JP2004503929A - フォトグラフィックパターン形成による立体コイル構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

高Ｑインダクタと変成器のオンチップ集積化に使用できる立体マイクロ構造は高アスペクト比の加工を必要としないで基板面に平行な方向に磁場を配する。このフォトリソグラフィックパターン形成によるコイル構造は固有応力プロファイルを有する弾性部材（６１ａ−６５ａ）を含む。この固有応力プロファイルは自由部分を基板から離して偏らせてループ巻線を形成する。アンカ部分は前記基板に固定したままである。自由部分端は半田付けやメッキにより前記基板に接続された第二アンカ部分になる。また、前記ループ巻線は自由両端を空中で接合する二つの弾性部材（３１８、３２０）で形成される。一連の個々のコイル構造はそれらのアンカ部分により接合されてインダクタと変成器を形成できる。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、集積回路、回路基板および他の素子に用いるフォトリソグラフィ・パターン形成による立体コイル構造に関する。
【０００２】
（背景技術）
集積回路もしくはチップを回路基板や他の素子に電気的に接続する標準のボンディング技術はワイヤ・ボンディング、タブ・ボンディングおよび半田バンプフリップチップ・ボンディングを含む。図１は、基板１上に形成した対応導体パッド３にワイヤ・ボンドされ、チップ２上に形成した導体パッド３を示す。この導体パッド３はワイヤ４により電気的に接続もしくは接合される。チップ２は一般に数十ないしは数百もの導体パッド３を持つので、基板１上の対応導体パッド３にチップ２上の各導体パッド３をワイヤ・ボンディングすることは労働集約で、コスト高で作業が遅くなる。さらに、導体パッド３はワイヤを接合するのに用いるワイヤ・ボンディング素子の精度とワイヤ４の双方を調整するのに十分に大きくなければならない。それゆえ、導体パッド３はワイヤ４とワイヤ・ボンディング素子の寸法的制限を補正するのに必要なものより大きく作製される。
【０００３】
図２は、基板１上の対応導体パッド３にタブ・ボンドされ、チップ２上に形成した導体パッド３を示す。フレキシブル基板５はその下部面上に導電性ラインを形成し導体パッド３に押付けられる。異方性接着剤（図示せず）を導体パッド３とフレキシブル基板５の間に置く。フレキシブル基板５が導体パッド３に押付けられると、異方性接着剤とフレキシブル基板５の上に形成した導電性ラインとが協同して導体パッド３間を電気的に接続させる。ワイヤ・ボンディングのように、タブ・ボンディングは歩留り損失と高コストに苦しむ。導体パッド３の高さが不規則なことが結果としてフレキシブル基板５を導体パッド３に押付ける接触力を不均一なものにする。この接触力が不均一なことは導体パッド３がフレキシブル基板５に正確に接合されないことにつながる。
【０００４】
チップ２上に形成した導体パッド３を基板１上に形成した導体パッド３ないしは他の素子にボンディングする別の従来方法は、半田バンプフリップチップボンディングである。図３は、導体パッド３が基板１に面するように反転したチップ２を示す。“フリップチップ”の名前はチップ２の反転に由来する。何故なら、チップ２上の導体パッド３が基板１から面をそらすタブ・ボンディングやワイヤボンディングの双方とは対照的に、チップ２は基板１に面する導体パッド３で“反転する”からである。標準のフリップ・チップ・ボンディングでは、基板１上の導体パッド３上に半田バンプ６が形成される。対応導体パッド３の間の電気的接続はチップ２上の導体パッド３を半田バンプ６に押付けることで完成される。
【０００５】
フリップチップ・ボンディングはワイヤ・ボンディングとタブ・ボンディングの両方を超える改善である。比較的柔らかな半田バンプ６は、チップ２を半田バンプ６に対して下に押付ける場合に永久に変形する傾向がある。半田バンプ６のこの変形は導体パッド３の高さの不規則性と半田バンプ６にチップ２を押付ける不均一な接触圧力とを埋め合わせる。
【０００６】
しかしながら、フリップチップ・ボンディングは半田バンプ６内の機械的および熱的変動の両方を受けている。半田バンプ６の高さが均一でなく、あるいは基板１が反るならば、導体パッド３と半田バンプ６の間の接触は破損する。また、チップ２を半田バンプ６上で下に押付ける接触圧力が一様でない場合、導体パッド３と対応半田バンプ６の間の接触が損なわれる。
【０００７】
図４は、二つの素子間の一時的な電気接触を確立する標準的技術を示す。複数のプローブ針８を有するプローブカード７はプローブ針８を導体パッド３に物理的に押付けることで導体パッド３と接触する。プローブ針８と導体パッド３の間の物理的接触は基板１上に形成した導線９とプローブ針８の間を電気的に接続する。
【０００８】
通常、プローブカード７を用いてプローブ針８と導体パッド３の間を一時的に接触するので、素子１０を試験し、検査し、あるいはデータ伝送することができる。素子１０はアクティブマトリクス液晶ディスプレイの一部であるディスプレ電極のマトリクスである。例えば、液晶ディスプレイ電極マトリクスでのような素子１０の試験については、同時出願で同時継続中である同一発明者の出願ＪＡＯ３４０５３に十分に記述され、ここに引用される。
【０００９】
プローブカード７は液晶ディスプレイを試験するためのみでなく多くの用途がある。チップ２上でみられるものに類似して多数の比較的小さな導体パッド３を有する素子１０をプローブカード７により試験できる。しかしながら、プローブカード７を作る標準技術は時間がかかり、且つ、労働集約になる。各プローブカード７は試験対象の特定の素子１０用に特注でなければならない。一般に、プローブ針８はプローブカード７上に手動で形成される。プローブカード７は特注であり、比較的高価であるので、プローブカード７は一度に素子１０上に導体パッド３を全て接触するようには作れない。それゆえ、素子１０の一部分のみがつなげられ、一回に試験され、また検査されるので、素子１０全体をつなげ、試験し、検査できるようにプローブカード７を移動する必要がある。
【００１０】
プローブカード７はチップ２を試験するのにも使用され、このチップ２は単結晶シリコンウェハの一部を構成している。このようなプローブカード７はフォトリソグラフィック・パターンメッキ処理により形成される。この処理については、１９９５年２月のＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇの頁２６〜２８にＣｏｒｗｉｔｈ著のＰｒｏｂｉｎｇ ａｔ Ｄｉｅ Ｌｅｖｅｌに開示される。フォトリソグラフィック・パターンメッキ処理は本質的に標準プローブカード７と同じ設計であるプローブカード７を作る。しかしながら、この新しい種類の処理はプローブ針８を作る方法を自動化するようであり、それゆえ、プローブ針８の手動形成を避けるものである。また、この論文は図５に示すようにプローブ針８に最近接する端部で湾曲するプローブカード７を開示する。プローブカード７が湾曲することでプローブカード８はある角度で導体パッド３に接触することになる。プローブカード７がプローブ針８を導体パッド３に押し込むので、機械的洗浄処置が発生することなり、プローブ針８が導体パッド３の上面上に形成した酸化物を通り抜ける。
【００１１】
しかしながら、全ての標準プローブカード７は直線配列に配置される導体パッド３の試験に限定される。また、標準プローブカード７は基板１上の導体パッド３の高さの変化、基板１の不規則性やゆがみ、および温度変化に敏感である。
【００１２】
シリコン基板上の小さなインダクタの集積化は１５年以上もの間世界的に大きな研究課題であった。この努力はシリコンおよびガリウム砒素集積回路（ＩＣｓ）上にコイルを集積するという要望により促進される。しかしながら、これまでに提案された構造は素子の変形のみで、技術的な制約により、コイル巻線はほとんどの場合に下地基板に平行な螺旋状のものとして実施されてきた。
【００１３】
これらの平面アーキテクチャは二つの大きな欠点がある。シリコンのように少し導電性のある基板上に作製する場合に、コイル磁界は下地基板に渦電流を誘導する。これらの電流はコイル損失に寄与する抵抗損失を引起す。第二の問題は、コイルが高周波で動作する場合に起こる。高周波では表皮および近接効果がコイル電流を導体の外側表面に沿って流す。無線通信に対して重要な周波数、例えば９００ＭＨｚ、１．９ＧＨｚと２．４ＧＨｚでは代表的な導体の“表皮深さ”は約２〜３μｍである。コイル導体のＡＣ抵抗は、コイル導体の横断面を完全に使用してないので、そのＤＣ抵抗よりも明らかに高くなる。
【００１４】
図３１は、高周波で動作する平面コイル内の電流分布を示す。コイル内の濃い陰影は高電流密度を示す。図３１Ａに示す円板型コイルは巻線の外側エッジに集結する電流分布を持つ。それゆえ、単に導体を広くすることは導体の未使用部分を増やし、ＡＣ抵抗を減らせない。この状況を、導体を単に広げることによりＡＣ抵抗を減らすことができた図３１Ｂの代表的な離散部品の立体コイルと比較する。
【００１５】
平面インダクタコイルに関連した欠点に取り組むように過去に解決法が提案され試みられた。例えば、コイルの下に基板を離してエッチングすることで渦電流を減らせる。しかしながら、この方法は構造の完全性を犠牲にし、シリコン基板上の既存の電子回路類を破壊するので実用的でない。図３１Ａの素子のＡＣ抵抗を減らすために、導体をＬＩＧＡ（Ａ．Ｒｏｇｎｅｒ等の“ＬＩＧＡ技術：新しいチャンスとは”、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．、１９９２年の１２巻、頁１３３〜１４０）ようなマイクロマシニング技術により非常に厚く作製できる。しかしながら、高いアスペクト比の構造物を処理するのは難しく費用がかかる。
【００１６】
各種の立体技術が提案されてきた。例えば、“機械式浮出しマイクロマシン可変インダクタコイル”（ｗｗｗ．ｅｅ．ｃｏｒｎｅｌｌ．ｅｄｕ／ＭＥＮＧ／Ａｂｓｔｒａｃｔｓ／ｔｉｅｎ．ｈｔｍ）においてＣｈｕｋｗｕｎｅｎｙｅ Ｓｔａｎｌｅｙ Ｎｎｅｂｅは立体可変インダクタ構造を説明している。この構造は先ず基板の平らな表面上のポリシリコンの金でメタライズしたストリップを作り、このストリップはヒンジングシステムにより隆起し固定されて接触時に三角幾何学形状を形成する。コイルの設定を完了した後、磁気コアとなるスライダは四つのコム（歯）・ドライバ・レゾネータ（ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ）（動きの各方向に対する二つのコム・ドライブレゾネータ）により制御されるインパクト系を通じて作動される。この磁気コアをコイルに挿入するとコイルの周りに発生した磁束に影響を及ぼすことになり、それ故、インダクタンスが変化することになる。このインダクタの同調範囲はこの効果により設定され、信頼できるデータは、スライダを有限距離だけコイルの方に進ませるようにスライダを作動させる四つのレゾネータを注意深く制御することで得られる。このような技術は超微小機械加工するにはかなり複雑であり、有用なチップ構造上に追加部品を必要とする。
【００１７】
Ｒｏｂｅｒｔ Ｍａｒｃｕｓ等は、発明の名称“マイクロマシン素子とその製造方法”（１９９８年１０月２日出願の国際ＰＣＴ出願番号ＷＯ９９／１８４４５）において、犠牲層上に異なる熱膨張係数の材料を二層堆積し、この犠牲層を除去し、次に部分的に自ら渦巻くまで片持ち構造を加熱することにより形成されるコイル構造を開示する。係留端（ｔｅｔｈｅｒｅｄ ｅｎｄ）を片持ち構造の先端にパターン化することによりコイル巻線が得られる。犠牲層を排除し、片持ち構造を加熱すると、片持ち構造が自ら渦巻いて、係留端がねじれてしまう。しかしながら、このような方法や構造はシリコン基板上に充填密度の高い集積マイクロインダクタや他の構造物のアレイを作るには実用的でない。
【００１８】
チップ上に集積できる低損失インダクタは、携帯電話、ポケットベル、ＧＰＳ受信機、倉庫管理ＲＦ標識タグ、無線コンピュータＬＡＮｓ、携帯情報端末、衛星遠距離通信のような無線通信装置において最も望まれている。小型携帯機器は特に電池寿命の延長のために最低の電力消費と、機器サイズとＰＣボードの複雑性を減らすために最大の回路集積化を必要とする。低損失インダクタの追求は一方では電力消費と他方では低損失の回路受動素子（すなわち、インダクタやコンデンサ）との間の基本的なトレードオフにより推進される。ラジオ回路のトランジスタバイアスを下げるとワット損が減るばかりでなく、増幅器利得、発振器の安定性やフィルタ選択度も大きく劣化する。低損失受動素子を使うことは、この問題を克服する唯一の実行可能な技術である。０．１〜１００ｐＦ範囲の低損失コンデンサは今では普通にチップ上に集積される。しかしながら、最新技術の集積コイルアーキテクチャは未だ損失が多過ぎて集積ＲＦ設計に有用でない。それゆえ、現在のＲＦチップセットは皆、今日のますます小型化用途において実際のところ障害になる個別インダクタを使うことに限定される。
【００１９】
現代の無線設計は一般的に低ＧＨｚ帯にある。携帯電話の標準周波数は９００ＭＨｚ、１．８ＧＨｚ、１．９ＧＨｚと２．４ＧＨｚであり、９００ＭＨｚはディジタルコードレス電話の選択周波数である。４１０〜４３０ＭＨｚ、８７０ＭＨｚと９００〜９３０ＭＨｚ帯は無線ＲＳ−２３２、コンピュータＬＡＮｓとＲＦ標識用に使用される。これらの１００ＭＨｚ〜ＧＨｚ周波数では、選択対象の受動素子はインダクタでは１〜３０ｎＨであり、コンデンサでは１〜３０ｐＦである。スーパヘテロダイン受信機の中間周波数は１００〜１０００ｎＨと１０〜１００ｐＦのオーダの受動素子を必要とする４０〜３５０ＭＨｚである。０．１ｐＦ〜１００ｐＦの範囲にある高品質オンチップコンデンサは当たり前であるが、低損失要件を満たす集積インダクタと集積可変コンデンサは現時点では入手できない。
【００２０】
チップ上に集積される可変コンデンサ（バリキャップ）もまた大きな需要がある。最新の無線トランシーバの基準アーキテクチャはなお、インダクタとバリキャップの双方を用いるスーパヘテロダインアーキテクチャである。可変コンデンサは本質的に多くの無線機器に使用されるスーパヘテロダイン回路類の部品である。インダクタとコンデンサの両方を含むスーパヘテロダイン回路類は現時点では市販機器のチップ上には集積化できないし、機器の小型化に障害となっている。
【００２１】
チップ上の完全スーパヘテロダイン無線アーキテクチャを実現する際のミッシングリンクは少なくとも３０〜５０の品質係数（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）をもつインダクタ、３０〜５０の品質係数をもち、１０％の同調範囲をもつ可変コンデンサ（バリキャップ）および１０，０００以上の品質係数をもつ発振器である。このコンデンサを作るプロセス技術はインダクタを作るプロセスと対応できるはずである。
【００２２】
現在の無線機器は個別の外部部品を用いてスーパヘテロダイン回路を実現している。非常に高いＱの発振器は普通は水晶発振器である。多数の電圧制御発振器（ＶＣＯｓ）があり、その各々は、少なくとも一つの個別インダクタと一つの個別バリキャップを用いる。これらの個別部品のために、ＶＣＯｓは多くのＲＦ回路面積の大部分を占有する。チップ上にＶＣＯｓ全体を集積化するのはインダクタに加えて新しい種類のバリキャップが必要になる。
【００２３】
製造が容易で、且つ、複雑なチップ構造を用いないマイクロマシンコイル構造が必要である。シリコンのような導電性基板上に集積できる低損失コイル構造と可変コンデンサが必要になる。巻線の電気抵抗が小さい集積化コイル構造が必要になる。コイルのターンを電気的に閉じることが実行可能な電気構造を作るコイル構造を製造する方法が必要になる。高Ｑ集積化受動インダクタ素子に適合する閉コイル構造をもたらす製造可能技術も必要になる。インダクタとバリキャップの双方をチップ上に集積できる製造技術が必要になる。
【００２４】
（発明の開示）
それ故に、本発明は、半田バンプフリップチップ・ボンディングの速さと容易さを示し、一方で、均一半田バンプや均一接触圧力を作る必要性を除いたバネ接点を提供する。本発明はさらに、導体パッド高さの変化、接触圧力の変化や熱変動にもかかわらずバネ接点に導体パッドとの物理的接触を維持させる弾性特性をもつバネ接点を提供する。本発明はまた、バネ接点内に形成される応力勾配を有する弾性バネ接点を提供し、これによりバネ接点を基板から離して曲げ、導体パッドに対応して接触させるものである。本発明はさらに、プローブカードと、標準プローブ針の位置にバネ接点を有するプローブカードを作るための方法を提供する。
【００２５】
本発明のバネ接点は、基板に一部固定され、且つ、基板上の導体パッドに電気的に接続される薄い金属片である。基板に固定されない金属片の自由部分は上に曲り、基板から離れる。素子上の導体パッドが金属片の自由部分と圧縮接触されると、この自由部分が変形し、導体パッドに対応した接触をする。金属片は導電性であり、あるいは導電材で被覆されるので、基板上の導体パッドはバネ接点経由で素子上の導体パッドに電気的に接続される。
【００２６】
本発明の別の実施例は、本発明のコイル構造が基板面に対して垂直よりもむしろ、平行にコイル軸を置くことで平面コイル構造の欠点を克服する。本発明によるコイル構造は、基板と固有の応力プロファイルを有する弾性部材とを含む。この弾性部材は基板に固定した第一アンカ部分、ループ巻線、および基板に接続した第二アンカ部分を含む。第二アンカ部分とループ巻線は最初に基板に固定されるが、基板から離されて基板から分離するようになる。弾性部材の固有応力プロファイルは第二アンカ部分を基板から離して偏らせ、ループ巻線を形成し、第二アンカ部分を基板に接触させる。その結果のコイル構造は基板から立体的に立ち上がる。ループ巻線は複数の巻数（ｔｕｒｎｓ）を含む。
【００２７】
各種の技術を用いて第二アンカを弾性部材の出発点から、接線方向あるいは軸方向のどちらかに、離して位置決めできる。第二アンカ点が前記出発点から接線方向に位置決められるなら、ループ巻線は一般に円形になる。すなわち、第二アンカ部分は第一アンカ部分と同じ垂直面で基板に接触する。各種の技術を用いて第二アンカ部分を出発点から接線方向に位置決めることができる。例えば、メカニカルストップを所望の場所で基板に固定できる。さらに、弾性部材の一部分の幅にわたって荷重層を均一に加えること、あるいは、弾性部材の一部分の幅にわたって一つ以上の開口部ないしは、さく孔を均一にパターン化することにより、弾性部材の曲率半径を変えることができる。
【００２８】
第二アンカ部分が出発点あるいは第一アンカ部分から軸方向に位置決められると、ループ巻線は一般に螺旋形になる。幾つかの技術を用いてループ回線を螺旋に形成できる。例えば、均一応力異方性の弾性部材を用いることで、リリース（ｒｅｌｅａｓｅ）層に螺旋変形を引き起す。また、弾性部材の曲率半径を変えて、螺旋変形を生じさせることができる。これは位置の関数として弾性部材内の固有応力プロファイルを変えることにより達成される。生成されたループ巻線に二つ（ないしは、それ以上の）の異なる曲率半径を持たせることにより螺旋巻線を形成できる。これは、例えば、リリース前に弾性部材に非対称的に一つ以上の開口部を形成することにより、あるいは、弾性部材の一部分にある角度で荷重層を形成することにより（リリース時に、荷重層の重さによりループ巻線が軸方向に偏る）達成される。
【００２９】
各種の技術を利用して第二アンカ部分を基板に接続できる。例えば、第二アンカ部分を基板に半田付け、あるいはメッキできる。各アンカ部分は基板に付着した金属導体パッドに取付けられ、回路内の他の素子への電気的接続性を与えることができる。この弾性部材は導電材料で形成される。また、金や銀のような導電性金属層は内側面、外側面、あるいは両面にメッキされる。
【００３０】
この新規な構造は絶縁性基板と導電性基板の両方にミリメータ未満寸法の高Ｑインダクタの集積化を初めて可能にする。シリコンのような導電性基板上での製作では、このコイル構造は基板を遮る磁束線を平面マイクロコイルに在るよりもごくわずかしか作らない。その結果、基板に誘導される渦電流がほんの少しになり、コイル損を減らす。さらに、このコイル構造は、磁場を非常にうまく閉じ込めるトロイダルアーキテクチャに適合するインダクタとして使用できる。この特性は多重マイクロコイルを互いに結合しないで濃密に充填することを可能にする。高い動作周波数では、表皮および近接効果はコイル抵抗を増やす。平面マイクロコイルと異なり、この立体コイル構造は複雑な高アスペクト比の処理をしないで低抵抗動作用に容易に設計される。この立体コイル構造はまた多数のマイクロコイルの実施例、例えば幅広い用途のセンタ・タップインダクタや変圧器に適合される。
【００３１】
本発明によるコイル構造の形成方法は、基板上に弾性材料の層を堆積するもので、この弾性材料は固有の応力プロファイルをもつ。この弾性材料の層は弾性部材の中でフォトリゾグラフィック・パターン形成される。このパターン化構造の下で基板の一部分はアンダーカットエッチングされて弾性部材の自由部分を基板から離し、弾性部材のアンカ部分を基板に固定して残す。この弾性部材の固有の応力プロファイルは弾性部材の自由部分を基板から偏らせ、ループ巻線を形成し、自由端を基板上の一点に接触させる。次に、この自由端は、例えば半田付けやメッキにより基板に接続される。
【００３２】
立体コイルを形成する別の方法は半ループ対を閉じることである。リリース時に前記半ループ対を無電解メッキか半田付けのどちらかにより、互いに位置合わせし、共に接続するのみでよい。このループ半体は同じ長さである必要はない。重ね合せを容易にするために片側が他方より長くてもよい。異なるリリース材料を各ループ半体の下で使用してループ半体を順次に解放することもできる。
【００３３】
犠牲層を基板から除去する際に、固有応力が金属含有ストリップをインダクタコイルのターン（ｔｕｒｎｓ）内に曲げる。マイクロコイル構造の作製にはコイル幾何学形状、特にコイル半径を、もしも応力異方性があれば同じくコイル素子の螺旋ピッチをも調整する必要がある。例えば、ループが一定の曲率半径ｒをもち、リリース部分の長さが２ｒであれば、自由端は自然にループの出発点に戻ることになる。この出発点から離れた位置にメカニカルストップを置くことにより、自由端を位置決めて固定できる。基板上のループを導体パッドと接触することによりこのようなループを持つ磁気構造を作ることができる。この磁気構造は一つのループの出発点から隣接ループの接触点に伸びて螺旋形を作る。別の実施例では、バネの自由端は出発点に関して軸方向および／あるいは横方向に偏り、隣接ループパッドと接触する。機械的および電気的接触は、例えば半田付け、導電性接着剤、熱圧縮ボンディングやメッキにより永続するように作られる。
【００３４】
本発明のある形態では、堆積金属内に組み入れた応力異方性を利用することにより直径とピッチが調整された螺旋状コイル構造を創出することが可能である。螺旋ねじれは、バネの自由端を出発点から長手方向（あるいは軸方向）に移す有用な工夫になる。特に、これによってバネ金属を邪魔しないで複数ターンから成る連続インダクタの形成が可能になる。また、１ターン以上のセグメントがインダクタを作るために接合される。これらの構造はコイル閉鎖相互接続数を減らし、従って、相互接続がインダクタの品質係数に及ぼす影響を最小にする。
【００３５】
本発明の別の形態は、非接触半径の特性に恵まれた１ターンコイルの作製に関する。これにより弾性部材の自由端は、出発点から接線方向に、あるいは出発点から軸方向に偏るかのどちらかで、ループの出発点以外の一つの点に接触できる。この出発点から離れた一つの点が電気的に接触されるとすぐに、非隆起（ｕｎ−ｌｉｆｔｅｄ）金属を用いてインダクタの別ループを含む電気回路の他の点の追跡を始める。曲率半径を変える幾つかの方法を記述する。そこでは、弾性部材に沿って固有の応力プロファイルの一部分を変えること、弾性部材の一部分に沿って荷重層を堆積すること、および弾性部材にさく孔（ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ）をフォトリソグラフィックパターン形成することを記述する。
【００３６】
新しい種類の高Ｑ可変コンデンサは、基板、基板に固定した第一導電層、導電層の一部分に固定した誘電層、およびアンカ部分と自由部分を有する第二導電層を含む。このアンカ部分は誘電層に固定され、自由部分は初めは誘電層に固定されるが、誘電層から離されて誘電層から分離する。第二導電層の固有の応力プロファイルは自由部分を誘電層から離して偏らせる。バイアス電圧が第一導電層と第二導電層の間に印加されると、自由部分の静電気力が自由部分を第一導電層の方に曲げ、それによりコンデンサの静電容量を増やすことになる。
【００３７】
本発明の製造技術は、コイル構造と可変コンデンサを組合わせて利用する同調型ＬＣを作るのに使用され、シリコンチップ上に完全スーパヘテロダイン無線アーキテクチャを提供できる。
【００３８】
本発明は、以下の図面に関連して説明されるもので、参照数字は同種の要素に関係する。
【００３９】
（発明を実施するための最良の形態）
図６は、複数のバネ接点１５を有するボンディング構造１００の側面図を示す。各バネ接点１５は自由部分１１と、下層のリリース層１３に固定され、且つ、導体パッド３に電気的に接続したアンカ部分１２とを備える。各バネ接点１５は極めて弾力性のあるＣｒ−Ｍｏ合金やＮｉ−Ｚｒ合金材料で作製される。好ましくはバネ接点１５は弾力性のある導電性材料で形成される。但し、バネ接点が導体材料で被覆されたり、メッキされていれば、非導電性や半導電性材料で形成することもできる。さらに好ましくは、バネ接点１５はＺｒ１％を有するＮｉ−Ｚｒ合金で形成される。Ｚｒを前記合金に付加することで、この合金の導電性に著しく影響を及ぼすことなく、
この合金の弾性特性を改善する。弾性材料が導電性でない場合、この弾性材料は少なくとも片側を金属や金属合金のような導電性材料で被覆される。
【００４０】
導体パッド３は基板１４上に形成した電子素子、例えばトランジスタ、ディスプレイ電極、他の電気素子と電気的につながるコミュニケーションラインの端子端部である。導体パッド３は一般にアルミニウム（Ａｌ）で作製されるが、任意の導電性材料でも作製できる。リリース層１３はＳｉＮ、Ｓｉ、Ｔｉや他のエッチング可能材料で作製される。しかしながら、リリース層１３は必ずしも必須のものでなく、除去できる。リリース層１３と導体パッド３は、酸化シリコンやガラスやプリント印刷機板やセラミックやシリコンやＧａＡｓのような材料で形成される基板上、あるいは基板を覆って形成される。
【００４１】
図７に示すように、金属に固有の応力勾配を持たない金属片は平らなままである。しかしながら、図８に示すように、この金属片に均一な応力勾配を導入すると、金属片は弓状に曲がる。
【００４２】
各バネ接点１５は、図８に示す応力勾配をバネ接点１５内に導入するように形成される。バネ接点１５が形成されると、バネ接点１５を含む金属層が堆積されて、圧縮応力が金属層の上側部分に生じ、引張応力が金属層の下側部分に生じる。図８は、バネ接点１５にある応力差Δσ（すなわち、上部から下部までの応力差）を示す。金属層の下側部分の引張応力は左に向いた矢印で表示される。圧縮応力は右に向いた矢印により金属層の上側部分に表示される。この応力差（応力を厚さで割る）によりバネ接点１５は半径ｒを有する弓形状に曲げられる。数式１はバネ接点１５の曲率半径ｒを与える。
【数１】

ｙは金属のＹｏｕｎｇ係数、ｈはバネ接点１５を形成する金属層の厚み、Δσは応力差、νは金属の剛性率である。
【００４３】
再び図６において、ｒは数式１で予測するようにバネ接点１５の自由部分１１の曲率半径であり、θは自由部分１１のアンカ部分１２との接合部に向かう半径線と自由部分１１の先端３０に向かう半径線を分離する角度である。数式２はθ＜５０°におけるバネ接触先端３０の基板４からの近似高さを与える。
【数２】

Ｌは自由部分１１の長さであり、ｒは自由部分１１の曲率半径である。
【００４４】
各バネ接点１５は高弾性材料で作製されるので、各バネ接点１５を先端３０で下に押して、図６に示すように変形できるが、可塑的には変形しない。一般に、素子１０１の導体パッド３は先端３０に下向き力を与え、先端３０と電気的に接触する。バネ接点１５は先端３０に与えられた下向き力に逆らい、導体パッド３との電気的接触を維持する。
【００４５】
先端３０の力が解放されると、バネ接点はその非変形状態に戻る。それゆえ、バネ接点１５の弾力性によりバネ接点１５は、バネ接点先端３０と導体パッド３の間の電気的接続の整合性を維持しながら、種々の導体パッド３と数多くの電気的接続をする。
【００４６】
したがって、バネ接点１５はクリープ抵抗性の材料で作製されるのが望ましい。それゆえ、導体パッド３をバネ接点先端３０上で下に押すことによりバネ接点１５が長期間にわたって弾性変形される場合に、バネ接点１５は下向き力に逆らい、バネ接点先端３０を導体パッド３に押付けて電気的接続を維持する。
【００４７】
図９は、バネ接点先端３０上で導体パッド３を下に押付ける力に反作用してバネ接点先端３０により導体パッド３に印加された力Ｆ_ｔｉｐの量を決めるモデルを示す。数式３はバネ接点先端３０の反作用力Ｆ_ｔｉｐを与える。
【数３】

ｗはバネ接点１５の幅であり、ｈはバネ接点１５の厚みであり、Δσは応力勾配であり、ｘはバネ接点先端３０からバネ接点１５が最初に基板１４に触れる点までの水平距離である。
【００４８】
任意の幅ｗ、厚さｈと応力勾配Δσでは、先端３０の反作用力Ｆ_ｔｉｐは距離ｘに反比例して変わる。それゆえ、反作用力Ｆ_ｔｉｐはバネ接点先端３０が基板１４に接近するにつれて増加する。何故ならば、図６に示すようにバネ接点１５がつぶされて基板１４を押すようになると距離ｘが減少するからである。導体パッド３がバネ接点先端３０を基板１４に近づいて押すときに反作用力Ｆ_ｔｉｐが増加すると、バネ接点先端３０と導体パッド３の間の電気的接続を改善する。この反作用力Ｆ_ｔｉｐの増加によりバネ接点先端３０は導体パッド３で局部的に変形し、導体パッド３とバネ接点先端３０の間の接触面積を増やすことになる。
【００４９】
図１０〜図１３は、バネ接点１５を形成する方法の基本ステップを示す。図１０では、導体パッド３は基板１４上に形成される。さらに、リリース層１３は基板１４上に形成される。しかしながら、上述のように、リリース層１３は必要ではなく、排除できる。
【００５０】
図１１では、金属層１６が基板１４上に堆積される。本発明の実施例では、この金属は上述のＮｉＺｒ合金である。金属層１６の一部は導体パッド３に電気的に接続されるか、直接に導体パッド３に接触し、金属層１６の別の部分はリリース層１３上に堆積される。基板１４上に金属層１６を堆積するために有効な方法は多くあり、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、化学蒸着法およびスパッタ蒸着法が含まれる。金属層１６はスパッタ蒸着されるのが好ましい。
【００５１】
金属をスパッタ蒸着すると、堆積される金属はターゲット上に配置され、高負電圧に設定される。プラズマガス、一般的にはＡｒガスの流れはターゲットの方に向けられる。このプラズマガスとターゲット金属の間の高電圧差が金属ターゲットに向けて加速され、金属ターゲットに衝突されるイオンを作る。この衝撃が金属ターゲットの小さな粒子を叩いて自由にし、この自由粒子が表面に誘導され、この粒子を（表面に）堆積する。
【００５２】
金属層１６は幾つかの副層１６−１〜１６−ｎに約１μｍの最終厚みｈに堆積される。図１１に示すように、金属層１６の各副層１６−１〜１６−ｎに固有の応力を変えることにより応力差Δσを金属層１６に導入する。各副層１６−ｘは種々のレベルの固有の応力を持つ。
【００５３】
反応性ガスをプラズマに添加すること、ある角度で金属を蒸着する、すなわち蒸着角を変えること、およびプラズマガスの圧力を変えることを含む多様な方策によるスパッタ蒸着中に蒸着金属層１６の各副層１６−ｘ内に種々のレベルの応力を導入できる。プラズマガス、好ましくはＡｒガス圧を変えることにより種々のレベルの応力が金属層１６に導入されることが好ましい。
【００５４】
図１４は、スパッタ蒸着ＮｉＺｒ合金の膜応力と蒸着に用いたプラズマガス圧の関係を示すグラフである。約１ｍＴｏｒｒの低いプラズマガス圧では、蒸着膜の膜応力は圧縮性である。このプラズマガス圧が増加すると、蒸着副層内の膜応力は引張応力に変化し、プラズマガス圧の増加と共に大きくなる。
【００５５】
金属層１６は五つの副層１６−１〜１６−５にして堆積される。第一副層１６−１は図１４の数字１で示すように、１ｍＴｏｒｒのプラズマガス圧で蒸着される。第一副層１６−１は金属層１６の最下層であり、固有の圧縮応力を持つ。第二副層１６−２は約６ｍＴｏｒｒのプラズマガス圧で第一副層１６−１の上部に蒸着される。第二副層１６−２は図１４の数字２で示すように、固有の微小引張応力を持つ。副層１６−３、１６−４および１６−５は図１４の数字３、４および５に示すプラズマガス圧で他の副層の上部に一層毎に蒸着される。
【００５６】
金属層１６を五つの個別副層１６−１〜１６−５にして蒸着するプロセスは、金属層１６の下側層では引張性であり、金属層１６の上側に行くにつれて圧縮性になるという応力差Δσを有する金属層１６を作り出す。応力勾配は金属層１６を弓状に強く曲げようとするが、金属層１６はリリース層１３、基板１４および導体パッド３に付着し、平らになる。
【００５７】
金属層１６を堆積した後に、この金属層１６をバネ接点１５としてフォトリソグラフィック・パターン化する。フォトリソグラフィック・パターン形成は周知の技術であり、半導体チップ産業では日常的に使用される。金属層１６をフォトリソグラフィック・パターン形成することは、図１１〜図１３に示すように完成される。感光材料１７が金属層１６の上面に均一に堆積される。次に、この感光材料１７は約１２０°Ｆの温度でソフトベークされる。その後で、感光材料１７は適切なマスクを用いて光、一般的には紫外線スペクトルに照射される。このマスクは感光材料１７の領域がバネ接点１５の二次元図を描く光に適切に照射されることを確実にする。
【００５８】
感光材料１７が適切な光のパターンに照射されると、この感光材料１７は現像され、約２００°Ｆの温度でハードベークされる。次に弾性材料１６をエッチングしてバネ接点１５を形成する。使用できるエッチングの方法には、イオンミリング、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、および湿式化学エッチングがある。湿式化学エッチングを用いるのが好ましい。
【００５９】
湿式化学エッチャント、例えば硝酸溶液を弾性材料１６にかける。このエッチャントは感光材料１７の適切な領域を除去する。この領域は感光材料１７の領域に光を照射したり、照射しないこと、および使用する感光材料１７の種類により確定される。適切な領域の感光材料１７が除去されると、エッチャントは感光材料１７の除去領域の下にある金属層１６の領域を除去する。金属層１６の残り領域がバネ接点１５を形成する。バネ接点１５の平面図を図１５に示す。このエッチャントにより除去された金属層１６の領域は点線１８で描かれる。
【００６０】
次に、図１２に示すように、バネ接点１５の自由部分１１はアンダーカットエッチングのプロセスによってリリース層１３から離される。自由部分１１がリリース層１３から離されるまで、自由部分１１はリリース層１３に付着し、バネ接点は基板１４上に平らになっている。感光材料１７の第二層はバネ接点１５の上部とバネ接点１５を囲む領域上に堆積される。次に、感光材料１７の第二層は適切なマスクを用いて光に照射され、現像され、ハードベーク（ｈａｒｄ−ｂａｋｅｄ）される。その後で選択エッチャントが感光材料１７にかけられ、バネ接点１５の周りの感光材料１７の領域を除去する。エッチャントが選択エッチャントと呼ばれるのは、バネ接点１５の周りの感光材料１７の領域が除去された後に、このエッチャントがバネ接点１５の下にあるリリース層１３のエッチングに取りかかるからである。バネ接点１５の上部の感光材料１７は選択エッチャントに侵されないでバネ接点１５を保護する。選択エッチャントは、選択エッチャントがバネ接点１５から金属を除去するよりも速くリリース層１３をエッチングする。つまり、バネ接点１５はリリース層１３から離され、バネ接点１５内の応力勾配のために上に曲り、リリース層１３から離れることになる。
【００６１】
バネ接点１５の自由部分１１の下にあるリリース層１３の領域のみがアンダーカットエッチングされる。各バネ接点１５に対してアンダーカットエッチングされたリリース層１３の領域は図１５の陰影部分により描かれる。つまり、バネ接点１５のアンカ部分１２はリリース層１３に固定されたままであり、リリース層１３から引離されないことである。評価すべきことは、バネ接点１５上に金属層１６をパターン形成するこの方法は金属層１６の焼き鈍しを行う必要がないことである。
【００６２】
自由部分１１がリリース層１３から解放されるとすぐに、応力勾配により自由部分１１は上に曲り基板１４から離れる。この応力勾配はアンカ部分１２に固有のもので、アンカ部分１２を基板１４から強く引き離そうとする。
【００６３】
アンカ部分１２が基板１４から引き離れる可能性を減らすために、バネ接点１５の焼き鈍しを行ってアンカ部分１２内の応力を除去できる。この焼き鈍しプロセスは自由部分１１に影響を及ぼさない。何故なら、自由部分１１を解放して上に曲げることが可能になるとすぐに、焼き鈍しにより解放される自由部分１１に応力が残らないからである。それゆえ、応力勾配は自由部分１１に残り、焼き鈍し後に自由部分１１は上に曲がったままで、基板１４から離れる。
【００６４】
最後に、図１３は、各バネ接点１５の外側面にわたってメッキした金層１９を示す。この金層１９を用いてバネ接点１５内の抵抗を減らすことが好ましいが、金層１９を他の導電性材料に置換えることができる。好適にはこの金層１９はメッキプロセスによりバネ接点１５上にメッキされる。
【００６５】
必要ならば、このプロセスを改良するために追加ステップをアンダカットエッチングプロセスに追加できる。例えば、バネ接点１５の自由部分１１内にエッチャントバイア、つまり小さな窓をエッチングできる。このエッチャントバイアはリリース層１３へ素早く近づく選択エッチャントを作るように働き、それによりリリース層１３から自由部分を解放するプロセスを速くする。また、ハードマスクをバネ接点１５の上面に適用し、バネ接点１５の上部を保護する感光材料１７が不足する場合に、この感光材料を選択エッチャントがバネ接点１５の上面から除去しないようにする。
【００６６】
バネ接点１５を形成するプロセスはフォトリソグラフィック・パターン形成のデザイン・ルールによってのみ制限されるので、数百、数千ものバネ接点１５は基板１４上に比較的小さな領域にぎっしりと形成される。バネ接点１５の代表的な幅は４０〜６０μｍである。それゆえ、バネ接点１５は約１０〜２０μｍの間隔で隙間なく共に形成される。このために隣接バネ接点１５間の中心間距離は約５０〜８０μｍになる。この距離は標準半導体チップ２上の隣接導体パッド３間の代表的な中心間距離の範囲にある。
【００６７】
半田バンプフリップチップ・ボンディングに見られるものに類似の用途においてバネ接点１５の有効性を調べるために、中心間距離８０μｍでバネ接点１５のテストアレイを図１６に示すように展開した。バネ接点１５の四組のアレイ２０を下部基板２１上に形成した。リンク導体パッド２２の四つの対応アレイを上部基板２３上に形成した。バネ接点１５が対応導体パッド３に接触するように上部基板２３と下部基板２１を一緒にした。次に抵抗Ｒをバネ接点１５のリードの対の間で測定した。
【００６８】
図１７は、検査装置内の各バネ接点対の測定抵抗Ｒを図で描くものである。各アレイ内の測定抵抗Ｒは左から右に上方に傾く。その理由は、各アレイの右に位置したバネ接点１５の導体長さは左に位置したバネ接点１５に比べて増えるからである。各バネ接点１５の対に対して測定した抵抗の多くは約２５〜３０Ωであり、これはバネ接点１５と導体パッド３の間に伸びる導体の長さと幾何学形状に起因する。
【００６９】
図１８は、バネ接点１５と対応導体パッド３の間の接続の全抵抗を示す。図１８に示すように、約１．５Ωの抵抗は導体パッド３につながる導体とバネ接点１５とに起因する。約０．２Ωの抵抗はバネ接点先端３０の形状に起因する。約０．５〜０．８Ωの残りの抵抗は導体パッド３とバネ接点先端３０の間の接合点での抵抗である。
【００７０】
一般に、導体パッド３とバネ接点先端３０の間の接合点での抵抗は高さｈが減ると減少する。上述のように、バネ接点先端３０が導体パッド３に対して働く反作用力Ｆ_ｔｉｐは、導体パッド３がバネ接点先端３０を押して基板１４に近づけると増加する。この反作用力Ｆ_ｔｉｐの増加によりバネ接点先端３０は導体パッド３で局部的に変形され、それゆえに接触面積を増やし、接合点での抵抗を減らす。
【００７１】
バネ接点先端３０の形状は用途次第で種々の形態を取る。図１９〜図２４は、検査される一連の六つの異なる先端３０形状を示す。各種のバネ接点先端３０の四つのみを検査したが、他の種類のバネ接点先端３０よりも著しい優位性を示したバネ接点先端３０はなかった。
【００７２】
上述のように、バネ接点１５の製造はフォトリソグラフィック・パターン形成のデザイン・ルールにのみ制限を受けるので、バネ接点１５を用いて多数の種々の種類の素子を相互接続できる。例えば、図２６〜図２７は、基板１４の上面に複数のバネ接点１５を形成した基板１４を示す。チップ２の下面に形成した導体パッド３は基板１４上の対応バネ接点１５に電気的に接続される。接着剤２４は基板１４に対してチップ２を静止して保持する。ダストカバ２５、すなわちキャンはチップ２を保護し、基板１４に密閉される。ダストカバ２５は確実に湿気や異物がバネ接点１５や導体パッド３を腐食しないようにし、さもなくば、個々のバネ接点１５と対応導体パッド３の間の電気的接続を妨害することになる。
【００７３】
図２８は、二つの素子を電気的に接続するための接続素子の別の実施例を示す。図示のウェハ２６ではその両面に複数のバネ接点１５を形成する。ウェハ２６の両面のバネ接点１５の対は互いにつながり、チップ２と基板１４の両方の導体パッド３を電気的に接続する。本発明のこの実施例はバネ接点１５を損傷する危険なしにチップ２と基板１４の処理を可能にする。チップ２と基板１４の上で全ての処理を完了した後にのみ、このウェハ２６を用いてチップ２と基板１４を内部接続する。
【００７４】
図２５は、本発明の別の実施例を示す。バネ接点１５はチップ２の下面に形成される。バネ接点１５は基板１４上の対応導体パッド３を接続する。接着剤２４はチップ２を基板１４に対して静止して保持する。
【００７５】
バネ接点１５は基板１４や回路基板にチップ２を相互接続することに限定されるものではない。このバネ接点１５を用いて二つのチップ２、二つの回路基板や他の電子素子を互いに等しく良く相互接続する。バネ接点１５のこのような別の使用はプローブカードにある。上述のように、プローブカード７を用いて二つの素子を一時的に相互接続する。主に二つの素子の片方を検査する場合である。このような検査は半導体産業では一般的であり、この場合、プローブカード７を用いて半導体チップを検査するもので、このチップは単結晶シリコンウェハの静止部である。
【００７６】
図２９は、プローブカード２７が標準プローブ針８の所定位置で用いるバネ接点１５のアレイを持つ本発明の実施例を示す。このプローブカード２７はバネ接点１５を持つこと以外は標準プローブカード７と同じように動作する。プローブカード２７は素子１０と整列されるので、バネ接点１５は素子１０上の対応導体パッド３にきちんと接触する。その後で素子１０を検査し、プローブカード２７に電気的に接続した検査素子によってつながる。
【００７７】
模範的な試験装置は図２３に示され、本出願の原出願と同時に出願された出願番号ＪＡＯ３４０５３に詳細に完全に記述される。検査装置の例を図３０に示す。表示パターン発生器４０は二つの全幅プローブカード２７上に実装されたドライバチップ４２につながる。このプローブカード２７は表示ボード４４上に形成した関連アドレス指定ライン４３と接するバネ接点１５を持つ。アドレス指定ライン４３は表示電極（図示しない）につながる。それゆえ、表示パターン発生器４０は表示電極を駆動してテスト画像に対応する電位のマトリックスを作ることができる。センサボード４５上のセンサ（図示しない）は表示電極上の電位のマトリックスを検出し、各電位に対応する信号を発生する。これらの信号をセンサボード４５上に取り付けたスキャナチップ４６により読み出す。試験信号アナライザ４１はスキャナチップ４６から前記信号を受信し、これらの信号に対応する感知像を形成する。次に、試験信号アナライザ４１は感知像を表示パターン発生器４０により出力された試験像と比較して表示ボード４４と表示電極が適切の動作しているかを判定する。
【００７８】
従来、全プローブ針８を有する標準プローブカード７を作ることは労働集約と時間消費になるので、標準プローブカード７は表示ボード４４上のアドレス指定ライン４３の全てと接するようには作製されない。それゆえ、プローブカード７はアドレス指定ライン４３の全幅を収容できないので、表示ボード４４の検査は分割領域毎に行う必要がある。対照的に、バネ接点１５を用いたプローブカード２７は容易に且つ、安価に作製される。さらに、バネ接点１５を有するプローブカード２７は任意の幅に作製され、それゆえ、図３０に示したディスプレイのような装置のデータないしはアドレスラインの全てを一度に検査できる。
【００７９】
プローブカードと他の用途のためのバネ製造の上述の技術はコイル構造の製造にも拡大適用される。バネは所望のバネ高さと曲率を作るように設計された所定量の固有の応力プロファイルを導入することにより作製される。同じく、再現性のある固定された応力勾配、すなわち固有の応力プロファイルは堆積中に成長状態を適切に変えることにより薄膜内に設計されてコイル構造を作ることができる。このコイル構造、すなわちバネは自ら後ろに戻って曲りループ巻線を作り、基板に接触する。一つ以上の導電層を付加することで、インダクタとして使用するのに適合するコイル構造が製造される。
【００８０】
多くのスパッタ薄膜の固有応力は材料を蒸着する周囲圧に左右される。スパッタ中に圧力を変えることにより、得られた薄膜は基板−膜界面付近では圧縮応力（引張力）がかかり、膜表面では引張応力（圧縮力）がかかる。図３２は、二つの金層１０２と１０６の間に挟み込まれた応力等級化膜１０４を示す。この応力等級化膜はＮｉＺｒ、Ｍｏ／Ｃｒ、半田濡れ性Ｎｉや他の適切な材料が可能である。下部金層１０６は解放されたときにコイルの外皮を形成し、高周波数領域で電子用の高伝導率経路になる。上部金層は表面を被膜保護する。金属の積み重ねがＴｉ、ＳｉやＳｉＮのような適切なリリース層１０８上に堆積される。このリリース層は選択ドライあるいは湿式アンダーカットエッチングにより素早く除去される材料である。Ｓｉリリース層に対して可能なエッチャントはＫＯＨ（湿式処理）とＸｅＦ_２（ドライ処理）を含む。
【００８１】
図３３に、連続層１０６と１０４を持つリリース構造を示す。ループの自由端を同一基板上の所望導体パッドに接続する課題は、ループが一定の曲率半径を持ち、それゆえ、自由端は自然に出発点に戻るという事実により解決困難となる。幾つかの技術を用いてこの課題を以下に説明するように解決できる。
【００８２】
図３４の走査型電子顕微鏡写真は本発明により作製された一連の立体マイクロインダクタ巻線を示す。コイル巻線はスパッタリングにより蒸着される応力設計薄膜により作製された。この薄膜はマイクロバネ、つまり弾性部材の細片にフォトリソグラフィック・パターン形成され、その後にこの細片は支持基板から解放される。この解放の際に、固有の応力勾配により弾性部材はカールされ、インダクタコイルを構成する三次元立体ループを形成する。図３４に示すコイルでは、各ループは各自由端に対しアレイの隣接端に接触するのに必要な螺旋ピッチを持つ。この螺旋状のねじれは弾性部材の自由端を出発点から縦方向（軸方向）に移すための有用な特徴になる。これはバネ金属の相互干渉なしに複数巻数から成る連続インダクタの形成を可能にする。チップや回路基板上で使用中のインダクタを保護するために、ループを被覆コンパウンド内に入れる。
【００８３】
図３４の特殊事例では、応力等級金属は五段階で徐々に増加する圧力で蒸着した０．３μｍ厚さの８５Ｍｏ／１５Ｃｒ合金である。この薄膜を１０：１バッファＨＦを用いてＰＥＣＶＤ ＳｉＮ下地層を除去することにより後で解放される（ｒｅｌｅａｓｅｄ）４μｍ幅の弾性部材にパターン形成した。この解放弾性部材は７０μｍ直径の環状ループを形成した。Ｄ．Ｉ．水で洗浄後に、この解放弾性部材を平らな基板に押付け、この基板を８５℃に加熱した。水を緩やかに蒸発しながら圧縮によりバネを形造る。この技術は水が蒸発するときに液体の表面張力が隣接弾性部材をもつれさせるのを防ぐ。多くの用途では、大きなループを形成する幅広く厚い弾性部材が望まれる。これらの大きなコイルは応力勾配が小さくてすむので、図３４のものよりも作り易い。さらに幅広バネは固く、一般にバネ開放中に隣接部材とのもつれを生じ難い。
【００８４】
図３５は、一連の個々の環状コイル構造からマルチターンコイル構造を形成するプロセスステップを示す。最初に、複数の弾性部材６１ａ〜６５ａをリリース窓口にわたってパターン形成する。各弾性部材６１ａ〜６５ａは大きなパターン化構造６１〜６５の一部である。例えば、構造６１は弾性部材６１ａ、接続パッド６１ｂおよび導体パッド６１ｃを含む。連続構造を形成するには、各ループを次の隣接ループに電気的に接続しなければならない。リリース窓口６６を除去した後、各弾性部材６１ａ〜６５ａはとぐろを巻いて戻る。解放される際に弾性部材６１ａ〜６５ａは上記の数式１により与えられた半径の環状ループを形成する。各弾性部材６１ａ〜６５ａの長さは、弾性部材が解放される際に完全なループとはならない若干短い長さに設計される。先端（自由端）は隣接ループの導体パッド６２ｃ〜６５ｃである１ピッチずれた位置にある対向接点の上方に垂れ下がることとなる。次に、このループを接点上で下に押し、半田付けあるいは共にメッキする。この結果できたマルチターンコイル構造はコイル軸６８を備え、６１ａ〜６１ｂ、次に導体パッド６２ａに接続される第一ループ巻線６１ｃで始まる。
【００８５】
図３６と図３７は、コイル接続を形成するための別の手法を示す。この手法では、機械的防壁すなわちストップ７１は弾性部材６１ｃの先端を受入れるように導体パッド６２ａの端部で基板に固定される。この手法は機械的防壁７１により補助されることで完全なループを描く長さをもった弾性部材を使うことができる。コイル構造が図３７に示すように先端の軌道内に完全に横たわるように機械的ストップの寸法を適切に設計し、且つ、このストップを正しく位置決めすることが重要である。さもないと、弾性部材がリリース中に前記ストップの近接エッジにかかることもある。図３７では、点線が先端軌道を示す。
【００８６】
図３８は、弾性部材の長さの異なる直径２００μｍコイルの先端軌道のグラフを示す。この図のパラメータであるｉはｒ／４の倍数単位の弾性部材の長さに対応し、ｒはコイル半径である。この図のｘ＝０の点はリリース窓口のエッジである。ここで注目すべきは、全長バネ、ｉ＝８、の先端はその軌道全体にわたってリリースエッジの右に在ることである。機械的ブロックはｘ＜０に配置されなければならないので、弾性部材の長さを全円周より短くする必要がある。軌道の可能な範囲は機械的ブロックの寸法に制約される。
【００８７】
メカニカル・ストップとは別に、自由先端を出発点から離れて接線方向に位置決めする別の方法は弾性部材の曲率半径を変えることである。曲率半径が弾性部材の長さに沿って変わる場合、一般に環状コイルが形成される。曲率半径が不揃いだと自由先端が出発点から離れた点に止まることになる。曲率半径が弾性部材の長さと幅の関数として変わる場合には螺旋コイルが形成される。弾性部材の曲率半径は、例えば、弾性部材の一つ以上の部分の幅にわたって荷重層を均一に付加することで変えることができる。また、曲率半径は弾性部材の一部分の幅にわたって一つ以上の開口孔すなわち、さく孔をパターン形成することで変えることもできる。荷重層とさく孔（すなわち開口孔）の組合せも使用できる。さく孔と荷重層を用いて以下に述べる螺旋状巻線を作ることができる。
【００８８】
図３９は、一つのループ巻線を持つマルチターンコイルを形成するための別の手法を示す。この実施例では、リリース窓口６６は各弾性部材６１ｃ〜６４ｃの取付け長さに対してスキュー角を持つように形成される。弾性部材を解放すると、コイルループは隣接導体パッドに接触する横道に傾く。それゆえ、ループ巻線６１ｃはパッド６２ａに接する。この横曲げはバネに固有の応力異方性を設計することで誘発される（以下に説明する）。バネを下に押すと、その先端は隣接の導体パッドに軽く触れ、連続コイルを形成する。
【００８９】
有効な導電性経路の利点を完全に活かすために、コイル厚さｈを少なくとも表皮深さδと同じにして作るべきである。
【数４】

ここで、ρはコイル導体の抵抗率、μはその磁気透磁率、ｆは動作周波数である。この薄膜を表皮深さより厚く製膜すると、電流の大部分が導体表面の表皮深さ内部に閉じ込められるので、膜コンダクタンスが改善されない。当該周波数（１ＧＨｚ付近）では、理想的膜厚さは１μｍ〜３μｍの間であり、この厚さの範囲は蒸着およびパターン形成プロセスに適合する。
【００９０】
コイル材料が応力勾配および膜厚さを決めてある弾性材料で構成されるなら、このコイルループ半径を数式１により計算できる。追加の層がある場合には、応力プロファイルは直線勾配ではなく、数式１を修正する必要がある。バネ長ｌは弾性部材が解放される場合に完全な環状ループを形成するように数式５で設計されるべきである。
【数５】

次にコイル数Ｎは、数式６に略等しい所望インダクタンスを基に決められる。
【数６】

ここで、ｘはコイル巻線間のピッチであり、μ_０は空気（空心コイル）の透磁率である。数式６はトロイドと長いソレノイド（Ｎ^＊ｘ＞＞ｒ）に最適であり、短いソレノイドに対してより複雑な式は教科書から入手できる。バネ幅ｗは、近似数式７により、許容電気抵抗Ｒを調整するのに必要な広さに作製できる。
【数７】

数式６と数式７は、インダクタンスと抵抗の間に相対関係があることを示す。幅広の弾性部材、少数のループ、および短い半径は低抵抗になるが、低インダクタンスになる。コイルインピーダンスと抵抗間の比率であるコイル性能指数Ｑはコイル性能に損失がどの程度の影響を及ぼすかを査定するのに良いパラメータである。
【数８】

寸法パラメータはＬＣ共振器の共振ピークの鋭さ、ＬＣフィルタの選択度、発振器ジッタの量、および共振増幅器の利得を決める。数式６と数式７を再び調べると、性能指数はコイル直径および、導体幅と巻線ピッチ間の比率により増加することが分かる。
【数９】

さらに低ＡＣシート抵抗ρ／δの重要性は数式９に明白に表示される。
【００９１】
表１は、本発明により作製した立体コイルの代表的なインダクタンス値とＱ指数を表形式にした。２．５μΩ−ｃｍの導体抵抗率が推定値で考えられる。性能指数は電流が表皮深さに等しいシート厚さの均一シートに流れるとの想定により概略近似される。実際の性能指数はこれらの数式に含まれない近接効果により最大で２より小さい係数になる。表示のＱ数は、高アスペクト比巻線を利用し基板を除いた最新技術の平面コイルで現時点で得られる１０〜２０の最良値と比較されるべきである。
【００９２】
【表１】

【００９３】
図３９に示すように一つのループ巻線を互いに接続するための“斜角”リリース窓口とは別に、多くの他の種類の接続が可能である。対称ウェッジ出発点を利用する別の実施例を図４０に示す。図４０で、弾性部材８１ａ〜８５ａが基板上に堆積されパターン形成される。各弾性部材、例えば８１ａはパターン化導体パッド配置を含む。この導体パッド配置は二つの先端部分８１ｃと８１ｄを含むＵ字形状部分８１ｂを含む。さらに対称要素８１ｅがサポート用に含まれる。対称サポートはコイル巻線の横曲げを減らすようにリリース膜８１ａ内の対向二軸応力を釣り合わせる。リリース点を合わせ導体パッドより下げて置くことで機械的ブロックなしに弾性部材先端を適切な接点に運ぶ。これに代わる設計では少し長い巻線ピッチを犠牲にするが、優れた接触を可能にする。弾性部材８１ａ〜８５ａを解放すると、これらの弾性部材はグルグル巻き、パッド部分８２ｃ〜８６ｃ（図示しない）に接触する。
【００９４】
二つの半ループを空中で閉じてループ巻線を形成する立体コイル構造を形成する別の方法を図６１と図６１Ａに示す。リリース材料の層３３０を基板３００上に堆積する（順次リリースでは、異なるリリース材料で形成した二つの異なるリリース層が堆積される）。次に弾性材料の層をリリース層３３０の上部に堆積する。このリリース層は一連の個々の弾性部材３１０−３２２にフォトリソグラフィックによりパターン形成される。各個別弾性部材は第一弾性部材（例えば３２０ａ―３２０ｂ）、隣接ループ巻線間を接続する接点部すなわちブリッジ（例えば３２０ｂ−３２０ｃ）、および第二弾性部材（例えば３２０ｃ−３２０ｄ）を含む。半田層（例えば３２０ｅ）は随意に第二弾性部材の先端に形成される。
【００９５】
前記ループ巻線は各第一弾性部材と各第二弾性部材の下部のリリース窓口を除去することにより形成される。これは全ての第二弾性部材の下部よりも全ての第一弾性部材の下部にある異なるリリース材料を使用することにより同時に、あるいは逐次に行うことができる。図６１Ａにおいて、第一弾性部材３２０ａ―３２０ｂの下のリリース層を解放すると第一弾性部材の第一自由部分３２０ａは基板３００から解放される。第一弾性部材の第一アンカ部分３２０ｂは前記基板に固定されたままである。第一弾性部材内の固有応力プロファイルは自由部分３２０ａを基板３００から離して偏らせる。同じく、第二弾性部材３１８ｃ−３１８ｄの下のリリース層を放すと自由部分３１８ｄは基板３００から解放される。第二弾性部材内の固有応力プロファイルは自由部分３１８ｄを基板３００から離して偏らせる。第二アンカ部分３１８ｃは基板３００に固定したままである。加圧と加熱により半田３１８ｅは還流して自由端３２０ａを自由端３１８ｄに接合させる。
【００９６】
さらに好ましくは、前記自由部分（半田のない）は無電解メッキにより接続される。金属をメッキタンクに浸し、金属を接触可能な金属面に堆積することは両方とも全ての金属ラインを厚くし、近接面間にブリッジ（接点部分３２０ｂ−３２０ｃのような）を作る。
【００９７】
個々のループ半体を約同一長さとして図６１に示す。しかしながら、コイル形成プロセスに役立てるために前記長さを変えることができる。例えば、第二弾性部材が第一弾性部材に確実に重なり合うように第一弾性部材は第二弾性部材よりも短く作製できる。
【００９８】
図３５、図３６、図３９および図４０のマルチターンコイルは直線のコイル配置になる。すなわちコイル軸が直線である。これらの設計の各々が環状レイアウトに配置されてマイクロトロイドを形成する。すなわちコイル軸が円である。マイクロバネトロイドが図４１に示され、コイル軸９１と各コイルターン９２を概略図示する。トロイドは巻線内部に非常に緊密に磁場を閉じ込め、それゆえに複数コイルを相互結合なしに非常に密に詰め込むことができるので魅力的である。浮遊磁場がないことも基板の渦電流損失を減らすことになる。
【００９９】
平面コイルと異なり、立体コイルの各巻線はインダクタの軸に沿う任意の位置で個別に取り出すことができる。それ故、適切な位置に巻線をタッピングすることで単一コイルから異なるインダクタンスを得ることができる。これらのタップをトランジスタスイッチを組合わせる場合、これらのタップを用いて同調型フィルタと共振器に有用な可変インダクタを作ることができる。図４２は、導体パッド６１ａにタップ９３を、導体パッド６２ａにタップ９４を、および導体パッド６５ａにタップ９５を加えることによる図４１のコイルの組合わせ変更の様子を示す。ここで留意すべきは、タップ点はタップ間の巻線数Ｎに依ることである。タップ９３と９４の間ではＮ＝１、タップ９３と９５の間ではＮ＝４である。
【０１００】
立体コイルをインダクタとして用いる他に、立体コイルを変圧器として使用できる。マイクロ変圧器はミキサ、二重同調フィルタやＲＦ信号変成器のような電子部品には必須である。立体コイルは多様なマイクロ変圧器アーキテクチャに適合できる。図４３は、空心のトロイダル変圧器の形の実施例を示すもので、入力／出力１２２を有する一次巻線１２４と入力／出力１２０付きの二次巻線１２６を含む。二つの結合コイル間の電圧関係は一次および二次巻線間の巻数比により決められる。矢印１２０と１２２の対は二つの巻線１２４と１２６に出入りする電流通路を示す。
【０１０１】
図４４は、混合巻きされた一次巻線１２４および二次巻線１２６付きの空心変圧器の設計例を示す。二次コイル１２６内の複数の外向き矢印１２７は可変変圧器比を得るためのコイルタッピングの可能性を示す。この図は変圧器アーキテクチャを実施するために必要なマイクロバネレイアウトを示す。コイルタッピングは当然ながら図４３の素子と互換性がある。
【０１０２】
強磁性コアは多くのコイル用途にとって魅力的である。その理由は、強磁性コアがコイルインダクタンスを高め、磁場を旨く規定領域に導き、閉じ込める能力にあるからである。しかしながら、ＧＨｚの高周波用途では、使用する強磁性材料は電気的には絶縁性でなければならない。さもなくば、低Ｑに至る過剰な損失が発生する。
【０１０３】
マイクロコイルは基板から解放された後に、フェライト粒子を含むエポキシマトリクスに埋め込まれる。このためにコイルインダクタンスを増やすマイクロコイルの内と周りにフェライトコアを作る。ソレノイドの磁場を閉じ込めることも選択の方法である。ソレノイドの外の磁場線は、コイルの周りのフェライトが磁路を閉じるので、もはや四方八方に広がらない。
【０１０４】
各一つのコイルに対する強磁性材料の島を使うことでコイルは互いに磁気的に分離される。それ故、コイル巻線はスピンコートＢＣＢや他の厚膜をパターン形成することにより作製された深いポケットに配置される。弾性部材を解放した後、このポケットは絶縁エポキシマトリックスに浸された適切な寸法の強磁性粒子で満たされる。
【０１０５】
別の手法は微細加工に適合する方法で堆積されパターン形成される強磁性金属コアを利用する。しかしながら、これらのコアは導電性なので、その用途は低周波数に限定される。図４５は、電気メッキパーマロイ（ＮｉＦｅ）コアを利用する素子を示す。この実施例では、ＳｉＮ_ｘ層２０２は弾性部材２０４に続いて基板２００上に堆積される。ＳＵ−８フォトレジストのような厚膜２０６は初めにパターン形成され、コア材料をメッキするための窓を形成する。ＮｉＦｅコア２０８は絶縁誘電体２１０の上にある薄い真空堆積シード層上にメッキされる。次に弾性部材２０４の解放に続いてＳＵ−８層２０６を除去してコアを囲むループを形成する。図４５に示すようにコア２０８を積層することによりある程度までコイル損を減らすことができる。
【０１０６】
図４５と図４６は実際の尺度とアスペクト比では描画していない。特に、コア２０８は図３８で検討した制約条件に一致するように設計しなければならない。この制約条件のためにコアの占める部分はコイルの有効断面積より非常に少なくなる。しかしながら、約１０００の相対透磁率の標準コアでは、１０％の充填比でも空心素子のインダクタンスを約１０倍まで増やすことになる。
【０１０７】
金属あるいはセラミック強磁性コアは図４７に示すように弾性部材２２０のリリース前に基板２００にプリメイド（ｐｒｅ−ｍａｄｅ）コア２０６を物理的に取り付けることにより形成される。この配置はチップ業界で広く使用される自動ピックアンドプレイス機器により行われる。このプリメイドコア２０６の寸法も当然ながら図３８で検討したのと同じ制約条件に一致しなければならない。
【０１０８】
図４７は、強磁性コアマイクロ変圧器が上述の方法を用いて如何に製作されるかを示す。図４７Ａは、リリース前の弾性部材２２０のレイアウトを示す。一次巻線と二次巻線に対して互いに向い合う二組の金属ラインはＢＣＢポケット内に置かれる。弾性部材２２０をリリースした後、このポケットには強磁性エポキシ樹脂が充填される。リリース弾性部材の実例を図４７Ｂに示す。図４７Ｂのループ２２４は一次コイルと二次コイルを結合する磁路をたどる。このポケットの設計の特徴は各コイルの下の中間にあるコイル軸の方に伸びることである。これらの特徴が浮遊磁場を遮り、一次巻線と二次巻線の間に設定された結合を改善することになる。図４７の変圧器の推定結合は約６６％に過ぎないけれども、感光性の充填材料を使用すれば、著しい改善が可能である。
【０１０９】
別の強磁性コアマイクロ変圧器は図４５と図４６で検討した方法から作製される。この実施例では、図５１と図５２のコアは二つ以上のコイル巻線の組を磁気的に結合するループ状に形造られる。コアが磁気飽和する可能性を減らすために、小さなエアギャップを設けてコアのループを絶つ。
【０１１０】
上述のコイル構造は環状ループ巻線をもつ。このようなコイル構造は螺旋状のねじれを持つコイルにより作製される。
【０１１１】
螺旋状ねじれは所望のリリース構造を造ることが分かっている。このねじれの原因は応力異方性である。特に、プラネタリー蒸着装置では、膜応力の半径方向および接線方向成分は異なる速度で変わり、異なる大きさの応力を作る。この応力異方性は半径方向−接線方向せん断を引き起す。スパッタ装置の圧力は蒸着中に変わり、応力勾配を作る。しかしながら、この応力は異方性であるので、せん断勾配も同様に造られる。このためにトルクがバネに加わり、バネに有限の螺旋ピッチを与える。この螺旋ピッチによりリリースバネの先端はバネの軸から少しずれることになる。
【０１１２】
同じ厚さであれば広いフィンガ構造は狭いフィンガ構造より大きくねじれがちであることも分かる。バネは同時に一方向のみにねじれることになり、それゆえ、一方向で応力を完全に緩和することはできない。平面歪み状態が幅広バネの縦の中心線近くにあるので、固有の縦応力は完全に緩和するが、一方で、横応力はエッジのごく近くでのみ緩和される。
【０１１３】
図４８は、異なる螺旋ピッチが変化に富んだバネ方位からどのように生じたかを示す。このバネはプラネタリースパッタ装置で蒸着された金属で作製された。真空装置内のウェハのプラネタリー運動はウェハの半径方向および接線方向において磁束の幾何学的な差を作る。このことが原因でウェハの半径方向および接線方向の応力が等しくなくなる。図示された二つのループの左のループ１３０は主応力の方向に沿って位置を定める。結果として螺旋曲りはほとんど零である。図４８の右のバネ１３２は主軸に対して４５度に位置を定め、結果としてループ直径のオーダで大きな螺旋ピッチを持つ。それ故、周知の応力異方性、この場合は８．６％の金属膜を用い、且つ、主軸に対して所望角度にバネの位置を定めることにより、ピッチを有効に制御できる。
【０１１４】
２０００年５月１７日出願の発明者のデービッドフォークの米国出願番号０９／５７２，２００、代理人明細書Ｄ／Ａ０５０５（ＩＰ／Ａ００００２）はここに引用され、応力異方性を制御した薄膜をスパッタリングするための製造方法を開示する。
【０１１５】
図４９は、単一螺旋状ターン１４２を用いるマルチターンコイルが基板上でどのように構成できるかを示す。コイルの各ターンはループ１４２に隣接する導体パッド１４４に向けてループの自由端を動かすのに充分な螺旋ピッチを持つ。導体パッドと機械的接触をする自由端はまた電気的な接触を保つ。より良い電気的および機械的接触を例えば、ループの自由端をパッド１４３に半田付けすることにより改善できる。図４９の実例は第一ループの端部と隣接ループのベースの間の移動を示す。これは明瞭さのためであり、実際の素子では必要ない。緻密な巻線のコイルは性能が優れる。それ故、可能な限りコイルを密に詰めることは利点である。
【０１１６】
図５０は、マルチターンコイル１５０を示す。このコイルでは、バネ金属はコイル全体に広がるのに充分な長さの細片にパターン形成される。図では４ターンを示す。原理的に、バネの長さはターン数とループ円周の積により与えられるので、ターン数は基板の長さにより制限される。一つのインダクタを単一マルチターンコイルから作ることが実際的でない場合、マルチターンセグメントを図３４に示すパッド接触点を用いて接合して完全な素子を作製できる。
【０１１７】
図５０のマルチターンループセグメントの一つの可能性がより緻密な巻線コイルを作る。単一ターンのループから作製したコイルでは、レイアウトを検討する場合にループ間隔をループ内のバネ金属の幅より少なくともわずかに大きくすることに限定される。しかしながら、マルチターンループではバネが横コイル方向に長く作られてマルチターンを収納できるので、この制限がない。金属の長い細片はその幅より小さい螺旋ピッチでグルグル巻き、また、自由端は螺旋ピッチの累積偏り（ｏｆｆｓｅｔ）、あるいはバネの自由端からパッドに伸びるタブのどちらかによって導体パッドに重なる。マルチターンループの重複ターンの短絡を防ぐために、バネ金属の片面、好ましくは上面は絶縁スペーサ層でカバー、あるいは部分的にカバーされる。この技術は自由端配置の誤差が各ターンで累積するので、半径とピッチを密に制御する必要がある。
【０１１８】
他の方法を用いて出発点に対して弾性部材の自由端を動かすことができる。コイルの曲率半径を変えると、自由端を横方向に動かすことができる。この曲率半径は弾性部材内の固有の応力プロファイル量と弾性部材の機械的特性によって決まる。所望のねじれを得るために、弾性部材は第一部分の固有応力プロファイルの一つの値と残り部分の固有応力プロファイルの第二の値で形成される。別の方法では、例えば弾性部材の片面に荷重層を堆積することにより異方性を備えることである。弾性部材が解放されると、コイルは結果的に二つの部分を持つことになり、各々が異なる曲率半径を持つ。二つの曲率半径が異なる効果は弾性部材を強制的にねじることである。
【０１１９】
二つの異なる曲率半径を有する部分を備えたコイルを用いて先端の着地位置をリリース弾性部材の出発点から偏らせることができるが、好ましい構造は異なる曲率半径の三つの部分を備えたコイルである。図５１は、約０．５ｍｍ直径ループのプロットを示すもので、弾性部材の出発点の約１５０μｍ後ろの点に僅かに触れる程度に接触するように弾性部材を設計する。コイルの上半分は下半分より大きな半径で構成される。これが自由端を出発点に対して後方に動かす効果となる。第二に、バネの下部（第一および第四区分）の四分の一（第一および第三区分）が上部区分より小さい半径を持つように作ることにより、バネの自由端が基板にわずかにすれる程度に接触する。わずかに触れる程度の接触は接触面積を増やし、それにより接触抵抗を下げる利点になる。また、わずかに触れる程度の接触は配置誤差に対する過敏性を減らす。注目すべきことは、第一および第三区分の半径は等しく、二つ以上の異なる半径を作る必要性がない。これが処理を単純にする。
【０１２０】
曲率半径を変える別の方策は荷重層を弾性部材の内面あるいは、外面のどちらかに（あるいは両方に）組み込むことによる。この荷重層は曲げ半径を増やしたり、減らしたりする応力を加えるように弾性部材上にパターン形成した追加層である。荷重を受けた梁の曲げ半径、Ｒは数式１０で示される。
【数１０】

ここで、Ｙ_０はバネ係数、Ｙ_１は荷重層係数、ｈはバネ厚み、ｔは荷重層厚み、σはバネ固有応力変動、_−０は弾性部材の正味の固有応力、_−１は荷重層の固有応力である。
【０１２１】
図５１の事例では、次のようなパラメータにより第一および第二区分の二つの半径を作製することができた。
弾性部材　　　　　　　Ｎｉ合金
部材応力勾配　　　　　１ＧＰａ
部材正味応力　　　　　０ＧＰａ
部材厚み　　　　　　　９７０ｎｍ
荷重金属　　　　　　　金
荷重応力　　　　　　　０ＧＰａ
加重厚さ　　　　　　　１８０ｎｍ
荷重層は弾性部材の中央区域にのみ属するようにパターン形成される。注目すべきはことは、数式１０は単に弾性挙動を前提にしたものであり、近似的なものである。金はその応力の一部を塑性流れにより解放できる。このことは多少でも必要な厚さを修正できる。高い降伏点を持つ他の材料を荷重材料として金に置換えることができる。
【０１２２】
図５２は、荷重層を組み込むことにより接線方向の偏りで作製したコイルを示す。図５２の構造は以下のプロセスにより作製される。先ず、１００ｎｍ厚さのＴｉのリリース層３０１を基板（図示なし）上に堆積する。次に、外側コイル伝導層３０２（金が好ましいが、他の適当な導体でもよい）を堆積する。その後で、ＮｉＺｒの弾性部材材料３０３を導体層３０２上に堆積する。金の金属層が好ましい荷重層３０４を次に弾性部材上に堆積する。半田パッドの位置はフォトレジストでマスクされ、続いて半田パッド領域上に半田を植付ける。次に、半田パッドマスクを剥がし、荷重層をフォトレジストでマスクする。これが荷重層の位置になる。その後、荷重層をヨウ化カリウムでエッチングし、荷重層マスクを剥がす。次に、弾性部材をフォトレジストでマスクする。その後で、この弾性部材３０３を硝酸でエッチングして未リリースコイルを形成する。次に、コイル伝導層３０２をヨウ化カリウムでエッチングする。弾性部材の間の不要物を除去するために、好ましくはリリース層３０１をフッ素プラズマ中でドライエッチングする。弾性部材マスクを剥がし、リリース窓口をフォトレジストでマスクする。リリース層はフッ化水素酸によりリリース窓口を通じて除去される。所望すれば、リリース窓口マスクを剥がすことができる。リリース窓口を除去した場合、弾性部材３０２の固有応力プロファイルにより弾性部材は自らグルグル巻くことになる。荷重層３０４は導体パッドとの接触を可能にする接線方向の偏りを招く。磁束を半田接点に印加すると、半田が還流する。好ましくは結果として生まれたコイルにエポキシ樹脂を注ぎ、硬化させる。最後に、ウェハをダイスカットする。
【０１２３】
図５２の出来上がったコイル構造は、わずか二つの区分で有用なコイル閉鎖構造を作ることが可能であることを示す。図５３は、完成した横結合単一ターンループの上面図を示す。
【０１２４】
コイル区分の曲率半径は荷重層を弾性部材の区分にわたって非対称に配置することにより、あるいはリリース前に弾性部材内に一つ以上の開口孔を非対称に導入することによって変えることができる。我々はバネの曲げに対する寸法効果を観察した。この効果が生じるのはバネのエッジが固有応力をある程度緩和できるからである。幅狭バネは幅広バネよりも多くの全応力をバネの両エッジのところで緩和する。幅を変えたバネやスロット付きバネでは、理論的に解決される。本質的に、バネの有効二軸係数をＹ／（１＋ｋ）とＹ／（１＋ｋ^２）により定義される上限の間で変えることができる。ＹとｋはそれぞれＹｏｕｎｇ率とＰｏｉｓｓｏｎ比である。ｋの代表的な値では、バネに溝をつけたり、その幅を変えることにより半径を約３０％変えることができる。同じ効果はスロット以外に孔（図５４Ａに示すように弾性部材１６０内の開口孔１６２）を弾性部材に配置することにより可能であり、これにより二次元の応力緩和を作る。この効果は弾性部材を大きな半径に曲げるために弾性部材の上部区分に孔を開けることにより利用される。実際的な理由では、伝導性を最大にするために上部区分に必要な少数の溝を弾性部材につければさらに良くなる。
【０１２５】
この孔開けの利点は、荷重層のような付加層を個別に堆積しマスクしパターン形成する必要性を除去することにある。それ故、このプロセスは費用が掛からない。さらなる利点は、荷重層の材料特性を制御する必要性を軽減でき、それゆえにプロセスを簡略化でき、歩留りを高めることである。厚さ１．７５μｍで固有応力プロファイル２．８ＧＰａのＭｏＣｒバネの中央区分に溝をつけることにより図５１に示すバネが作製される。
【０１２６】
孔開けの別の応用は、上述の固有応力異方性を生み出すことによってではなく、代わりに正味トルクを作るように弾性部材に溝をつけることによって螺旋状ピッチを制御することである。弾性部材１７０の区分の長さに沿って下方に伸び片側に偏るスロット（溝）１７２はこの区分の両面を異なる半径に曲げる。このためにこの区分を螺旋状に引っ張ることになる。他の非対称構造も斜め溝や荷重層、中心ずれの孔や荷重層のような有用なものを持つ。可変半径コイルは図３８の制約条件を緩和することによりＮｉＦｅコアの充填係数を高くすることができる。
【０１２７】
有用なコイルを作製するという重要な課題はコイル抵抗を低く（高Ｑ係数）することである。上述のマイクロコイルについて考えて見ると、バネ幅、外側導体抵抗率、および外側導体厚みを調整することにより高Ｑインダクタを作ることができることである。表皮効果が電流をコイルの外面に閉じ込めるので、これらの係数がインダクタループの高周波電気抵抗を支配する。
【０１２８】
ループ閉合の電気抵抗は低電気抵抗の基板上でループ・バックの自由端を導体パッドに接続することにより制限される。導体パッドで低電気抵抗を得るには高伝導材料から成る優れた冶金接合部を必要とする。以下に、低接触抵抗の冶金接合部を得る構造および製造の実施例を説明する。ループを閉じるのに還流される半田パッドを取入れたコイル構造は上記に説明され、低接触抵抗に加えて優れた冶金接合部を得る。また、自由端は化学メッキや電気メッキのどちらかのメッキ術により導体パッドに接合される。この方法では、弾性部材を解放することでループが形成される。自由端はインダクタ基板上の導体パッドと機械的接触あるいは近接状態のどちらかになる。その後で、メッキが伝導性材料を自由端と導体パッドの両方の周りに付け、自由端と導体パッド間を連続的に接合する。この実施例では、伝導性材料を付けるのは自由端と導体パッド領域のみに限定される必要ない。メッキ材料が高い伝導率を持つのが好ましく、且つ、ループ全体をメッキしてコイル抵抗を減らし、それにより性能指数を有益に高める。
本発明の方法はプロセスの伸展を可能にする。これらのプロセスの流れは模範的なものであるが、他の変化も可能である。例えば、図５２に関して上述の特定ステップを組合わせたり、除外できる。半田層をループを閉じるのに用いれば、バネのリリースステップのリリース窓口として役立てることもできるだろう。
【０１２９】
前述の技術を用いて新しい種類の高Ｑバリキャップを製造できる。これらのバリキャップは上述の同じマイクロバネ技術を使用し、必要な静電容量値を持ち、さらにチップ上に集積化される。マイクロバネに基づくバリキャップ構造により抜けているオンチップＲＦ受動素子、インダクタおよびバリキャップを同じプロセス技術により作製できる。これらのマイクロバネバリキャップは平行板ＭＥＭＳコンデンサより低いバイアス電圧を必要とする追加の利点をもつ。フォトリソグラフィックパターン形成コンデンサの第二電極としてバネを用いること、および固定板とバネの間の電圧を変えることにより、バリキャップ構造の静電容量が変わる。
【０１３０】
図５５は、マイクロバネ技術を用いる可変コンデンサの断面を示す。金属層１５３（金属０）を最初に堆積し、基板（図示しない）上に所望の形状にパターン形成する。次に、誘電材料１５６の層を堆積し、金属層１５３の上にパターン形成する。誘電層１５６の上にリリース層１５２を堆積する。その後で、金属層１５１（金属１）をリリース層１５２の上に堆積する。金属層１５１は固有応力プロファイルを組み込んだ弾性材料である。この固有応力プロファイルはマイクロバネに関して上述したのと同じ方式で金属層に組み込まれる。金属層１５１を所望の形状にパターン形成する。リリース層１５２をパターン形成し、一部を除去する場合、金属層１５１の固有応力プロファイルが金属層１５１の自由端を金属層を覆う誘電層１５６から離して偏らせる。絶縁材料がリリース層１５２に使用されるなら、誘電層１５６は必要でなくなる。
【０１３１】
静電容量は長さＬ_０の固定部分と平行な長さＬ_１の浮遊のアンダカット部により決められる。ＤＣバイアスが金属層１５３と金属層１５１の間に印加されると、静電気力が浮遊部を下に曲げ、それによりＡＣ静電容量を増やす。
【０１３２】
図５６は、バネの浮き上りｄの関数としての静電容量をプロットしたものである。具体的な場合として、Ｌ_０＝２５μｍ、Ｌ_１＝１００μｍ、ｄ_０＝０．５μｍ、コンデンサ幅＝５００μｍ、ｒ＝５００μｍである。ＶＣＯ回路では、バネの曲率半径ｒは付属インダクタのループ半径に等しくなるように設計される。このようにすれば、インダクタとバリキャップ両方を同じステップで作製できる。
【０１３３】
図５６は、先端が１０μｍから７μｍに反れる場合に、バリキャップ静電容量が２ｐＦから２．２ｐＦに変化することを示す。この１０％のチューニング範囲は初期の浮き上りの２／３以下である偏向に対応するので、バネが突然に折れる双安定動作の危険はない。片持ち梁を３μｍだけ偏向するのに必要な推定電圧値は約１０Ｖに過ぎない。この低電圧は一般的に従来のアクチュエータよりも低い駆動電圧を必要とする湾曲電極プロファイルのせいである。偏向が大きい場合には、双安定挙動の始まりを遅らせるためにバネ先端を先細にすることを検討する。また、従来のバネでは先細電極（図５５の金属層１５１）を作ることができる。
【０１３４】
上記のプロセスにより作製されたバリキャップは優れた耐振性を示す。湾曲電極プロファイルにより片持ち梁は慣性力に対し感度の低い素子を生み出す並列板素子内におけるよりも硬く作製される。加速下では、慣性力と静電気力の比率は１０^５程度に過ぎない。
【０１３５】
一連の可変コンデンサを単一素子に配列して大きな静電容量を作ることができる。図５７は、大きな可変コンダクタの事例を示す。図５７と詳細な図５８を参照に説明すると、大きな下部導体層２６８を基板２６９の上に堆積する。接点２６６は電気的に共に接続される複数電極である下部電極用の接点、すなわち単一下部導体層になる。誘電層２６７を導体２６９の上部に、続いてリリース層２７０を堆積する。リリース層２７０の上部には第二導体層２６１を堆積する。この導体層２６１は並列の横列“バネ”２６１の構造にパターン形成され、各々はバスコネクタ２６３に電気的に接続される。静電容量を決めるマイクロバネ２６１の高さはバネ接点２６４と下部電極用接点２６６の間に電圧を印加することにより制御される。幾つかの実施例では、リリース層２７０が電気絶縁材料で形成されるなら、第一伝導層２６１の下に留まるリリース層の部分は誘電層として機能する。このために個別の誘電層を堆積する必要がなくなる。しかしながら、多くの用途では、短絡を防ぐために誘電層２６７を第一および第二伝導層の間に完全に広げることが望ましい。
【０１３６】
本発明の方法は、ＬＣ回路や同調型ＬＣ回路を必要とするオンチップ回路用途に容易に適用される。図５９と図６０には同調型ＬＣ回路を示す。マイクロコイル２７０は共通の誘電層２８６（Ｄ）を持つプレート２８４（Ａ）および２８２（Ｂ）により形成される同調型コンデンサ２７２に接続する。ＤＣバイアスをプレート２８４（Ａ）と２８２（Ｂ）の間に適用することにより、静電容量の値を制御する。プレート２８０（Ｃ）および２８２（Ｂ）により形成されたＤＣブロッキングコンデンサはマイクロコイルがバイアス源を短絡するのを防ぐ。注目すべきは、マイクロコイル２７０は点２９０でＤＣブロッキングコンデンサにどのように付着するかである。コンデンサの上部プレート２８４（Ａ）および２８０（Ｃ）は好ましくはマイクロコイル２７０と同じ金属により実施される。下部プレート２８２（Ｂ）は追加の金属層で作製される。
【０１３７】
プロセスを経済的に行うには、先ず、下部導体層Ｄ（２８６）を基板上に堆積し、エッチングする。次に、誘電層２８６を堆積し、コンデサＢＣとマイクロコイル２７０の両方の領域を覆う単一リリース層（図示なし）を附随して堆積する。金属層Ｃを堆積する。その後に、導体層Ａとマイクロコイル２７０の両方に対する弾性材料で形成した金属層を堆積し、成形する。リリース層の下部を切り取ると、マイクロコイルと可変プレートＡが形成される。上述の方法の一つによりマイクロコイルの自由端を付着する。
【０１３８】
事例：バリキャップＡＢは５００μｍ×５５０μｍの同調範囲を持つ可変コンデンサであり、５００ｎｍ厚さのＳｉ_３Ｎ_４誘電体（□_ｒ＝８）＝３．５ｐＦ〜２２．７ｐＦで、最小重複部＝５００μｍ×５０μｍ、スナップダウン上限での最大重複部＝５００μｍ×３２０μｍである。この点で、プレートＡの先端は６６％だけ下がる。ブロッキングコンデンサＤＣは４００μｍ×１．６ｍｍの寸法であり、５００ｎｍ厚さのＳｉ_３Ｎ_４誘電体（□_ｒ＝８）＝９１ｐＦである。直列での両方のコンデンサの同調範囲＝３．３７〜１８．２ｐＦである。マイクロソレノイド２７０は１ｍｍの直径を持ち、５回巻線で、５００μｍの長さで２６ｎＨである。結果として、同調範囲のＬＣ共振周波数＝５３８〜２３２ＭＨｚである。
【０１３９】
本発明は、シリコンＩＣｓ上に集積できる新しい種類の高Ｑマイクロインダクタを提供する。多くのこれまでのマイクロコイルと異なり、コイル構造の特徴はコイル軸をウェハ表面に平行に配置した立体構造である。この立体コイルは平面インダクタに関係する基板渦電流が誘導される問題を解決する。さらに、高アスペクト比処理の手段を用いないで表皮効果に起因する電気抵抗の増加を抑える簡単な方法を提供する。この設計はコイルタップ立てや変圧器のような広範囲の関連用途に適合される。本発明は、集積ＲＦ回路設計において主要な従来欠落していた素子を提供する。
【０１４０】
シリコンＩＣｓ上に集積される新しい種類の高Ｑマイクロバネ可変コンデンサおよび立体インダクタについて記述した。インダクタと組合わせたバリキャップをスーパヘテロダイン回路のＶＣＯｓ全体のオンチップ集積化に対して実施した。本発明は特定の実施例を引用して説明されてきたが、この特定の実施例の記述は実例のみであり、本発明の範囲を限定するものとして構成されるべきではない。本発明の精神や範囲から逸脱しないで各種の他の修正や変更が当業者の心に浮かぶこともある。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板に接合したチップワイヤを示す。
【図２】基板に接合したチップタブを示す。
【図３】基板に接合したチップ半田バンプ・フリップチップを示す。
【図４】電子装置に接触するプローブカードを示す。
【図５】角度付きプローブ針を有するプローブカードを示す。
【図６】非変形自由状態にあるバネ接点と導体パッドに接触する際に変形した別のバネ接点を示す。
【図７】応力勾配のない金属片を示す。
【図８】応力勾配によりバネ接点の曲率を決めるモデルを示す。
【図９】バネ接点の先端に働く反作用の力の量を決めるモデルを示す。
【図１０】バネ接点を形成する一つの方法のステップを示す。
【図１１】バネ接点を形成する一つの方法のステップを示す。
【図１２】バネ接点を形成する一つの方法のステップを示す。
【図１３】バネ接点を形成する一つの方法のステップを示す。
【図１４】プラズマガス圧の関数としてスパッタ蒸着Ｎｉ−Ｚｒ合金膜の応力のグラフィック表示を示す。
【図１５】バネ接点の平面図を示す。
【図１６】複数のバネ接点対の接触抵抗を検査する装置を示す。
【図１７】複数のバネ接点対の検出抵抗のグラフィック表示を示す。
【図１８】導体パッドと基板の間の距離の関数としてバネ接点の接触抵抗のグラフィック表示を示す。
【図１９】平らな端部を有するバネ接点を示す。
【図２０】尖がった端部を有するバネ接点を示す。
【図２１】先端部に二つの点を有するバネ接点を示す。
【図２２】先端部に複数の点を有するバネ接点を示す。
【図２３】先端部に変形可能なタブを有するバネ接点を示す。
【図２４】導体パッドに対して力を掛けると変形可能なタブ端を有するバネ接点を示す。
【図２５】基板に電気的に接合した複数のバネ接点を有するチップを示す。
【図２６】ダストカバーに接合し、且つ、基板に電気的に接触した複数のバネ接点を有するチップを示す。
【図２７】基板に接合し、且つ、ダストカバーを有するチップ上の複数のバネ接点により基板に電気的に接続したチップを示す。
【図２８】複数のバネ接点を有する中間ウェハを経由して基板に電気的に接合したチップを示す。
【図２９】電子装置を検査するのに用いた複数のバネ導体パッドを有するプローブカードを示す。
【図３０】液晶ディスプレイと、このディスプレイの動作を検査する装置を示す。
【図３１Ａ】円板形コイルとソレノイド、それぞれの高周波での電流分布を示す断面を示す。
【図３１Ｂ】円板形コイルとソレノイド、それぞれの高周波での電流分布を示す断面を示す。
【図３２】リリース層上に蒸着した積み重ねた応力勾配膜の断面を示す。
【図３３】一定半径のコイル構造を図解する。
【図３４】一連の一定半径ループのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図３５】一連の接続ループから形成したマルチターンコイルを図解する。
【図３６】メカニカルストップにより第二アンカ部分の位置決めを図解する。
【図３７】図３６のメカニカルストップの位置決めを図解する。
【図３８】１００μｍのコイル半径に対して異なる弾性部材長さの先端軌跡のグラフを示す。
【図３９】個々の傾斜コイルからマルチターンコイルの形成を図解する。
【図４０】コイル内接続を作る方法を示す。
【図４１】トロイダル・ソレノイドを図解する。
【図４２】コイル・タッピングを図解する。
【図４３】単一エア・コア変圧器を図解する。
【図４４】一次巻線と二次巻線を相互に巻付けたエア・コア変圧器を図解する。
【図４５】パーマロイ・コアを電着したインダクタを図解する。
【図４６】積層金属コアを図解する。
【図４７Ａ】二段マイクロ変圧器を図解する。
【図４７Ｂ】二段マイクロ変圧器を図解する。
【図４８】様々なバネ方位と異なる螺旋状ピッチを図解する。
【図４９】単一螺旋ターンコイルで形成したマルチターンコイルを図解する。
【図５０】螺旋状に接合したマルチターンループを図解する。
【図５１】三つの異なる半径と三つの分割バネのプロットを示す。
【図５２】荷重部材により閉じたコイルを図解する。
【図５３】横に接合した単一ターンループを図解する。
【図５４Ａ】曲率半径を変えた二つの構造を図解する。
【図５４Ｂ】曲率半径を変えた二つの構造を図解する
【図５５】本発明によるバリキャップの断面を示す。
【図５６】バリキャップ静電容量対バネ揚力のグラフを示す。
【図５７】個別コンデンサ素子の大きなアレイを有するバリキャップの平面図を示す。
【図５８】図５７の線Ａ−Ａに沿う断面を示す。
【図５９】同調型ＬＣ回路の透視図を示す。
【図６０】図５９の同調型ＬＣ回路の回路図を示す。
【図６１】半ループ対を閉じることによりマルチターンコイルを形成する別の方法を示す。
【図６１Ａ】半ループ対を閉じることによりマルチターンコイルを形成する別の方法を示す。

Claims (15)

1. 立体コイル構造を形成する方法であって、
   固有応力プロファイルを有する弾性材料で、前記弾性材料の層を基板上に堆積し、
   前記弾性材料層をフォトリソグラフィ技術により第一弾性部材と第二弾性部材にパターン形成し、
   前記第一弾性部材の第一自由部分を前記基板から解放し、前記第一弾性部材の第一アンカ部分を前記基板に固定したままにするように、また前記第二弾性部材の第二自由部分を前記基板から解放し、前記第二弾性部材の第二アンカ部分を前記基板に固定したままにするように前記第一弾性部材と前記第二弾性部材の各々の下で前記基板の一部分をアンダカットエッチングし、
   その際に、前記第一弾性部材内の固有応力プロファイルが前記第一自由部分を前記基板から離して偏らせ、また前記第二弾性部材内の固有応力プロファイルが前記第二自由部分を前記基板から離して偏らせ、さらに
   前記第一自由部分を前記第二自由部分に接続してループ巻線を形成することを特徴とする立体コイル構造を形成する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   弾性部材を導電性材料で形成することを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   弾性部材を堆積するステップはさらに導電性材料の少なくとも一つの層を堆積し、且つ、固有応力プロファイルを有する弾性材料の層を堆積することを含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   第一弾性部材が第二弾性部材よりも短い長さであることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   フォトリソグラフィックによるパターン形成のステップが弾性材料の層を第一弾性部材と第二弾性部材の複数の対にフォトリソグラフによるパターン形成を行い、且つ、第一および第二弾性部材の各対に対して順次ステップを行い、また一対の第一アンカ部分を隣接対の第二アンカ部分に電気的に接続することを特徴とする方法。
6. 立体コイル構造であって、
   基板、
   第一アンカ部分、ループ巻線および第二アンカ部分を含む弾性部材を備えるもので、前記第一アンカ部分と前記第二アンカ部分は前記基板に固定され、
   ここで、前記弾性部材は第一アンカ部分と第一自由部分を含む第一弾性部材と第二アンカ部分と第二自由部分を含む第二弾性部材とを備え、
   前記第一自由部分と前記第二自由部分は最初は前記基板に固定されるが前記基板から放されて前記基板から分離するようになり、また
   前記第一弾性部材内の固有応力プロファイルが前記第一自由部分を前記基板から離れた偏らせ、同じく、前記第二弾性部材内の固有応力プロファイルが前記第二自由部分を前記基板から離して偏らせ、また
   前記第一自由部分と前記第二自由部分が共に接続されてループ巻線を形成することを特徴とする立体コイル構造。
7. 請求項６に記載のコイル構造であって、
   弾性部材を導電性材料で形成することを特徴とするコイル構造。
8. 請求項６に記載のコイル構造であって、
   ループ巻線の内側面と外側面の少なくとも一方の一部分上に形成した導電層を備えることを特徴とするコイル構造。
9. 請求項６に記載のコイル構造であって、
   第二アンカ部分は第一アンカ部分から接線方向に偏ることを特徴とするコイル構造。
10. 請求項６に記載のコイル構造であって、
    ループ巻線内部に軸方向に配置された強磁性コアを備えることを特徴とするコイル構造。
11. 請求項６に記載のコイル構造であって、
    弾性部材は複数の弾性部材を備え、各弾性部材は第一アンカ部分、ループ巻線および第二アンカ部分を含み、前記第一アンカ部分と前記第二アンカ部分は基板に固定され、前記弾性部材はさらに第一アンカ部分と第一自由部分を含む第一弾性部材と第二アンカ部分と第二自由部分を含む第二弾性部材とを備えるもので、前記第一自由部分と前記第二自由部分は最初は前記基板に固定されるが前記基板から放れて前記基板から分離するようになり、また前記第一弾性部材内の固有応力プロファイルは前記第一自由部分を前記基板から離して偏らせ、同じく前記第二弾性部材内の固有応力プロファイルは前記第二自由部分を前記基板から離して偏らせ、また前記第一自由部分と前記第二自由部分は共に接続されてループ巻線を形成し、
    前記弾性部材のループ巻線は互いに隣接して軸方向に配置され、また複数の弾性部材のうちの一つの前記第一アンカ部分が前記複数の弾性部材のうちの隣接の一つの第二アンカ部分に接続されることを特徴とするコイル構造。
12. 請求項１１に記載のコイル構造であって、
    ループ巻線内部に軸方向に配置された強磁性コアを備えることを特徴とするコイル構造。
13. 請求項１１に記載のコイル構造であって、
    複数の弾性部材が基板に実質的に平行な軸に並ぶことを特徴とするコイル構造。
14. 請求項１３に記載のコイル構造であって、
    前記軸が直線であることを特徴とするコイル構造。
15. 請求項１３に記載のコイル構造であって、
    前記軸がループ形であり、トロイダル形状コイル構造を形成することを特徴とするコイル構造。

Images