JP2010114302A - インダクタモジュール，半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタ特性の向上とモジュールの小型化とを実現する。
【解決手段】第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間に、アイソレーション領域３０１を形成する。ここでは、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間にて、このアイソレーション領域３０１を挟む一対の領域とは、異なる透磁率の材料を用いて、アイソレーション領域３０１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インダクタモジュール、半導体装置に関する。特に、本発明は、複数のインダクタが基板に並んで形成されているインダクタモジュール、および、このインダクタモジュールを含む半導体装置に関する。

テレビチューナは、数十ＭＨｚから１ＧＨｚの広い周波数帯に対応する必要がある。このため、テレビチューナにおいては、多くのインダクタを必要とし、装置の小型化が困難な場合がある。

この不具合の改善のために、テレビチューナにおいては、複数のインダクタが基板の面に並んで形成されているインダクタモジュールが用いられている。

具体的には、ＳｉやＳｉＧｅなどの半導体にアナログ高周波回路が集積されたシリコンチューナなどの半導体装置に、インダクタモジュールを用いることで、装置の小型化を実現している。

そして、インダクタモジュールは、たとえば、磁性体基板を磁性コアとして用いており、この磁性体基板の面にコイルパターンを導電材料で設けることで形成される（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−２５０９２４号公報

しかしながら、インダクタモジュールにおいては、インダクタにて発生する磁束が、他のインダクタの磁束に作用して、渦電流の損失が発生する場合があり、インダクタ特性に悪影響を与える場合がある。また、たとえば、基板において近傍に並ぶインダクタ間において、磁場が相互作用して、インダクタ特性にバラツキが生ずる場合がある。

これらの不具合が発生することを防止するためには、複数のインダクタ間の距離を長くして、互いを離すことが考えられる。しかし、この場合には、モジュールの面積が大きくなり、装置の小型化の実現が困難になる。

したがって、本発明は、インダクタ特性の向上とモジュールの小型化とを実現可能なインダクタモジュール，半導体装置を実現する。

本発明のインダクタモジュールは、少なくとも第１インダクタと第２インダクタとが面に並んで形成されている基板を含み、前記基板は、前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間に位置する第１透磁率領域が、第１の透磁率の材料で形成されていると共に、前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間にて前記第１透磁率領域を挟む一対の第２透磁率領域が、前記第１の透磁率と異なる第２の透磁率の材料で形成されている。

本発明の半導体装置は、少なくとも第１インダクタと第２インダクタとが基板の面に並んで形成されているインダクタモジュールを含み、前記基板は、前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間に位置する第１透磁率領域が、第１の透磁率の材料で形成されていると共に、前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間にて前記第１透磁率領域を挟む一対の第２透磁率領域が、前記第１の透磁率と異なる第２の透磁率の材料で形成されている。

本発明においては、基板において第１インダクタと第２インダクタとの間に位置する第１透磁率領域を、第１の透磁率の材料で形成する。そして、第１インダクタと第２インダクタとの間にて第１透磁率領域を挟む一対の第２透磁率領域を、第１の透磁率と異なる第２の透磁率の材料で形成する。これにより、第１インダクタにて発生する磁束が第２インダクタへ漏れること、および、第２インダクタにて発生する磁束が第１インダクタへ漏れることを、第１透磁率領域が防止し、第１インダクタと第２インダクタとを第１透磁率領域がアイソレーションする。

本発明によれば、インダクタ特性の向上とモジュールの小型化とを実現可能なインダクタモジュール，半導体装置を実現することができる。

以下より、本発明の実施形態について説明する。説明は、下記の手順で行う。
１．第１実施形態（磁性体基板）
２．第２実施形態（ハイブリッド基板）

＜１．第１実施形態＞
[構成]
図１と図２は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。ここで、図１は、インダクタモジュールの上面図である。一方で、図２は、インダクタモジュールの断面図である。図２においては、図１に示すＸ１−Ｘ２部分の断面について示している。

インダクタモジュール１は、図１に示すように、基板１０１を含む。

この基板１０１は、図２に示すように、上層磁性体１１１と、下層磁性体１１２とを有しており、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とのそれぞれは、垂直方向ｚに積み重なっており、互いの面が対面するように配置されている。

本実施形態においては、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とのそれぞれは、たとえば、フェライトであって、磁性体によって形成されている。

具体的には、これらは、ＭｎＺｎ系フェライト，ＮｉＺｎ系フェライト，ＮｉＺｎＣｕ系フェライト，Ｂａ系フェライト，ＣｏＦｅ系軟磁性合金，Ｆｅ系軟磁性合金，Ｃｏ系軟磁性合金，ＮｉＦｅ系軟磁性合金などのいずれかの磁性体によって形成されている。

基板１０１においては、図１に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とが、内部に設けられている。第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれは、水平面（ｘｙ面）において、平面のコイルパターンが、中心から外側に向かって、時計回りで螺旋状に回転するように設けられている。

ここでは、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれは、図２に示すように、下層磁性体１１２において、上層磁性体１１１に対面する面に形成されている。第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれは、平面コイルであって、下層磁性体１１２の水平面（ｘｙ面）にコイル面が沿っており、この水平面にてｘ方向に並んでいる。

本実施形態においては、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれは、たとえば、銅（Ｃｕ）などの金属の導電材料によって形成されている。

そして、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれにおいては、図１および図２に示すように、中心に位置する一端部に、第１電極２１１，２１２が電気的に接続するように設けられている。また、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とのそれぞれにおいては、図１に示すように、他端部に、第２電極２２１，２２２が電気的に接続するように設けられている。

この第１電極２１１，２１２と、第２電極２２１，２２２とのそれぞれは、たとえば、金（Ａｕ）などの金属の導電材料によって形成されている。

基板１０１においては、図１および図２に示すように、アイソレーション領域３０１が設けられている。

アイソレーション領域３０１は、図１に示すように、基板１０１の水平面（ｘｙ面）において、第１インダクタ２０１の周囲を囲うように設けられている。

ここでは、アイソレーション領域３０１は、図２に示すように、上層アイソレーション領域３１１と下層アイソレーション領域３１２とを含む。

上層アイソレーション領域３１１は、上層磁性体１１１において、垂直方向ｚに貫通するように設けられている。そして、下層アイソレーション領域３１２は、下層磁性体１１２において、垂直方向ｚに貫通するように設けられている。

このアイソレーション領域３０１は、基板１０１の面において、アイソレーション領域３０１を挟む一対の領域３０２に対して、透磁率が異なる材料で形成されている。

本実施形態においては、上述したように、アイソレーション領域３０１を挟む一対の領域３０２は、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とであって、フェライトのような、透磁率が高い磁性体によって形成されている。これに対して、アイソレーション領域３０１は、この領域３０２よりも透磁率が低い非磁性体によって形成されている。

具体的には、アイソレーション領域３０１は、ポリイミド，エポキシ樹脂，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン），フッ素系樹脂，ガラス系，二酸化ケイ素のいずれかの非磁性体である絶縁材料によって、形成されている（上記材料は、すべて透磁率が１）。特に、アイソレーション領域３０１と、このアイソレーション領域３０１を挟む一対の領域３０２との間においては、アイソレーション領域３０１が一対の領域３０２に対して１／１０００〜１／２程度の透磁率であることが好適である。

なお、透磁率は、磁性体の磁気特性を示す量であって、磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）の比（μ＝Ｂ／Ｈ）である。一般に、透磁率としては、「初透磁率」と「最大透磁率」が用いられるが、本実施形態においては、「初透磁率」を指す。

[製造方法]
以下より、本実施形態において、上記のインダクタモジュールを製造する製造方法の要部について説明する。

図３から図１３は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。この図３から図１３において、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、拡大上面図である。（ａ）においては、マトリクス状に複数のインダクタモジュールが並んでおり、（ｂ）は、この（ａ）においてマトリクス状に並んだ一のインダクタモジュールを拡大して示している。また、図３から図１３において、（ｃ）は、断面図である。（ｃ）は、（ｂ）のＸ１−Ｘ２部分について示している。

まず、図３に示すように、下層磁性体１１２を準備すると共に、図４に示すように、下層磁性体１１１を準備する。

ここでは、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２として、フェライト基板を用意する。

たとえば、Ｂａ系フェライトなどのように強磁性体からなる板状なフェライト基板を、９５０℃の大気中において焼成することによって、焼成後の厚みが４００μｍである下層磁性体１１２を用意する。

そして、これと同様に、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１として、フェライト基板を用意する。

つぎに、図５に示すように、下層磁性体１１２に孔Ｈ２を形成すると共に、図６に示すように、上層磁性体１１１に、孔Ｈ１を形成する。

ここでは、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２において下層アイソレーション領域３１２を形成する領域に、孔Ｈ２を形成する。たとえば、ドリルを用いて、下層磁性体１１２を削ることで、この孔Ｈ２を形成する。たとえば、孔Ｈ２の幅が、２０〜２００μｍになるように、形成する。

具体的には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２の面において、孔Ｈ２が矩形を描くように連続的に形成する。また、図５（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２の一方面から他方面の間において貫通するように、この孔Ｈ２を形成する。

そして、これと同様に、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１において上層アイソレーション領域３１１を形成する領域に、孔Ｈ１を形成する。

なお、ドリルの他に、レーザやブラストなどを用いて、孔Ｈ１，Ｈ２の形成を行っても良い。

つぎに、図７に示すように、下層磁性体１１２に下層アイソレーション領域３１２を形成すると共に、図８に示すように、上層磁性体１１１に上層アイソレーション領域３１１を形成する。

ここでは、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２に形成した孔Ｈ２に、非磁性体を埋め込むことによって、下層アイソレーション領域３１２を形成する。

具体的には、たとえば、エポキシ樹脂などの絶縁材料が溶解された塗布液を、下層磁性体１１２の孔Ｈ２に充填するように、下層磁性体１１２の一方の面に塗布する。その後、熱処理を実施した後に、バフまたはグラインディングによって、その下層磁性体１１２の面を研磨する。このようにすることによって、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、孔Ｈ２の内部に、下層アイソレーション領域３１２を形成する。

そして、これと同様に、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１に上層アイソレーション領域３１１を形成する。

なお、上記においては、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２との面において、孔Ｈ１，Ｈ２が矩形を描くように連続的に形成されている。このため、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とにおいては、孔Ｈ１，Ｈ２が設けられた内部の位置が、変化してしまう場合がある。このため、これを防止するために、たとえば、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２との一方の面に、支持基板（図示なし）を貼り付けた後に、孔Ｈ１，Ｈ２を形成しても良い。

また、上記においては、孔Ｈ１，Ｈ２の内部に絶縁材料を充填して、アイソレーション領域３０１を形成する場合について説明したが、これに限定されない。孔Ｈ１，Ｈ２以外の部分に、絶縁材料が残っていても良い。このため、バフまたはグラインディングによる研磨を実施しなくても良い。

つぎに、図９に示すように、下層磁性体１１２の表面に、コイル溝ＣＭを形成する。

ここでは、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する領域に、コイル溝ＣＭを形成する。

具体的には、図９（ａ），（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２の水平面（ｘｙ面）において、中心から外側に向かって、時計回りで螺旋状に回転するように、コイル溝ＣＭを形成する。また、図９（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２の水平面（ｘｙ面）の一部を除去することで、このコイル溝ＣＭを形成する。

たとえば、感光性樹脂からなるドライ・フィルム（Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ）（図示なし）を、下層磁性体１１２の表面に形成する。その後、フォトリソグラフィ技術によって、ドライフィルムについて、パターン露光処理と現像処理とを順次実施することで、下層磁性体１１２の表面にマスクパターン（図示なし）を形成する。ここでは、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する領域を、マスクパターンが被覆し、その他の領域をマスクパターンが被覆しないように、このマスクパターンを形成する。そして、このマスクパターンをマスクとして、下層磁性体１１２の表面の一部を、ブラスターで除去する。このようにすることで、下層磁性体１１２の表面に、コイル溝ＣＭを形成する。たとえば、コイル溝ＣＭは、深さが、３０μｍになるように形成される。そして、有機溶剤でマスクパターンを溶解させて、下層磁性体１１２の表面から取り除く。

つぎに、図１０に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを下層磁性体１１２に形成する。

ここでは、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、コイル溝ＣＭに対応するように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する。

具体的には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２の水平面（ｘｙ面）において、コイルパターンが、中心から外側に向かって、時計回りで螺旋状に回転するように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する。また、図１０（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２のコイル溝ＣＭを埋め込むことで、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する。

たとえば、下層磁性体１１２にてコイル溝ＣＭが形成された表面に、シードメタル層（図示なし）を形成する。たとえば、厚みが１００ｎｍのニッケル（Ｎｉ）層（図示なし）と厚みが５００ｎｍの銅（Ｃｕ）層とを、スパッタ装置を用いて、スパッタリング法によって、順次、成膜することで、このシードメタル層を形成する。その後、電解めっき法によって、シードメタル層上に、たとえば、厚みが３０μｍの銅（Ｃｕ）層（図示なし）を成膜する。そして、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）装置を用いて、下層磁性体１１２にてコイル溝ＣＭが形成された表面について、平坦化処理を施す。このようにすることによって、コイル溝ＣＭに導電材料を埋め込んで、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する。

つぎに、図１１に示すように、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とを接合する。

ここでは、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１に設けられた上層アイソレーション領域３１１と、下層磁性体１１２に設けられた下層アイソレーション領域３１２とを互いに対応させて、接合を行い、基板１０１が構成される。

たとえば、磁性体を含む接着シート（図示なし）を、上層磁性体１１１の下面に圧着して固定する。そして、上層磁性体１１１にて接着シートが設けられた下面と、下層磁性体１１２にて第１および第２のインダクタ２０１，２０２が設けられた上面とを、対面させて重ねる。その後、加重を与えた状態において、約２００℃で熱硬化させて、上層磁性体１１１と下層磁性体１１２とを接合させる。

なお、上記の接着シートの接着材料としては、磁性樹脂接着剤、非磁性樹脂接着剤のいずれを用いても良い。

つぎに、図１２に示すように、上層磁性体１１１に開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。

ここでは、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、上層磁性体１１１において、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する領域に、開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。

具体的には、図１２（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２に設けられた第１および第２のインダクタ２０１，２０２にて中心に位置する一端部に対応するように、上層磁性体１１１に開口Ｋ１１，Ｋ２１を形成する。さらに、図１２（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２に設けられた第１および第２のインダクタ２０１，２０２にて中心から外側へ螺旋状に描かれて設けられた他端部に対応するように、上層磁性体１１１に、開口Ｋ１２，Ｋ２２を形成する。

上記においては、図１２（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２に設けられた第１および第２のインダクタ２０１，２０２にて中心に位置する一端部の表面が露出するように、上層磁性体１１１を貫通させて、開口Ｋ１１，Ｋ２１を形成する。図示を省略しているが、開口Ｋ２１，Ｋ２２についても同様に、上層磁性体１１１を貫通させて形成する。

たとえば、レーザを用いて、上層磁性体１１１の一部を除去することで、この開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。

なお、ブラスターや、ウェットエッチング処理などの他の処理によって、この開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成してもよい。

つぎに、図１３に示すように、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。

ここでは、図１３（ｂ）に示すように、開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２に対応するように、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。

具体的には、図１３（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１に設けられた開口Ｋ１１，Ｋ２１に導電材料を埋め込むことによって、第１電極２１１，２１２を形成する。図示されていないが、第２電極２２１，２２２についても、同様にして、第１電極２１１，２１２と同時に形成する。

たとえば、厚みが５μｍである、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との積層体を、無電解めっき法によって成膜して、開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２に導電材料を埋め込み、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。

そして、各部が設けられた基板１０１をダイシングすることによって、図１，図２に示したように、第１および第２のインダクタ２０１，２０２を含むインダクタモジュール１が形成される。

[動作]
以下より、本実施形態において、上記のインダクタモジュール１の動作について説明する。

図１４と図１５は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。図１４と図１５において、（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュール１の場合を示しており、（ｂ）は、インダクタモジュール１に対してアイソレーション領域３０１が設けられていない場合を示している。そして、図１４，図１５においては、矢印の太さが太い程、磁場強度が強いことを示している。

第１インダクタ２０１の第１電極２１１と第２電極２２１との間に電流を流した場合には、図１４にて矢印で示すように、磁場が発生する。

ここでは、第１インダクタ２０１の右側部分においては、上部から下部へ円弧を描くように、外側へ向けて磁場が発生する。一方で、第１インダクタ２０１の左側部分においては、下部から上部へ円弧を描くように、磁場が発生する。第１インダクタ２０１においては、近傍に強磁場ＳＪが生じ、第１インダクタ２０１から離れるに伴って、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが生ずる。

第１インダクタ２０１の外側部分は、透磁率が高い磁性体によって形成されているので、強磁場ＳＪは、近傍から外側に向けて発生する。

しかし、本実施形態のインダクタモジュール１においては、図１４（ａ）に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間に位置するアイソレーション領域３０１は、透磁率が低い非磁性体によって形成されている。このため、本実施形態では、強磁場ＳＪは、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込まずに、第１インダクタ２０１に近い領域を通り、第２インダクタ２０２に対して影響を与えない。また、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪについても、アイソレーション領域３０１によって、第２インダクタ２０２に対して、磁束が回り込むことを防止できる。

これに対して、図１４（ｂ）に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間にアイソレーション領域３０１が設けられていない場合には、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが、第２インダクタ２０２まで回り込んで鎖交する。このため、渦電流損の発生によって、インダクタ特性が悪化する。

このように、本実施形態においては、アイソレーション領域３０１を設けて磁束が回り込むことを防止可能である。したがって、本実施形態は、渦電流の損失によるインダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

また、第１インダクタ２０１および第２インダクタ２０２に電流を流した場合には、図１５にて矢印で示すように、それぞれにおいて、磁場が発生する。

ここでは、第１および第２のインダクタ２０１，２０２の右側部分では、上部から下部へ円弧を描くように外側へ向けて磁場が発生すると共に、左側部分では下部から上部へ円弧を描くように、磁場が発生する。上記と同様に、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２においては、近傍に強磁場ＳＪが生じ、離れるに伴って、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが生ずる。

本実施形態の場合には、図１５（ａ）に示すように、第１インダクタ２０１では、弱磁場ＪＪが、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込む。しかし、強磁場ＳＪは、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込まずに、第１インダクタ２０１に近い領域を通る。同様に、第２インダクタ２０２においても、弱磁場ＪＪが、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込むが、強磁場ＳＪは、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込まずに、第２インダクタ２０２に近い領域を通る。

一方で、本実施形態と異なり、アイソレーション領域３０１を設けない場合には、図１５（ｂ）に示すように、第１インダクタ２０１で生じた中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが、第２インダクタ２０２へ回り込む。同様に、第２インダクタ２０２で生じた中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが、第１インダクタ２０１へ回り込む。このため、第１，第２のインダクタ２０１，２０２の間において、磁場が相互に干渉するので、インダクタ特性の劣化が生ずる。

しかし、本実施形態では、上記のように、アイソレーション領域３０１を設けて、他のインダクタの側へ磁場が回り込むことを抑制している。このため、本実施形態は、第１，第２のインダクタ２０１，２０２の間において、磁場が相互に干渉することを抑制することが可能であるのでインダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

以上のように、本実施形態のインダクタモジュール１においては、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とが面に並んで形成されている基板１０１を含む。この基板１０１においては、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間に位置するアイソレーション領域３０１が形成されている。このアイソレーション領域３０１は、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間にて、このアイソレーション領域３０１を挟む一対の領域とは、異なる透磁率の材料で形成されている。つまり、アイソレーション領域３０１は、第１の透磁率の材料で形成されており、このアイソレーション領域３０１（第１透磁率領域）を挟む一対の領域（第２透磁率領域）が、第１の透磁率よりも低い第２の透磁率の材料で形成されている。

このため、本実施形態においては、上述したように、インダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

また、インダクタ特性の劣化発生を防止するためには、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間を広げることが好適であるが、アイソレーション領域３０１によって解決可能であるので、この間を広げる必要がない。よって、本実施形態は、装置の小型化を実現することができる。

＜２．第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。

[構成]
図１６と図１７は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。ここで、図１６は、インダクタモジュールの上面図である。一方で、図１７は、インダクタモジュールの断面図である。図１７においては、図１６に示すＸ１ｂ−Ｘ２ｂ部分の断面について示している。

本実施形態のインダクタモジュール１ｂは、図１６と図１７とに示すように、基板１０１ｂに、非磁性体領域１２０が設けられている。つまり、本実施形態では、磁性体と非磁性体を含むハイブリッド基板を用いている。この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態と同様である。このため、重複する個所については、記載を省略する。

非磁性体領域１２０は、図１６と図１７とに示すように、磁性体で形成された基板１０１ｂに設けられている。ここでは、非磁性体領域１２０は、図１６に示すように、矩形状であって、その内部には、第２インダクタ２０２が設けられている。そして、基板１０１ｂにて、非磁性体領域１２０以外の磁性体領域においては、第１インダクタ２０１が設けられている。

そして、図１７に示すように、非磁性体領域１２０は、上層非磁性体領域１２１と、下層非磁性体領域１２２とを含む。上層非磁性体領域１２１は、基板１０１ｂを構成する上層磁性体１１１ｂにおいて、垂直方向ｚに貫通するように設けられている。そして、下層非磁性体領域１２２は、基板１０１ｂを構成する下層磁性体１１２ｂにおいて、垂直方向ｚに貫通するように設けられている。

本実施形態においては、非磁性体領域１２０は、ポリイミド，エポキシ樹脂，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン），フッ素系樹脂，ガラス系，二酸化ケイ素のいずれかの非磁性体である絶縁材料によって、形成されている。

[製造方法]
以下より、本実施形態において、上記のインダクタモジュールを製造する製造方法の要部について説明する。

図１８から図２６は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。この図１８から図２６において、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、拡大上面図である。（ａ）においては、マトリクス状に複数のインダクタモジュールが並んでおり、（ｂ）は、この（ａ）においてマトリクス状に並んだ一のインダクタモジュールを拡大して示している。また、図３から図１０において、（ｃ）は、断面図である。（ｃ）は、（ｂ）のＸ１−Ｘ２部分について示している。

まず、第１実施形態の場合と同様にして、上層磁性体１１１ｂと下層磁性体１１２ｂとを準備する。

つぎに、図１８に示すように、下層磁性体１１２ｂに孔Ｈ２ｂおよび開口ＫＫ２を形成すると共に、図１９に示すように、上層磁性体１１１ｂに、孔Ｈ１ｂおよび開口ＫＫ１を形成する。

ここでは、図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２ｂにおいて下層アイソレーション領域３１２を形成する領域に、孔Ｈ２ｂを形成する。また、これと共に、下層磁性体１１２ｂにおいて下層非磁性体領域１２２を形成する領域に、開口ＫＫ２を形成する。たとえば、ドリルを用いて、下層磁性体１１２ｂを削ることで、この孔Ｈ２ｂおよび開口ＫＫ２を形成する。

具体的には、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、下層磁性体１１２ｂの面において、孔Ｈ２ｂが矩形を描くように連続的に形成する。そして、下層磁性体１１２ｂの面において、開口ＫＫ２が矩形形状になるように形成する。ここでは、図１８（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２ｂの一方面から他方面の間において貫通するように、この孔Ｈ２ｂおよび開口ＫＫ２を形成する。

そして、これと同様に、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１ｂにおいて上層アイソレーション領域３１１を形成する領域に、孔Ｈ１ｂを形成する。また、これと共に、上層磁性体１１１ｂにおいて上層非磁性体領域１２１を形成する領域に、開口ＫＫ１を形成する。

つぎに、図２０に示すように、下層磁性体１１２ｂに下層アイソレーション領域３１２および下層非磁性体領域１２２を形成する。そして、これと共に、図２１に示すように、上層磁性体１１１ｂに上層アイソレーション領域３１１および上層非磁性体領域１２１を形成する。

ここでは、図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、下層磁性体１１２ｂに形成した孔Ｈ２ｂに、非磁性体を埋め込むことによって、下層アイソレーション領域３１２を形成する。また、これと共に、下層磁性体１１２ｂに形成した開口ＫＫ２に、非磁性体を埋め込むことによって、下層非磁性体領域１２２を形成する。

具体的には、たとえば、エポキシ樹脂などの絶縁材料が溶解された塗布液を、下層磁性体１１２ｂの孔Ｈ２ｂおよび開口ＫＫ２に充填するように、下層磁性体１１２ｂの一方の面に塗布する。その後、熱処理を実施した後に、バフまたはグラインディングによって、その下層磁性体１１２ｂの面を研磨する。このようにすることによって、図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、孔Ｈ２ｂの内部に、下層アイソレーション領域３１２を形成し、開口ＫＫ２の内部に、下層非磁性体領域１２２を形成する。

そして、これと同様にして、図２１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、上層磁性体１１１ｂに上層アイソレーション領域３１１および上層非磁性体領域１２１を形成する。

つぎに、図２２に示すように、下層磁性体１１２ｂの表面に、コイル溝ＣＭを形成する。

ここでは、図２２（ｂ），（ｃ）に示すように、第１実施形態の場合と同様にして、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する領域に、コイル溝ＣＭを形成する。

つぎに、図２３に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを下層磁性体１１２に形成する。

ここでは、図２３（ｂ），（ｃ）に示すように、第１実施形態の場合と同様にして、コイル溝ＣＭに対応するように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２とを形成する。

つぎに、図２４に示すように、上層磁性体１１１ｂと下層磁性体１１２ｂとを接合する。

ここでは、図２４（ｂ），（ｃ）に示すように、上層アイソレーション領域３１１と下層アイソレーション領域３１２の間、および、上層非磁性体領域１２１と下層非磁性体領域１２２との間を、互いに対応させて接合を行う。たとえば、第１実施形態と同様にして、この接合を行う。

つぎに、図２５に示すように、上層磁性体１１１ｂに開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。

ここでは、図２５（ｂ）に示すように、上層磁性体１１１において、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する領域に、開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。たとえば、第１実施形態と同様にして、この開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２を形成する。

つぎに、図２６に示すように、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。

ここでは、図２６（ｂ）に示すように、開口Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ２１，Ｋ２２に対応するように、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。たとえば、第１実施形態の場合と同様にして、第１電極２１１，２１２および第２電極２２１，２２２を形成する。

そして、各部が設けられた基板１０１ｂをダイシングすることによって、図１６，図１７に示したように、第１および第２のインダクタ２０１，２０２を含むインダクタモジュール１ｂが形成される。

[動作]
以下より、本実施形態において、上記のインダクタモジュール１ｂの動作について説明する。

図２７と図２８は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。図２７と図２８において、（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュール１ｂの場合を示しており、（ｂ）は、インダクタモジュール１ｂに対してアイソレーション領域３０１が設けられていない場合を示している。そして、図２７，図２８においては、矢印の太さが太い程、磁場強度が強いことを示している。

第１インダクタ２０１の第１電極２１１と第２電極２２１との間に電流を流した場合には、図２７にて矢印で示すように、磁場が発生する。

ここでは、第１実施形態で示した場合と同様に、第１インダクタ２０１においては、近傍に強磁場ＳＪが生じ、第１インダクタ２０１から離れるに伴って、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが生ずる。

図２７（ｂ）のように、アイソレーション領域３０１を設けない場合には、非磁性体領域１２０が低透磁率な非磁性体で形成されているので、第１インダクタ２０１にて生ずる中磁場ＭＪ，弱磁場ＪＪが、より外側へ流れやすくなる。このため、第１インダクタ２０１にて生ずる中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが、第２インダクタ２０２まで回り込んで鎖交するので、渦電流損によって、インダクタ特性が悪化する。

本実施形態のインダクタモジュール１においては、図２７（ａ）に示すように、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間に位置するアイソレーション領域３０１が形成されている。このため、本実施形態では、強磁場ＳＪは、アイソレーション領域３０１よりも外側へ回り込まずに、第１インダクタ２０１に近い領域を通り、第２インダクタ２０２に対して影響を与えない。また、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪについても、アイソレーション領域３０１によって、第２インダクタ２０２に対して、磁束が回り込むことを抑制できる。よって、本実施形態は、第１実施形態と同様に、渦電流の損失によるインダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

また、第１インダクタ２０１および第２インダクタ２０２に電流を流した場合には、図２８にて矢印で示すように、それぞれにおいて、磁場が発生する。

ここでは、第１実施形態で示した場合と同様に、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２においては、近傍に強磁場ＳＪが生じ、離れるに伴って、中磁場ＭＪ、弱磁場ＪＪが生ずる。第２インダクタ２０２は、非磁性体領域１２０にて非磁性体に覆われているため、第１インダクタ２０１よりも強い磁場強度の磁場が、内側に発生するが、第１実施形態の場合とほぼ同様に生ずる。

本実施形態では、図２８（ａ）に示すように、アイソレーション領域３０１を設けて、他のインダクタの側へ磁場が回り込むことを抑制している。このため、図２８（ｂ）に示した場合と異なり、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間において、磁場が相互に干渉することを抑制することが可能である。よって、本実施形態は、インダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

以上のように、本実施形態のインダクタモジュール１においては、アイソレーション領域３０１は、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間にて、このアイソレーション領域３０１を挟む一対の領域とは、異なる透磁率の材料で形成されている。つまり、アイソレーション領域３０１は、第１の透磁率の材料で形成されており、このアイソレーション領域３０１（第１透磁率領域）を挟む一対の領域（第２透磁率領域）が、第１の透磁率より低い第２の透磁率の材料で形成されている。

したがって、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、インダクタ特性の劣化の発生を防止することができる。

＜３．その他＞
本発明の実施に際しては、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、アイソレーション領域３０１（第１透磁率領域）を挟む一対の領域（第２透磁率領域）が、アイソレーション領域３０１の透磁率よりも低い透磁率の材料で形成されている場合について説明したが、これに限定されない。アイソレーション領域３０１（第１透磁率領域）を挟む一対の領域（第２透磁率領域）が、アイソレーション領域３０１の透磁率よりも高い透磁率の材料で形成されていても、同様な効果を得ることができる。

具体的には、図１，図２に示したインダクタモジュール１の基板１０１において、アイソレーション領域３０１を、非磁性体でなく、磁性体で形成する。たとえば、フェライトを用いて、アイソレーション領域３０１を形成する。また、インダクタモジュール１の基板１０１において、アイソレーション領域３０１以外の部分については、磁性体でなく、非磁性体で形成する。たとえば、ポリイミドなどの絶縁材料によって形成する。

また、上記の実施形態においては、アイソレーション領域３０１について、ポリイミドなどの単一な絶縁材料を用いて形成したが、これに限定されない。ポリイミドなどの絶縁材料に、磁性体粉末を混在させて、アイソレーション領域３０１を形成しても良い。この場合には、たとえば、磁性体粉末を、４０〜７０ｗｔ％程度の割合になるように、混在させることが好適である。

また、上記の実施形態では、基板１０１の水平面（ｘｙ面）において、アイソレーション領域３０１を、第１インダクタ２０１の周囲に形成する場合について説明したが、これに限定されない（図１など参照）。本実施形態のように、第１および第２のインダクタ２０１，２０２の２つのインダクタを、インダクタモジュール１に設ける場合には、第１インダクタ２０１と第２インダクタ２０２との間にアイソレーション領域３０１を設け、他に設けなくても良い。

また、上記の実施形態では、第１および第２のインダクタ２０１，２０２の２つのインダクタを、インダクタモジュール１に設ける場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、３つ以上の複数のインダクタを設けてもよい。この場合には、基板の面にて並ぶ複数のインダクタの間に、上記のようなアイソレーション領域を設ける。

また、上記の実施形態では、インダクタモジュールについて説明したが、半導体装置において、第１および第２のインダクタ２０１，２０２を設ける場合に適用しても良い。具体的には、半導体装置に設けた半導体チップに、第１および第２のインダクタ２０１，２０２を電気的に接続するように構成してもよい。

なお、上記の実施形態において、基板１０１，１０１ｂは、本発明における基板に相当する。また、上記の実施形態において、第１インダクタ２０１は、本発明における第１インダクタに相当する。また、上記の実施形態において、第２インダクタ２０２は、第２インダクタに相当する。また、上記の実施形態において、アイソレーション領域３０１は、本発明における第１透磁率領域に相当する。また、上記の実施形態において、領域３０２は、本発明における第２透磁率領域に相当する。また、上記の実施形態において、非磁性体領域１２０は、本発明の非磁性体領域に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１ｂにて非磁性体領域１２０以外の領域は、本発明の磁性体領域に相当する

図１は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図８は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図９は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１０は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１１は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１２は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１３は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１４は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。 図１５は、本発明の第１実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。 図１６は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。 図１７は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの要部について、模式的に示す図である。 図１８は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図１９は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２０は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２１は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２２は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２３は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２４は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２５は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２６は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールの製造方法において、各工程にて製造される要部を示す図である。 図２７は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。 図２８は、本発明の第２実施形態に係るインダクタモジュールにて発生する磁束の磁場を示す断面図である。

符号の説明

１０１，１０１ｂ：基板、１１１，１１１ｂ：上層磁性体、１１２，１１２ｂ：下層磁性体、１２０：非磁性体領域、１２１：上層非磁性体領域、１２２：下層非磁性体領域、２０１：第１インダクタ、２０２：第２インダクタ、２１１：第１電極、２２１：第２電極、３０１：アイソレーション領域、３０２：領域、３１１：上層アイソレーション領域、３１２：下層アイソレーション領域

Claims (7)

1. 少なくとも第１インダクタと第２インダクタとが並んで形成されている基板
   を含み、
   前記基板は、
   前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間に位置する第１透磁率領域が、第１の透磁率の材料で形成されていると共に、
   前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間にて前記第１透磁率領域を挟む一対の第２透磁率領域が、前記第１の透磁率と異なる第２の透磁率の材料で形成されている
   インダクタモジュール。
2. 前記第１透磁率領域は、非磁性体によって形成されており、
   前記第２透磁率領域は、磁性体によって形成されている、
   請求項１に記載のインダクタモジュール。
3. 前記基板は、磁性体によって形成された磁性体領域と、非磁性体によって形成された非磁性体領域とを含み、
   前記第１インダクタは、前記磁性体領域に設けられ、
   前記第２インダクタは、前記非磁性体領域に設けられている、
   請求項２に記載のインダクタモジュール。
4. 前記第１透磁率領域は、磁性体によって形成されており、
   前記第２透磁率領域は、非磁性体によって形成されている、
   請求項１に記載のインダクタモジュール。
5. 前記磁性体は、ＭｎＺｎ系フェライト，ＮｉＺｎ系フェライト，ＮｉＺｎＣｕ系フェライト，Ｂａ系フェライト，ＣｏＦｅ系軟磁性合金，Ｆｅ系軟磁性合金，Ｃｏ系軟磁性合金，ＮｉＦｅ系軟磁性合金のいずれかである、
   請求項２から４にいずれかに記載のインダクタモジュール。
6. 前記非磁性体は、ポリイミド，エポキシ樹脂，フッ素系樹脂，ガラス系，二酸化ケイ素のいずれかである、
   請求項２から４にいずれかに記載のインダクタモジュール。
7. 少なくとも第１インダクタと第２インダクタとが並んで形成されている基板
   を含み、
   前記基板は、
   前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間に位置する第１透磁率領域が、第１の透磁率の材料で形成されていると共に、
   前記第１インダクタと前記第２インダクタとの間にて前記第１透磁率領域を挟む一対の第２透磁率領域が、前記第１の透磁率と異なる第２の透磁率の材料で形成されている
   半導体装置。

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