundary density increases, the electric resistance increases, the crystal magnetic anisotropy is reduced, and the soft magnetic characteristics are improved. Of course, the laminated magnetic film 50
Has a resonance frequency of 2 GHz or more, and can be sufficiently used even in a high frequency band.

【0040】<他の実施形態>……本発明には数多くの
実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変する
ことが可能である。例えば、次のようなものも含まれ
る。 (1)前記実施形態の基板,絶縁膜,磁性薄膜,配線の
材質は一例であり、同様の作用を奏するように適宜変更
可能である。 (2)前記形態に示した製造工程も一例であり、公知の
各種の方法を適用してよい。 (3)前記形態では、スパイラル型の配線の一番外側か
ら電極を引き出すこととしたが、例えば、1層目は一番
外側から引き出す一定パターンとし、2層目は適宜の位
置から引き出すようにすることによって、インダクタの
L値(インダクタンス値)を調整するようにしてもよ
い。本発明によれば、L値の調整方法として、コイル導
体パターンの長さを変更するのみならず、上下のコイル
導体パターンの重なり具合を変更する,絶縁層の厚みを
変更する,磁性薄膜の特性,面積,厚み,積層数,材料
を調整するなどの方法も可能であり、粗調整と微調整を
異なる方法で行うようにしてもよい。 (4)前記形態では、配線を2層構造とすることとした
が、必要に応じて更に多層構造としてもよい。 (5)本発明の薄膜インダクタは、部品単体として使用
してもよいし、集積回路に集積使用するようにしてもよ
い。また、本発明は、携帯電話など各種の電子機器に適
用可能である。
<Other Embodiments> The present invention has many embodiments, and various modifications can be made based on the above disclosure. For example, the following is also included. (1) The materials of the substrate, the insulating film, the magnetic thin film, and the wiring of the above-described embodiment are merely examples, and can be appropriately changed so as to achieve the same effect. (2) The manufacturing process described in the above embodiment is also an example, and various known methods may be applied. (3) In the above-described embodiment, the electrodes are drawn from the outermost side of the spiral wiring. For example, the first layer may have a fixed pattern drawn from the outermost side, and the second layer may be drawn from an appropriate position. By doing so, the L value (inductance value) of the inductor may be adjusted. According to the present invention, as a method of adjusting the L value, not only the length of the coil conductor pattern is changed, but also the degree of overlap between the upper and lower coil conductor patterns, the thickness of the insulating layer is changed, and the characteristics of the magnetic thin film are changed. It is also possible to adjust the area, the thickness, the number of layers, the material, and the like, and the coarse adjustment and the fine adjustment may be performed by different methods. (4) In the above embodiment, the wiring has a two-layer structure. However, a multilayer structure may be used if necessary. (5) The thin film inductor of the present invention may be used as a component alone or may be used in an integrated circuit. Further, the present invention is applicable to various electronic devices such as a mobile phone.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 (1)磁性薄膜を、スパイラル型インダクタの上部又は
下部の少なくともいずれか一方の面に装荷することとし
たので、単位配線長あたりのインダクタンス値を増加さ
せることができる。これにより配線長の短縮が可能とな
り、実装面積ないし占有面積の縮小が可能になるととも
に、直列抵抗を低減して消費電力の増加を抑制すること
ができる。また、磁性薄膜内に磁束が集中するため、外
部への磁束漏れが抑制され、インダクタンス素子として
高効率化が可能となる。また、近接部品に対する磁気的
な干渉も低減される。 (2)複数層の平面コイルを積層してインダクタを形成
することとしたので、単層構造の場合と比較して、更
に、単位配線長あたりのインダクタンス値の増加,外部
への磁束漏れの抑制の効果が高くなる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained. (1) Since the magnetic thin film is loaded on at least one of the upper and lower surfaces of the spiral inductor, the inductance value per unit wiring length can be increased. As a result, the wiring length can be reduced, the mounting area or the occupied area can be reduced, and the series resistance can be reduced to suppress an increase in power consumption. Further, since the magnetic flux is concentrated in the magnetic thin film, the leakage of the magnetic flux to the outside is suppressed, and the efficiency as an inductance element can be increased. In addition, magnetic interference with adjacent components is reduced. (2) Since an inductor is formed by stacking a plurality of layers of planar coils, the inductance value per unit wiring length is further increased and the leakage of magnetic flux to the outside is suppressed as compared with the case of a single layer structure. The effect becomes higher.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1の薄膜インダクタの構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a thin-film inductor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記形態の製作工程の一例を示す図である。FIG. 2 is a view showing an example of a manufacturing process of the above embodiment.

【図3】前記形態の製作工程の一例を示す図である。FIG. 3 is a view showing an example of a manufacturing process of the above embodiment.

【図4】前記実施形態の磁性薄膜を装荷したインダクタ
と空芯構造のインダクタの主要断面図である。
FIG. 4 is a main cross-sectional view of an inductor loaded with a magnetic thin film according to the embodiment and an inductor having an air-core structure.

【図5】前記実施形態の磁性薄膜を装荷したインダクタ
と空芯構造のインダクタのインダクタンス及びQ値の周
波数特性例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of frequency characteristics of inductance and Q value of an inductor loaded with a magnetic thin film of the embodiment and an inductor having an air-core structure.

【図6】前記形態の空芯構造と比較したインダクタンス
の増加率及び単位インダクタンス当たりの抵抗値の低下
率を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an increase rate of an inductance and a decrease rate of a resistance value per unit inductance as compared with the air-core structure of the embodiment.

【図7】薄膜インダクタのインダクタンス及びQ値の電
磁界シミュレーション例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an electromagnetic field simulation of the inductance and the Q value of a thin-film inductor.

【図8】グラニュラ膜の一例を示す図である。(A)は
構造を示す図であり、(B)は透磁率の周波数特性例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a granular film. (A) is a figure which shows a structure, (B) is a figure which shows the frequency characteristic example of magnetic permeability.

【図9】本発明の実施形態2及び3の磁性薄膜を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing magnetic thin films according to Embodiments 2 and 3 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…薄膜インダクタ 12…基板 14…導体層 16,20,26,32…層間絶縁膜 18…下部磁性薄膜(グラニュラ薄膜) 22…第1層導体パターン 22A,28A…接続部 24,30…引出部 28…第2層導体パターン 34…上部磁性薄膜(グラニュラ薄膜) 38〜42…レジスト 50…積層磁性膜 52…磁性層 54…絶縁層 56…磁性粒子 58…絶縁体 60…酸化防止膜 100…絶縁体 102…磁性粒子 110,112…酸化防止膜 10 ... Thin film inductor 12 ... substrate 14 Conductor layer 16, 20, 26, 32 ... interlayer insulating film 18 Lower magnetic thin film (granular thin film) 22. 1st layer conductor pattern 22A, 28A ... connection part 24, 30 ... drawer 28: Second layer conductor pattern 34 Upper magnetic thin film (granular thin film) 38-42 ... Resist 50 ... Laminated magnetic film 52 ... magnetic layer 54 ... insulating layer 56 ... magnetic particles 58 ... insulator 60: antioxidant film 100 ... insulator 102 ... magnetic particles 110, 112 ... antioxidant film

フロントページの続き (72)発明者 小林 和義 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 太田 謙一 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 藤本 正之 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 Fターム(参考) 5E070 AA01 CB12 Continuation of front page    (72) Inventor Kazuyoshi Kobayashi             6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Invitation             Den Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Ota             6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Invitation             Den Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Fujimoto             6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Invitation             Den Co., Ltd. F-term (reference) 5E070 AA01 CB12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性粒子が絶縁体に包み込まれたグラニ
ュラ膜を利用し、基板上に少なくとも絶縁層を介して形
成された薄膜インダクタであって、 導体パターンでスパイラル型に形成された平面コイル
を、絶縁膜を介して複数積層するとともに、該複数の平
面コイル間を接続した積層コイル, 該積層コイルの上方又は下方の主面の少なくとも一方に
前記絶縁膜を介して設けられており、前記グラニュラ膜
よりなる磁性薄膜,を備えたことを特徴とする薄膜イン
ダクタ。
1. A thin-film inductor formed on a substrate through at least an insulating layer using a granular film in which magnetic particles are wrapped in an insulator, wherein the planar coil is formed in a spiral shape with a conductor pattern. A plurality of stacked coils connected to each other through a plurality of planar coils via an insulating film, and provided on at least one of the upper and lower main surfaces of the stacked coils via the insulating film, A thin film inductor comprising a magnetic thin film made of a film.
【請求項2】 前記積層コイルは、前記複数の平面コイ
ルの導体パターンが、積層方向において概略一致するよ
うに積層されたことを特徴とする請求項1記載の薄膜イ
ンダクタ。
2. The thin-film inductor according to claim 1, wherein the laminated coils are laminated so that the conductor patterns of the plurality of planar coils substantially match in the laminating direction.
【請求項3】 前記磁性粒子が非酸化磁性金属であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜インダクタ。
3. The thin film inductor according to claim 1, wherein the magnetic particles are a non-oxidized magnetic metal.
【請求項4】 前記非酸化磁性金属の酸化を防止する酸
化防止膜を形成したことを特徴とする請求項3記載の薄
膜インダクタ。
4. The thin film inductor according to claim 3, wherein an antioxidant film for preventing the non-oxidized magnetic metal from being oxidized is formed.
【請求項5】 前記磁性薄膜を、前記絶縁体に前記磁性
粒子が包み込まれたグラニュラ膜による磁性層と絶縁層
とを交互に積層した積層磁性膜によって形成したことを
特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の薄膜インダ
クタ。
5. The magnetic thin film according to claim 1, wherein the magnetic thin film is formed by a laminated magnetic film in which a magnetic layer of a granular film in which the magnetic particles are wrapped in the insulator and an insulating layer are alternately laminated. 5. The thin film inductor according to any one of 4.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の薄膜イ
ンダクタを使用したことを特徴とする電子機器。
6. An electronic device using the thin-film inductor according to claim 1.
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