JPH06120048A - 薄膜トランス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランスの構成要素の構造を改善して、
その占有面積を拡大することなく、エネルギー変換効率
を向上可能な薄膜トランスを実現すること。 【構成】 それぞれ１，２次コイル３，４を有する薄膜
トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤが同一シリコン基板１の表
面側に配置されなる集積薄膜トランス３ａは、隣接し合
うトランス同士が最外周部分のコイルを共有し、そのコ
イルに流れる電流は直流的に同相となる。従って、トラ
ンスの集積化に加えて、実質的なコイル巻数の増加およ
び大電流により、コイルの最外周部分においても磁界を
強化させることができ、トランスのエネルギー変換効率
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパイラル状の薄膜コ
イルを有する薄膜トランス装置に関し、特に、導電性材
料からなるコイル構成部同士の配置構造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンなどの半導体基板上に形成され
る薄膜トランスは、そのコイルが薄膜形成技術をもって
形成されるため、小型化が可能なトランスとして知ら
れ、半導体集積デバイスなどを構成する素子の１つであ
る。ここで、コイルには導電性配線（導体または半導
体）が用いられ、コイルの形状は、コイル長さ（または
面積）当りのインダクタンスを大きく、すなわち、大き
なＱ値（Ｑ＝ωＬ／Ｒ ω：角周波数，Ｌ：相互インダ
クタンス，Ｒ：コイル抵抗）を確保するために、スパイ
ラル形状で形成される。このようにして形成された薄膜
トランスの一例を図２５に示してある。図２５（ａ）
は、薄膜トランスの構造の一例を示す平面図であり、図
２５（ｂ）は、同薄膜トランスをｉｖ−ｉｖ線に沿って
切断した状態を示す断面図である。図２５において、薄
膜トランス１３０は、シリコン基板１３１の表面側に厚
さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜１３２ａが形成さ
れ、その表面側にアルミニウムなどからなる高導電性の
金属材料がスパッタリング法または真空蒸着法などによ
り、厚さが１〜３μｍの金属膜として形成されている。
この後、金属膜は、リソグラフィ（スパイラル・パター
ンの転写）およびエッチングの工程を経て幅が５０〜２
００μｍ，配線間隔が５０〜２００μｍの金属のライン
とされ、この金属のラインが複数回折れ曲がったスパイ
ラル状の１次コイル１３３が形成される。さらに、その
表面側に厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜１３２
ｂが形成された後に、１次コイル１３３と同様な方法に
よって２次コイル１３４が厚さ１〜３μｍで形成され、
しかる後に、２次コイル１３４の表面側に厚さが１〜２
μｍのシリコン酸化膜１３２ｃが形成される。そして、
１次コイル１３３の両端１３５ａ，１３５ｂおよび２次
コイル１３４の両端１３６ａ，１３６ｂを電気的に接続
が可能な端子とするために、１，２次コイル１３３，１
３４の各端子部１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６
ｂの上部のシリコン酸化膜１３２ｂ，１３２ｃをリソグ
ラフィおよびエッチングの工程により除去し、薄膜トラ
ンス１３０を形成する。ここで、薄膜トランス１３０に
おいて、１，２次コイル１３３，１３４のコイル巻数は
共に４であり、また、２次コイル１３４は、１次コイル
１３３に対して同一位置かつ同一パターンで形成されて
いる。

【０００３】このような構成の薄膜トランス１３０は、
たとえば、１次コイル１３３の両端１３５ａ，１３５ｂ
に電流を流し、この電流に変化を与えると、１次コイル
１３３の周囲に発生している磁界が変化するため、２次
コイル１３４の両端１３６ａ，１３６ｂに電位差が生
じ、２次コイル１３４に起電力が生じる。ここで、２次
コイル１３４に発生する誘導起電力（誘導電流）は、２
次コイル１３４のコイル巻数に比例する。また、１次コ
イル１３３のコイル巻数が大きければ、その周囲に発生
する磁界が強調されるため、大きな起電力を誘導させる
ことができる。このように、相互インダクタンスの効果
により起電力を得る薄膜トランス１３０においては、
１，２次コイル１３３，１３４相互のコイル巻数が増大
すれば、各コイル線による磁界が強調されるため、イン
ダクタンス量が増加し、結合係数としても大きくなるの
で、１次コイル１３３から２次コイル１３４へのエネル
ギー変換の効率が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構造の薄膜トランス１３０においては、１次コイル１３
３および２次コイル１３４のコイル巻数を増大させる
と、薄膜トランス１３０自体の面積が大きくなり、トラ
ンスの小型化を図る上で支障となるという問題がある。
また、コイル巻数の増大はコイル線の長大化につなが
り、特に薄膜コイルにおいては、その抵抗値が一般的な
導線の抵抗値に比して非常に大きいため、コイル線の長
大化による抵抗値の増大がエネルギー損失の増大、すな
わち、エネルギー変換効率の目安となるＱ値の低下を招
来する可能性があるという問題がある。

【０００５】このように、従来の薄膜トランス１３０に
おいては、そのエネルギー変換効率の向上を目的とした
コイル巻数の増大とトランスの小型化とがトレードオフ
の関係にあり、また、コイル巻数の増大がエネルギー変
換効率の低下を招来する可能性が指摘されている。

【０００６】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
薄膜トランスの構成要素の構造を改善して、その占有面
積を拡張することなく、エネルギー変換効率を容易に向
上可能な薄膜トランス装置を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る薄膜トランスにおいて講じた第１の手
段は、薄膜トランスの構成要素の構造を改善して、その
占有面積を拡張することなく、エネルギー変換効率を向
上可能な集積化薄膜トランスを容易に構成するための単
体の薄膜トランス（集積化された薄膜トランス装置では
なく、個々の薄膜トランス）に係る手段で、基板の表面
側に、その基板面方向に形成された導電性材料からなる
第１の薄膜コイルと、この第１の薄膜コイルに絶縁膜を
介して基板面方向に形成された導電性材料からなる第２
の薄膜コイルとを少なくとも有する薄膜トランス装置で
あって、第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルのう
ちの一方側の薄膜コイルを、絶縁膜の下層側で基板面方
向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された
少なくとも２条の下層側コイル部のうちのいずれかのコ
イル部と、絶縁膜の上層側で基板面方向に所定の配線間
隔を有してスパイラル状に形成された少なくとも２条の
上層側コイル部のうちのいずれかのコイル部とを絶縁膜
を介して電気的に直列にかつ両端がコイル部の外周端で
構成されるように接続して形成し、他方側の薄膜コイル
を、下層側コイル部および上層側コイル部の他のコイル
部を絶縁膜を介して電気的に直列にかつ両端がコイル部
の外周端で構成されるように接続して形成し、第１の薄
膜コイルおよび第２の薄膜コイルが、いずれも端子を外
周側に備えるようにしたことである。

【０００８】たとえば、第１の薄膜コイルとしては、外
周端側に端子を備える下層側コイル部としての第１のコ
イル部と、外周端側に端子を備え、内周端側が第１のコ
イル部の内周端側に絶縁膜を介して導電接続する上層側
コイル部としての第２のコイル部とで構成する一方、第
２の薄膜コイルとしては、外周端側に端子を備える下層
側コイル部としての第３のコイル部と、外周端側に端子
を備え、内周端側が第１のコイル部の内周端側に絶縁膜
を介して導電接続する上層側コイル部としての第４のコ
イル部とで構成する。この場合には、第１の薄膜コイル
と第２の薄膜コイルとを、略同一のスパイラルパターン
をもって形成し、それらの形成領域については、第１の
薄膜コイルと第２の薄膜コイルとによって構成される薄
膜トランスの内周側のいずれか位置を中心に回転移動し
たときに第１の薄膜コイルと第２の薄膜コイルとが概ね
重なり合うように設定することが好ましい。

【０００９】また、上層側コイル部および下層側コイル
部をいずれも３条以上形成し、これらの上層側コイル部
および下層側コイル部の接続数が第１の薄膜コイルと第
２の薄膜コイルとの間で異なるように設定することによ
って、第１の薄膜コイルの巻き数と第２の薄膜コイルの
巻き数が不等、すなわち、巻き数比が１：１以外の薄膜
トランス装置を構成することが好ましい。

【００１０】ここで、第１の薄膜コイルおよび第２の薄
膜コイルが備える各端子のうちの絶縁膜の下層側にある
端子については、上層側コイル部と同層に形成されて絶
縁膜の下層側に導電接続する積み上げ導電体層で構成す
ることが好ましい。

【００１１】また、絶縁膜の上層側と下層側との導電接
続に用いる接続孔には、その内部側壁が下層側から上層
側に向かって開口面積が拡張するテーパを形成しておく
ことが好ましい。

【００１２】さらに、上層側コイル部および下層側コイ
ル部のスパイラルパターンを、その配線幅および配線間
隔がいずれも同等に設定することが好ましい。

【００１３】また、上層側コイル部および下層側コイル
部のうちの少なくとも１つのコイル部を、電気的に並列
接続状態にある配線幅および配線間隔が同一の複数条の
導電体層を備えるものとして形成することが好ましい。

【００１４】さらに、第１の薄膜コイルおよび第２の薄
膜コイルの形成領域を、それらの重なり面積が最大にな
るように設定することが好ましい。

【００１５】本発明において講じた第２の手段は、上記
の単体の薄膜トランスを基板面方向に複数隣接配置して
集積化された薄膜トランス装置に係る手段であって、隣
接し合う薄膜トランスの間隔を、第１の薄膜コイルの配
線間隔および第２の薄膜コイルの配線間隔のいずれに対
しても同等以下にすることである。

【００１６】本発明において講じた第３の手段は、従来
の単体の薄膜トランスを用いて集積化された薄膜トラン
ス装置を構成する手段であって、基板の表面側に、その
基板面方向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形
成された導電性材料からなる第１の薄膜コイルと、この
第１の薄膜コイルの表面側に絶縁膜を介して基板面方向
にスパイラル状に形成された導電性材料からなる第２の
薄膜コイルとを少なくとも有する薄膜トランスが基板面
方向に複数隣接配置されて集積化された薄膜トランス装
置であって、これら隣接し合う薄膜トランスの間隔を、
第１の薄膜コイルの配線間隔および第２の薄膜コイルの
配線間隔のいずれに対しても同等以下にすることであ
る。

【００１７】ここで、第１の薄膜コイルと第２の薄膜コ
イルとは、同一のスパイラルパターンを有し、かつ、基
板面方向における同一の形成位置を有して形成されてい
ることが好ましい。

【００１８】このような第２の手段または第３の手段を
講じた集積化薄膜トランス装置において、薄膜トランス
は、いずれもその第１の薄膜コイル同士が互いに電気的
に並列接続されていると共に、その第２の薄膜コイル同
士が互いに電気的に並列接続されていることが好まし
い。

【００１９】また、隣接し合う薄膜トランスは、それら
薄膜トランス間の中心を基板面方向に通過する線を中心
線として線対称に配置されていることが好ましい。

【００２０】さらに、隣接し合う薄膜トランスのうちの
少なくとも１対は、それらの第１の薄膜コイルのうちの
最外周部分のコイルを互いに共有すると共に、それらの
第２の薄膜コイルのうちの最外周部分のコイルを互いに
共有することが好ましい。

【００２１】また、上記の本発明に係る各薄膜トランス
装置においては、基板の表面側に、絶縁膜を介して第１
の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルと分離された磁性
体膜を設けることが好ましい。

【００２２】この場合には、磁性体膜を、たとえば、基
板と第１の薄膜コイルとの間，第１の薄膜コイルと第２
の薄膜コイルとの間または最上層の薄膜コイルの表面側
に設けることができる。ここで、磁性体膜の形成領域に
は、磁性体膜の分断領域としての渦電流緩和部を設ける
ことが好ましい。この場合において、第１の薄膜コイル
および第２の薄膜コイルが、いずれも、その周回毎に複
数の角部およびこれらの角部を結ぶ直線部を有するスパ
イラルパターンをもって形成されている場合には、渦電
流緩和部としては、たとえば、第１の薄膜コイルおよび
第２の薄膜コイルの周回毎の角部を結ぶ領域に対応する
部分に形成することが好ましい。さらに、渦電流緩和部
を、第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルの周回毎
の直線部を結ぶ領域に対応する部分にも形成することが
好ましい。

【００２３】また、磁性体膜は、薄膜トランスの形成領
域に対する側方近傍位置にその周囲を取り囲む状態に形
成することが好ましい。

【００２４】さらに、第１の薄膜コイルおよび第２の内
周端側のうち、薄膜コイルの略中心部に相当する薄膜コ
イルの非形成領域にある絶縁膜に磁性体膜を埋め込んで
おくことが好ましい。また、薄膜コイルの下層側および
上層側のいずれの側にも下部磁性体膜および上部磁性体
膜を設けておき、これらの下部磁性体膜と上部磁性体膜
とを、薄膜コイルの略中心部に相当する薄膜コイル部の
非形成領域において互いに接続しておくことが好まし
い。

【００２５】そして、基板には、半導体，ガラス，フィ
ルムまたは金属などを用いることができる。

【００２６】

【作用】上記第１の手段ないし第３の手段を講じた薄膜
トランスのうち、最も基本的な構造の単体の薄膜トラン
スを有する第３の手段を講じた薄膜トランスにおいて
は、複数の薄膜トランスを同一基板上に隣接して形成
し、その隣接し合う薄膜トランスの間隔が、個々の薄膜
トランスの配線間隔と同等以下の間隔を有して集積化さ
れていることを特徴とする。従って、本発明の集積薄膜
トランスは、これを構成する個々の薄膜トランスにおい
て、その最外周部分のコイルの外側近傍に磁界を発生す
るコイルが存在することになるため、最外周部分のコイ
ルにおける磁界の結合が強化でき、個々の薄膜トランス
における磁界が強化されるので、薄膜トランスの集積化
に加えて、その磁界強度を高めることができる。ここ
で、第１，第２の薄膜コイルが同一のスパイラルパター
ンおよび同一の形成位置を有して配線されている場合に
は、磁界の結合をさらに強化することができる。なお、
個々の薄膜トランスにおいては、スパイラルコイルの幅
および間隔を縮小して形成することが可能であり、トラ
ンスの占有面積を拡大するものではなく、さらに、薄膜
コイルを短縮することによりコイルの低抵抗化が可能で
あり、損失を低減できる。

【００２７】また、集積化された複数の薄膜トランスの
第１の薄膜コイル同士を互いに電気的に並列接続すると
共に、第２の薄膜コイル同士を互いに電気的に並列接続
し、すなわち、各トランス間を並列に接続した場合に
は、個々のトランスの抵抗が並列接続されるので、集積
薄膜トランスとしての抵抗値の増大を防止することがで
き、損失を低減できる。

【００２８】また、薄膜トランス間の中心を基板面方向
に通過する線を中心線として線対称に隣接し合う薄膜ト
ランスを配置した場合には、中心線を介して対峙するコ
イルに流れる電流の方向が直流的には同一方向となるた
め、個々の薄膜トランスにおいて、実質的なコイル巻数
の増加となるので、磁界の結合が強化され、さらに磁界
強度を高めることができる。さらに、第１の薄膜コイル
のうちの最外周部分のコイルおよび第２の薄膜コイルの
うちの最外周部分のコイルを隣接し合う薄膜トランスが
互いに共有して構成されている場合には、その共有され
たコイルに流れる電流の位相が完全に一致して同相とな
るので、コイルのなかで最も磁界の結合が弱い最外周部
分のコイルに他のコイルに流れる電流の２倍の電流を流
すことができるため、その磁界の結合を強化することが
でき、エネルギー変換効率などのトランス性能の向上が
可能となる。

【００２９】これに対して、第１の手段および第２の手
段を講じた薄膜トランス装置においては、基板の表面側
に下層側コイル部および上層側コイル部をそれぞれ設け
ておき、下層側コイル部のうちのいずれかコイル部と上
層側コイル部のうちのいずれかのコイル部同士とを絶縁
膜を介して電気的に直列に接続して第１の薄膜コイルを
形成する一方、他のコイル部を、絶縁膜を介して電気的
に直列に接続して第２の薄膜コイルを形成する。このた
め、第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルのいずれ
においても、端子を外周側に配置することができる。

【００３０】たとえば、基板の表面側に第１のコイル部
および第３のコイル部を設ける一方、それらの表面側に
おいて絶縁膜を介して第２のコイル部および第４のコイ
ル部を設け、そのうち、第１のコイル部と第２のコイル
部とを内周端側で接続することによって、第１の薄膜コ
イルは外周端側に端子を備え、第３のコイル部と第４の
コイル部とを内周端側で接続することによって、第２の
薄膜コイルは外周端側に端子を備えることになって、内
周側には端子を必要としない。ここで、薄膜トランスに
おいては、薄膜コイルの中央部に最も強い磁束が発生す
るが、この薄膜トランス装置においては、内周端側には
端子がないので、内周側に金属線などを配線する必要が
ない。それ故、内周端側の端子に接続された金属線に流
す電流によって生じる外部磁界が、薄膜コイル自身によ
って発生した磁界を乱すことがない。さらに、上述の第
３の手段を講じた薄膜トランス装置のように、薄膜トラ
ンスを基板の面方向に複数隣接配置して、集積化された
薄膜トランス装置を構成する場合であっても、外周端側
にのみ端子があるので、単体の薄膜トランスからの配線
にあたって、その配線方法としては、ワイヤーボンディ
ングに限定されることがなく、たとえば、単体の薄膜ト
ランス同士を、薄膜コイルの構成部分を形成するときに
同時形成した導電性材料を利用することができる。

【００３１】これに対して、上層側コイル部および下層
側コイル部をいずれも３条以上形成しておき、これらの
上層側コイル部および下層側コイル部を直列に接続して
第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルを構成すると
きに、これらの薄膜コイルの間で、コイル部の接続数を
異なるように設定すると、第１の薄膜コイルと第２の薄
膜コイルの巻き数が不等、すなわち、巻き数比が１：１
以外の薄膜トランスを実現できる。しかも、集積化され
た薄膜トランス装置を構成する場合であっても、外周端
側にのみ端子があるので、単体の薄膜トランスからの配
線にあたって、たとえば、薄膜コイルの構成部分を形成
するときに同時形成した導電性材料を利用することがで
きる。

【００３２】また、上記の本発明に係る薄膜トランス装
置に対して、絶縁膜を介して第１，第２の薄膜コイルと
分離される磁性体膜を設けた場合には、コイルの周囲に
発生する磁界の強化に加えて、磁性体膜によって磁束を
捕らえることができるため、磁界の漏れを少なくするこ
とができるので、さらに磁界強化を図ることが可能とな
る。

【００３３】

【実施例】つぎに、本発明に係る集積薄膜トランスにつ
いて添付図面を参照して説明する。

【００３４】〔実施例１〕図１（ａ）は本発明の実施例
１に係る集積薄膜トランス（本発明の第３の手段を講じ
た薄膜トランス装置）の構造を示す平面図であり、図１
（ｂ）は同集積薄膜トランスをｖ−ｖ線に沿って切断し
た状態を示す断面図である。これらの図において、本例
の集積薄膜トランス１ａは、それぞれが１，２次コイル
を有し、同規模に形成された４つの薄膜トランスＡ，
Ｂ，ＣおよびＤが同一基板上に隣接して配置された構成
を有している。ここで、隣接して形成された薄膜トラン
スＡ，Ｂ，ＣおよびＤの相互間の間隔ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃
およびｄ₄ は、個々の薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤ
におけるスパイラルコイルの配線間隔ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c
およびｄ_d と同一となっている。また、各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤにおいては、いずれも電気的に接続
が可能なように１，２次コイルの両端に端子Ａ１〜Ａ
４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４およびＤ１〜Ｄ４が設けら
れている。

【００３５】このような構成の集積薄膜トランス１ａ
は、シリコン基板（基板）１の表面側に、４つの薄膜ト
ランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを薄膜形成技術により同時に
形成している。すなわち、シリコン基板１の表面側に、
厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜２ａが形成さ
れ、その表面側に銅，鉄またはアルミニウムなどからな
る高導電性の金属材料をスパッタリング法または真空蒸
着法などによって厚さが１μｍ（１〜３μｍ）の薄膜と
して、集積薄膜トランス１ａの形成領域、すなわち、各
薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの領域に一体的に形成
する。この後、成膜された金属薄膜をリソグラフィおよ
びエッチングなどの工程を用いて線幅が２０μｍ，配線
間隔が２０μｍの金属ラインにパターニングし、４つの
スパイラル状のコイル、すなわち、１次コイル（第１の
薄膜コイル）３を形成する。そして、この１次コイル３
の表面側に厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜２ｂ
が堆積された状態で、１次コイル３と同様の方法で厚さ
が１μｍ（１〜３μｍ）の２次コイル（第２の薄膜コイ
ル）４を形成する。さらに、２次コイル４の表面側に厚
さが１〜２μｍのシリコン酸化膜２ｃが堆積され、本例
の集積薄膜トランス１ａは形成されている。ここで、
１，２次コイル３，４は共にそのコイル巻数は４であ
り、同一スパイラルパターンおよびシリコン基板１の基
板面方向に対して同一位置に形成されている。また、本
例の集積薄膜トランス１ａにおいては、１，２次コイル
３，４のライン幅および長さが、図２５（ａ），（ｂ）
に示す従来の薄膜トランス３０のコイルに比していずれ
も約１／２のサイズで形成されているため、各薄膜トラ
ンスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの占有面積を縮小でき（占有面
積は従来比で約１／４）、従来の薄膜トランス３０と同
一面積で同一コイル巻数を有するスパイラルコイルを４
つ形成することができる。なお、集積薄膜トランス１ａ
においては、コイル線の厚さ（１μｍ）を従来のものと
同一にして、コイル線自体の抵抗値は従来と同様にして
いる。また、１，２次コイル３，４を構成する薄膜材料
としては、上記の高導電性の金属材料の他、ポリシリコ
ンなどの半導体材料であってもよい。

【００３６】図２に、本例の集積薄膜トランス１ａの電
気的な等価回路を示してある。本例の集積薄膜トランス
１ａにおいては、１次コイル３を互いに並列に、すなわ
ち、薄膜トランスＡの１次コイルと、薄膜トランスＢの
１次コイルと、薄膜トランスＣの１次コイルおよび薄膜
トランスＤの１次コイルを相互に並列に接続している。
また、２次コイル４においても同様に、各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの２次コイルを相互に電気的に並列
になるように接続している。たとえば、図２に示すよう
に、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの一方側１次コ
イル端子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１およびＤ１を共通に接続して
入力端子ＩＮ１とすると共に、他方側１次コイル端子Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２およびＤ２を共通に接続して入力端子Ｉ
Ｎ２を構成して、これら入力端子ＩＮ１，ＩＮ２の２種
を集積薄膜トランス１ａの１次側とする。一方で、各薄
膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの一方側２次コイル端子
Ａ３，Ｂ３，Ｃ３およびＤ３を共通に接続して出力端子
ＯＵＴ１とすると共に、他方側２次コイル端子Ａ４，Ｂ
４，Ｃ４およびＤ４を共通に接続して出力端子ＯＵＴ２
を構成して、これら出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の２種
を集積薄膜トランス１ａの２次側としている。

【００３７】このような構成の集積薄膜トランス１ａに
おいては、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤのコイル
の周囲に発生する磁界を強化させることができ、トラン
ス性能を向上させることができる。すなわち、集積薄膜
トランス１ａにおいては、各薄膜トランスＡ，Ｂ，Ｃお
よびＤの最外周部分のコイルのさらに外側に、それらの
配線間隔ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c およびｄ_d と同一の間隔をお
いて隣接するトランスのコイルが存在しているため、こ
れらのコイルの相関関係により、磁界の結合が内側に比
して弱い最外周部分のコイルにおいても磁界の結合を強
化することができる。従って、集積薄膜トランス１ａに
おいては、トランスの集積化に加えて、そのトランス性
能を向上できるので、各薄膜トランスＡ，Ｂ，Ｃおよび
Ｄに従来の薄膜トランス３０と同じ電流を流した場合の
集積薄膜トランス１ａの相互インダクタンスは、従来の
薄膜トランス３０の相互インダクタンスに比して約２．
５倍（２〜３倍）と大きな値となる。また、集積薄膜ト
ランス１ａにおいては、各薄膜トランスＡ，Ｂ，Ｃおよ
びＤが電気的に並列に接続されているため、総合的な集
積薄膜トランス１ａとしての抵抗値は、従来薄膜トラン
ス３０の抵抗値に比して約１／４となる。従って、集積
薄膜トランス１ａの１次から２次へのエネルギー変換効
率をＱ値に基づき従来の薄膜トランス３０との比較で表
すと、以下に示すようになる。

【００３８】 Ｑ＝ωＬ／Ｒより、 従来の薄膜トランス３０のＱ₃₀値は、Ｑ₃₀＝ωＬ₃₀／Ｒ₃₀ ・・・（１） 集積薄膜トランス１ａのＱ₁ 値は、Ｑ₁ ＝ωＬ₁ ／Ｒ₁ ・・・（２） ここで、Ｌ₁ ＝２．５Ｌ₃₀，Ｒ₁ ＝０．２５Ｒ₃₀にそれ
ぞれ変換できるので、式（２）は、次に示す式（２’）
となる。

【００３９】 Ｑ₁ ＝ω・２．５Ｌ₃₀／０．２５Ｒ₃₀＝１０ωＬ₃₀／Ｒ₃₀ ・・・（２’） すなわち、本例の集積薄膜トランス１ａは、そのエネル
ギー変換効率が従来の薄膜トランス３０の１０倍という
高い値を達成している。

【００４０】このように、本例の集積薄膜トランス１ａ
は、同一基板上に薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを２
次元的に配置し、それら薄膜トランス同士の間隔ｄ₁ ，
ｄ₂，ｄ₃ およびｄ₄ を１，２次コイル３，４の配線間
隔ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c およびｄ_d に対して同一としている
ため、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの最外周部分
のコイル同士が相関関係となり、コイルの最外周部分に
おける磁界が強化されるので、集積薄膜トランス１ａの
相互インダクタンスを高めることができ、１次から２次
へのエネルギー変換効率を向上させることが可能とな
る。ここで、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤにおい
ては、いずれも１，２次コイル３，４のコイル幅及び配
線間隔を縮小することにより小型化しているため、トラ
ンスの占有面積が拡大することがない。

【００４１】また、集積薄膜トランス１ａにおいては、
各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを並列に接続した
が、これに限らず、直列または直列と並列を組み合わせ
て接続することができ、接続方法としては、集積薄膜ト
ランスを構成する薄膜トランスの数やそのコイル巻数お
よびコイル線の抵抗値などの関係から最適化されるもの
である。たとえば、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤ
を並列に接続した本例の集積薄膜トランス１ａの相互イ
ンダクタンスは、従来比で２．５倍であったが、各薄膜
トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを直列に接続した場合に
は、従来比で０．６倍の相互インダクタンスが得られ、
直列と並列を組み合わせて接続した場合、すなわち、各
薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの内の２個ずつを並列
に接続したものを直列に接続した場合には、従来比で
２．５倍の相互インダクタンスを得ることができる。

【００４２】なお、薄膜トランス同士の間隔ｄ₁ ，
ｄ₂ ，ｄ₃ およびｄ₄ を１，２次コイル３，４の配線間
隔ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c およびｄ_d よりも小さな値で各薄膜
トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを配置してもよく、また、
配線間隔ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c およびｄ_d と同一以下のラン
ダムな間隔で配置されるものであってもよい。

【００４３】〔実施例１の変形例〕また、実施例１の集
積薄膜トランス１ａの変形例として、各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのコイル巻数を減少させてコイル抵
抗を低減することにより、エネルギー変換効率の向上と
共に、集積薄膜トランス１ａの小型化を図ることができ
る。たとえば、図１に示す集積薄膜トランス１ａの各薄
膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤのコイル巻数を３として
集積薄膜トランスを構成した場合には、その相互インダ
クタンスを従来比の約１．３倍と向上させることがで
き、また、集積薄膜トランス自体の抵抗値としては、実
施例１の集積薄膜トランス１ａの抵抗値をさらに約３割
低減できる。従って、このような集積薄膜トランスの１
次から２次へのエネルギー変換効率をＱ値に基づき従来
の薄膜トランス３０との比較で表すと、以下に示すよう
なる。

【００４４】 集積薄膜トランスのＱ_1'値は、Ｑ_1'＝ωＬ_1'／Ｒ_1' ・・・（３） ここで、Ｌ_1'＝１．３Ｌ₃₀，Ｒ_1'＝０．１８Ｒ₃₀にそれ
ぞれ変換できるので、式（３）は、次に示す式（３’）
となる。

【００４５】 Ｑ_1'＝ω・１．３Ｌ₃₀／０．１８Ｒ₃₀＝７．２ωＬ₃₀／Ｒ₃₀ ・・・（３’） すなわち、変形例の集積薄膜トランスにおいては、その
エネルギー変換効率が従来の薄膜トランス３０の７．２
倍を達成し、かつ、トランスの占有面積としては従来の
約６割に縮小することが可能となるため、面積当りのエ
ネルギー変換効率を向上させることができる。

【００４６】〔実施例２〕図３に、本発明の実施例２に
係る集積薄膜トランスの構造を示してある。なお、本例
の集積薄膜トランスの構造は実施例１の集積薄膜トラン
ス１ａとほぼ同様であり、共通する部分には同一参照符
号を付し、その説明は省略する。

【００４７】図３において、本例の集積薄膜トランス２
ａの特徴点は、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤが、
その隣接するトランス間の中心をシリコン基板１の基板
面方向に通過する線を中心線として線対称に配置されて
いる点にある。すなわち、薄膜トランスＡおよびＢにお
いては、そのトランス間の中心を通過する線分２１を中
心線として線対称に配置されている。同様に、薄膜トラ
ンスＡおよびＣにおいては、線分２２を中心線として、
薄膜トランスＢおよびＤにおいては、線分２３を中心線
として、薄膜トランスＣおよびＤにおいては、線分２４
を中心線として、それぞれ線対称に配置されている。

【００４８】このような構成の集積薄膜トランス２ａ
は、各薄膜トランストランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤに電流
を流した場合に、そのコイルの最外周部分に流れる電流
が直流的に同一方向となる。すなわち、各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤを実施例１と同様に並列に接続する
と共に、たとえば、入力端子ＩＮ１（一方側１次コイル
端子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１およびＤ１）の側に正の電位を印
加した場合には、薄膜トランスＡの薄膜トランスＢの側
の最外周部分のコイルＣ_ABには方向Ｉ₁ へ電流が流れ、
薄膜トランスＢの薄膜トランスＡの側の最外周部分のコ
イルＣ_BAにおいても方向Ｉ₁ へ電流が流れる。また、薄
膜トランスＡの薄膜トランスＣの側の最外周部分のコイ
ルＣ_ACには方向Ｉ₂ へ電流が流れ、薄膜トランスＢの薄
膜トランスＡの側の最外周部分のコイルＣ_CAにおいても
方向Ｉ₂ へ電流が流れる。同様に、薄膜トランスＢ，Ｄ
間においては、コイルＣ_BD，Ｃ_DB共に方向Ｉ₃ へ電流が
流れ、薄膜トランスＣ，Ｄ間においては、コイルＣ_CD，
Ｃ_DC共に方向Ｉ₄ へ電流が流れるようになっている。従
って、本例の集積薄膜トランス２ａは、実施例１の集積
薄膜トランス１ａと同様の磁界の強化に加えて、各薄膜
トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤのコイルの最外周部分に流
れる電流が直流的に同一方向になるため、各コイルの最
外周部分の外側にも同位相で電流の流れるコイルが存在
するので、実質的にコイル巻数が増加したことになり、
スパイラルコイルのなかで最も磁界の結合が弱い最外周
部分に発生する磁界の結合を強化してエネルギー変換効
率などのトランス性能をさらに向上させることができ
る。

【００４９】ここで、各薄膜トランスＡ，Ｂ，Ｃおよび
Ｄのコイルの最外周部分に流れる電流が直流的に同一方
向になるように各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを配
置しても、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの配置や
各端子の接続方法によっては、電流の流れに交流的な位
相のずれが生じる場合がある。位相差が生じると、コイ
ルに流れる電流の妨げとなるため、この位相差が０〜π
ラジアンの範囲内となるようにコイルの巻方向や薄膜ト
ランスの配置ピッチおよび基板上の絶縁膜の膜厚さを調
節して浮遊容量，対基板との容量を調節する必要があ
る。なお、本例の集積薄膜トランス２ａのように同一形
状のトランスを同一ピッチで配置し、各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの端子を並列に接続した場合には、
最外周部分に流れる電流に交流的な位相のずれはそれほ
どずれない（位相差：π／２ラジアンＭＡＸ）。

【００５０】〔実施例３〕図４に、本発明の実施例３に
係る集積薄膜トランスの構造を示してある。なお、本例
の集積薄膜トランスの構造は実施例２の集積薄膜トラン
ス２ａとほぼ同様であり、共通する部分には同一参照符
号を付し、その説明は省略する。

【００５１】図４において、本例の集積薄膜トランス３
ａが実施例２の集積薄膜トランス２ａと異なる点は、各
薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤを構成するスパイラル
コイルのうちの最外周部分のコイルが隣接する２つのト
ランスに共有されてなる共有コイルを有している点にあ
る。すなわち、集積薄膜トランス３ａにおいては、薄膜
トランスＡの薄膜トランスＢの側の最外周部分のコイル
と、薄膜トランスＢの薄膜トランスＡの側の最外周部分
のコイルとを重ね合わせた形にパターニングされている
ため、コイルＣ₁ は薄膜トランスＡの最外周部分のコイ
ルＣ₁ であると共に薄膜トランスＢの最外周部分のコイ
ルＣ₁ でもある。同様に、薄膜トランスＡ，Ｃにおいて
はコイルＣ₂ を共有し、薄膜トランスＢ，Ｄにおいては
コイルＣ₃ を共有し、薄膜トランスＣ，Ｄにおいてはコ
イルＣ₄ を共有して、本例の集積薄膜トランス３ａは構
成されている。

【００５２】このような構成の集積薄膜トランス３ａ
は、各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの最外周部分の
コイル（共有コイル）Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ およびＣ₄ に流
れる電流の位相が完全に一致して同相となるので、これ
らのコイルＣ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ およびＣ₄ に内周側のコイ
ルに比して２倍の電流を流すことができるため、その磁
界をより一層強化でき、相互インダクタンスをさらに向
上させることが可能となる。たとえば、本例の集積薄膜
トランス３ａの相互インダクタンスは、実施例２の集積
薄膜トランス２ａの相互インダクタンスに比して、１．
３〜２倍を達成している。さらに、本例の集積薄膜トラ
ンス３ａにおいては、各薄膜トランスＡ，Ｂ，Ｃおよび
Ｄが、その最外周部分のコイルＣ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ および
Ｃ₄ を隣接するトランス同士で共有する形で配置されて
いるため、スパイラルコイルのパターニングを省略する
ことができ、占有面積の縮小が可能となる。

【００５３】なお、本例の集積薄膜トランス３ａにおけ
る各薄膜トランスＡ，Ｂ，ＣおよびＤの配置例に限ら
ず、隣接する薄膜トランス同士で共有される共有コイル
が集積薄膜トランスに、少なくとも１つ設けられていれ
ば本例と同様な効果を得ることができる。

【００５４】〔実施例４〕図５に、本発明の実施例４に
係る集積薄膜トランスの構造を示してある。図５（ａ）
は本例の集積薄膜トランスの構造を示す平面図であり、
図５（ｂ）は同集積薄膜トランスをｖｉ−ｖｉ線に沿っ
て切断した状態を示す断面図である。なお、本例の集積
薄膜トランスの構造は実施例２の集積薄膜トランス２ａ
とほぼ同様であり、共通する部分には同一参照符号を付
し、その説明は省略する。

【００５５】図５において、本例の集積薄膜トランス４
ａが実施例２の集積薄膜トランス２ａと異なる点は、シ
リコン基板の表面側に４層の薄膜コイルがシリコン酸化
膜を介して積層されている点にある。すなわち、集積薄
膜トランス４ａにおいては、実施例２の集積薄膜トラン
ス２ａと同様にシリコン基板１の表面側に１，２次コイ
ル３，４が形成された後に、さらに、２次コイル４の表
面側に厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜２ｄが堆
積された状態で、１，２次コイル３，４と同様の方法で
厚さが１μｍ（１〜３μｍ）の３次コイル５を形成す
る。そして、この３次コイル５の表面側に厚さが０．１
〜２μｍのシリコン酸化膜２ｅが堆積された状態で最上
層の厚さが１μｍ（１〜３μｍ）の４次コイル６を他の
コイルと同様の方法で形成し、この４次コイル６の表面
側に厚さが１〜２μｍのシリコン酸化膜２ｆが堆積さ
れ、本例の集積薄膜トランス４ａは形成されている。こ
こで、１〜４次コイル３〜６は共にそのコイル巻数は４
であり、いずれも同一スパイラルパターンおよびシリコ
ン基板１の基板面方向に対して同一位置に形成されてい
る。

【００５６】このような構成の集積薄膜トランス４ａの
接続方法としては、たとえば、実施例１ないし実施例３
と同様に、１〜４次コイル３〜６の各コイルをそれぞれ
並列に接続し、さらに、１次コイル３と４次コイル６と
を並列に接続して１次側とする。一方で、２次コイル４
と３次コイル５とを並列に接続して２次側とすることが
できる。このように接続された集積薄膜トランス４ａ
は、実施例１ないし実施例３と同様な各薄膜トランス
Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの集積化による磁界の強化に加え
て、スパイラルコイルの多層化により、トランスの占有
面積を拡大することなく、より一層の磁界強化を図るこ
とが可能となる。

【００５７】なお、集積薄膜トランス４ａにおいては、
その接続方法として本例において採用した以外の接続方
法としてもよく、１〜４次コイル３〜６の間で、また、
各コイルの間で任意の接続方法を採用することができ
る。

【００５８】〔実施例５〕図６に、本発明の実施例５に
係る集積薄膜トランスの要部の構造を示してある。な
お、本例の集積薄膜トランスの構造は実施例２の集積薄
膜トランス２ａとほぼ同様であり、共通する部分には同
一参照符号を付し、その説明は省略する。

【００５９】図６において、本例の集積薄膜トランス５
ａが実施例２の集積薄膜トランス２ａと異なる点は、集
積薄膜トランス５ａにおいては、そのシリコン基板１と
１次コイル３の間と、２次コイル４の表面側に、共に磁
性体膜７，８が形成されている点にある。すなわち、集
積薄膜トランス５ａにおいては、シリコン基板１の表面
側に、厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜２ａが形
成され、その表面側に厚さが０．１〜１μｍの磁性体膜
７および厚さが０．１〜２μｍのシリコン酸化膜２ｇが
形成され、このシリコン酸化膜２ｇの表面側に厚さが１
μｍの１次コイル３がスパッタリング法およびリソグラ
フィなどの工程を経て形成される。この後、１次コイル
３の表面側に、シリコン酸化膜２ｂ，２次コイル４，シ
リコン酸化膜２ｈ，磁性体膜８およびシリコン酸化膜２
ｉが順次形成され、本例の集積薄膜トランス５ａは形成
されている。

【００６０】このような構成の集積薄膜トランス５ａ
は、実施例２において説明したようにトランスの集積化
による磁界の強化に加えて、磁束を磁性体膜７，８によ
り捕られることができ、磁界の漏れを低減することが可
能となるので、磁界をさらに強化させることができる。
ここで、このような磁性体膜としては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆ
ｅおよびＣｕなどの磁性体材料をスパッタリング法など
により形成することができる。

【００６１】〔実施例６〕図７に、本発明の実施例６に
係る集積薄膜トランスの要部の構造を示してある。な
お、本例の集積薄膜トランスの構造は実施例５の集積薄
膜トランス５ａとほぼ同様であり、共通する部分には同
一参照符号を付し、その説明は省略する。

【００６２】図７において、本例の集積薄膜トランス６
ａが実施例５の集積薄膜トランス５ａと異なる点は、そ
の磁性体膜の形成領域にある。すなわち、本例の集積薄
膜トランス６ａにおいては、１次コイル３と２次コイル
４との間にシリコン酸化膜２ｊ，２ｋを介して磁性体膜
９が形成されている。

【００６３】このような構成の集積薄膜トランス６ａに
おいても、その磁性体膜９の作用により、実施例５の集
積薄膜トランス５ａと同様な効果を得ることができる。

【００６４】なお、実施例１ないし実施例６において
は、同一基板上に、同規模の薄膜トランスを４つ集積化
したものについて説明したが、これに限らず、集積化さ
れるトランスの数を３つ以下としてもよく、また、５つ
以上であってもよい。

【００６５】〔実施例７〕つぎに、図８（ａ），
（ｂ），図９（ａ），（ｂ）および図１０（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例７に係る薄膜トラン
ス装置（本発明の第１の手段を講じた薄膜トランス装置
のうち、第１の薄膜コイルを第１のコイル部と第２のコ
イル部の２条のコイル部で構成し、第２の薄膜コイルも
第３のコイル部と第４のコイル部との２条のコイル部で
構成した薄膜トランス装置）について説明する。ここ
で、図８（ａ）は本例の単体の薄膜トランスのコイルパ
ターンを示す平面図、図８（ｂ）はそのｖｉｉ−ｖｉｉ
線における断面図である。図９（ａ）は本例の薄膜トラ
ンスを構成する第１の薄膜コイルのコイルパターンを示
す平面図、図９（ｂ）は第２の薄膜コイルのコイルパタ
ーンを示す平面図である。図１０（ａ）は本例の薄膜ト
ランスを構成する下層側コイル部（第１のコイル部およ
び第３のコイル部）のスパイラルパターンを示す平面
図、図１０（ｂ）はその上層側コイル部（第２のコイル
部および第４のコイル部）のスパイラルパターンを示す
平面図である。

【００６６】まず、図８（ａ），（ｂ）において、本例
の薄膜トランス３０は、基板３１の表面側に、その基板
面方向に形成された厚さが１〜３μｍ、幅が１０〜２０
０μｍのアルミニウム（導電性材料）からなる第１の薄
膜コイル３２と、この第１の薄膜コイル３２に絶縁膜３
３を介して基板面方向に形成された厚さが１〜３μｍ、
幅が１０〜２００μｍのアルミニウム（導電性材料）か
らなる第２の薄膜コイル３４とを有し、第１の薄膜コイ
ル３２および第２の薄膜コイル３４のいずれも、その配
線厚さ，配線幅および配線間隔が、いずれの配線部も接
触しない寸法範囲を保持しながら同等寸法に設定されて
いる。ここで、第１の薄膜コイル３２は第１のコイル部
３２１と第２のコイル部３２２とを有し、そのうち、第
１のコイル部３２１は、基板３１の表面側において、絶
縁膜３３の下層側で基板面方向に所定の配線間隔を有し
てスパイラル状に形成された導電性材料からなり、その
外周端３２１ａに端子３２３を備える一方、第２のコイ
ル部３２２は、絶縁膜３１の上層側で基板面方向に所定
の配線間隔を有してスパイラル状に形成された導電性材
料からなり、その内周端３２２ｂが絶縁膜３３の接続孔
３３１を介して第１のコイル部３２１の内周端３２１ｂ
に導電接続し、かつ外周端３２２ａに端子３２４を備え
る。これに対して、第２の薄膜コイル３４は第３のコイ
ル部３４１と第２のコイル部３４２とを有し、そのう
ち、第３のコイル部３４１は、基板３１の表面側におい
て、絶縁膜３３の下層側で基板面方向に所定の配線間隔
を有してスパイラル状に形成された導電性材料からな
り、その外周端３４１ａに端子３４３を備える一方、第
４のコイル部３４２は、絶縁膜３３の上層側で基板面方
向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された
導電性材料からなり、その内周端３４２ｂが第３のコイ
ル部３４１の内周端３４１ｂに絶縁膜３３の接続孔３３
２を介して導電接続し、かつ外周端３４２ａに端子３４
４を備える。

【００６７】すなわち、図１０（ａ）に示すように、第
１のコイル部３２１と第３のコイル部３４１とは絶縁膜
３３の下層側に分離して形成されている一方、図１０
（ｂ）に示すように、第２のコイル部３２２と第４のコ
イル部３４２とは絶縁膜３３の上層側に分離して形成さ
れているが、図９（ａ）に示すように、第１の薄膜コイ
ル３２においては、第１のコイル部３２１の内周端３２
１ｂと第２のコイル部３２２の内周端３２２ｂとが絶縁
膜３３の接続孔３３１を介して導電接続することによっ
て、第１のコイル部３２１と第２のコイル部３２２とが
電気的に直列接続した状態にある。同様に、図９（ｂ）
に示すように、第２の薄膜コイル３４においては、第３
のコイル部３４１の内周端３４１ｂと第４のコイル部３
４２の内周端３４２ｂとが絶縁膜３３の接続孔３３２を
介して導電接続することによって、第３のコイル部３４
１と第４のコイル部３４２とが電気的に直列接続した状
態にある。ここで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、
第１の薄膜コイル３２と第２の薄膜コイル３４とは、互
いに同一のスパイラルパターンをもって形成され、それ
らの形成領域は、第１の薄膜コイル３２と第２の薄膜コ
イル３４とによって構成される薄膜トランス３０の内周
側の中心に回転移動させたときに第１の薄膜コイル３２
と第２の薄膜コイル３４とが重なり合うように設定され
ている。さらに、第１の薄膜コイル３２および第２の薄
膜コイル３４の形成領域は、そのスパイラルパターンが
同一であるため、図８（ａ）に示すように、重なり面積
が最大になるように設定されている。

【００６８】このような構成の薄膜トランス３０は、以
下の工程を経て製造される。

【００６９】まず、図８（ｂ）に示すように、シリコン
などの基板３１の表面側に、絶縁膜３３ａとしてのシリ
コン酸化膜を０．１〜２μｍの厚さで形成する。その後
に、下層側のコイル部としての第１の薄膜コイル３２１
および第３の薄膜コイル３４１を形成するための厚さが
１〜３μｍのアルミニウム層を絶縁膜３３ａの表面に形
成し、それをリソグラフィーおよびエッチングによって
パターニングして、図１０（ａ）に示す第１のコイル部
３２１および第３のコイル部３４１を幅が１０〜２００
μｍのアルミニウムラインとして形成する。

【００７０】つぎに、それらの表面側に、厚さが約０．
１〜２μｍの絶縁膜３３ｂとしてのシリコン酸化膜を形
成する。

【００７１】つぎに、絶縁膜３３ｂに対して、第１のコ
イル部３２１の内周端３２１ｂおよび第３のコイル部３
４１の内周端３４１ｂに対応して接続孔３３１，３３２
を形成する。

【００７２】その後に、上層側のコイル部としての第２
のコイル部３２２および第４のコイル部３４２を形成す
るための厚さが１〜３μｍのアルミニウム層を絶縁膜３
３ｂの表面に形成し、それをリソグラフィーおよびエッ
チングによってパターニングして、図１０（ｂ）に示す
第２のコイル部３２２および第４のコイル部３４２を幅
が１０〜２００μｍのアルミニウムラインとして形成す
る。これによって、接続孔３３１，３３２が埋め込まれ
て、第１のコイル部３２１の内周端３２１ｂと第２のコ
イル部３２２の内周端３２２ｂとが絶縁膜３３の接続孔
３３１を介して導電接続して、第１のコイル部３２１と
第２のコイル部３２２とが直列接続し、第１の薄膜コイ
ル３２が形成されるとともに、第３のコイル部３４１の
内周端３４１ｂと第４のコイル部３４２の内周端３４２
ｂとが絶縁膜３３の接続孔３３２を介して導電接続し
て、第３のコイル部３４１と第４のコイル部３４２とが
直列接続し、第２の薄膜コイル３４が形成される。

【００７３】しかる後に、それらの表面側に厚さが約
０．１〜２μｍの絶縁膜３３ｃとしてのシリコン酸化膜
を形成し、この絶縁膜３３ｃに対して、第１のコイル部
３２１の外周端３２１ａ，第２のコイル部３２２の外周
端３２２ａ，第３のコイル部３４１の外周端３４１ａお
よび第４のコイル部３４２の外周端３４２ａに対応して
接続孔を形成する。その結果、薄膜トランス３０の形成
領域の外周側において、第１のコイル部３２１の外周端
３２１ａ，第２のコイル部３２２の外周端３２２ａ，第
３のコイル部３４１の外周端３４１ａおよび第４のコイ
ル部３４２の外周端３４２ａが開口して端子３２３，３
２４，３４３，３４４が形成される。

【００７４】このような構成の薄膜トランス３０におい
て、第１の薄膜コイル３２は、第１のコイル部３２１と
第２のコイル部３２２とが内周端３２１ｂ，３２２ｂで
接続し、第２の薄膜コイル３４は、第３のコイル部３４
１と第４のコイル部３４２が内周端３４１ｂ，３４２ｂ
で接続しているため、いずれの端子３２３，３２４，３
４３，３４４も外周側にある。従って、薄膜トランス３
０の最も強い磁束が発生する内周端側に端子がないた
め、内周側に金属線などを配線する必要がないので、内
周端側の端子に接続された金属線に流す電流によって生
じる外部磁界が第１の薄膜コイル３２および第２の薄膜
コイル３４によって発生した磁界を乱すことがない。ま
た、薄膜トランス３０を基板３１の面方向に複数隣接配
置して、集積化された薄膜トランス装置を構成する場合
であっても、外周側にのみ端子３２３，３２４，３４
３，３４４があるので、単体の薄膜トランス３０からの
配線方法として、単体の薄膜トランス３０の薄膜コイル
などの構成部分を形成するときに同時形成した導電性材
料で配線層を構成することもできる。それ故、ワイヤー
のボンディングなしで接続することができるため、工程
的にも安価で簡単に集積化された薄膜トランスを製造で
きる。

【００７５】また、第１のコイル部３２１，第２のコイ
ル部３２２，第３のコイル部３４１および第４のコイル
部３４２のスパイラルパターンは、その配線幅および配
線間隔がいずれも同等であって、第１の薄膜コイル３２
と第２の薄膜コイル３４は、同一のスパイラルパターン
をもって形成されており、それらの形成領域は、第１の
薄膜コイル３２と第２の薄膜コイル３４とは、薄膜トラ
ンス３０の中央を中心に回転移動したときに第１の薄膜
コイル３２と第２の薄膜コイル３４とが重なり合うよう
に設定されている。このため、第１の薄膜コイル３２お
よび第２の薄膜コイル３４は、図８（ａ）に示すように
完全に重なりあってその重なり面積を最大限に設定して
あるため、第１の薄膜コイル３２と第２の薄膜コイル３
４との間における磁束の結合の効率が高い。

【００７６】〔実施例８〕つぎに、図１１（ａ）を参照
して、本発明の実施例８に係る単体の薄膜トランスにつ
いて説明する。本例の薄膜トランスは、実施例７に係る
薄膜トランスの改良例に相当し、その特徴点は、第１の
薄膜コイルにおける第１のコイル部の内周端と第２のコ
イルの内周端との接続構造および第２の薄膜コイルにお
ける第３のコイル部の内周端と第４のコイルの内周端と
の接続構造にある。しかも、それらの接続構造は略同構
造である。それ故、図１１（ａ）には、第１のコイル部
の内周端と第２のコイルの内周端との接続部のみを図示
してある。また、その他の構成部分については、実施例
７に係る薄膜トランスと同様な構成であるため、共通す
る部分の図示および説明については、同符号を付して省
略する。

【００７７】本例の薄膜トランス３０においては、図１
１（ａ）に示すとおり、第１の薄膜コイル３２における
第１のコイル部３２１の内周端３２１ｂと第２のコイル
３２２の内周端３２２ｂとの接続部たる絶縁膜３３の接
続孔３３１が、その内部側壁３３２が下層側から上層側
に向かって開口面積が拡張するテーパ３３３を有する形
状になっている。

【００７８】このため、図１１（ｂ）に、比較例とし
て、第１のコイル部３２１の内周端３２１ｂと、第２の
コイル３２２の内周端３２２ｂとが通常の形状、すなわ
ち、テーパのない接続孔３３１を介して接続している状
態を示すとおり、図１１（ｂ）に示す比較例の接続部に
おいては、第２のコイル３２２をスパッタリングまたは
蒸着により形成したときに、接続孔３３１の側壁部およ
び底部に形成される第２のコイル３２２の厚さが約２０
〜３０％薄くなっているのに対して、図１１（ａ）に示
す本例に接続部においては、接続孔３３１の内部側壁部
３３２および底部３３５のいずれの部分に形成された第
２のコイル３２２の厚さも、接続孔３３１の外部に形成
された第２のコイル３２２の厚さと同等である。

【００７９】従って、本例の薄膜トランス３０において
は、第２のコイル３２２に薄い部分が発生しないため、
抵抗が低く維持されるので、トランス抵抗が低い。

【００８０】なお、本例の薄膜トランス３０のように、
接続孔３３１にテーパ３３３を形成するには、たとえ
ば、絶縁膜３３にドライエッチングを施すにあたって、
エッチングガスとしてＣＦ₄ とＯ₂ との混合ガスを用い
て等方性のドライエッチングを行うことによって実現で
きる。すなわち、下層側および上層側にアルミニウムを
用いて、配線幅が１０μｍ、厚さが２μｍの導電体層を
形成し、下層側のアルミニウム層（第１のコイル部３２
１）と上層側のアルミニウム層（第２のコイル３２２）
との重なり部分を１０μｍ×１０μｍとし、接続孔３３
１の内径を５μｍ□、絶縁膜３３の厚さを１μｍとした
ときに、比較例のように、異方性エッチングを行うと、
接続孔の外部ではアルミニウム層の厚さは１．５〜２μ
ｍになるが、接続孔の側壁に形成されるアルミニウム層
の厚さは０．６μｍになってしまう。これに対して、本
例のように、等方性エッチングを行うと、接続孔３３１
の下層側での開口部の大きさを５μｍ□、上層側での開
口部の大きさを９μｍ□にでき、約３０°のテーパを形
成することができる。このため、上層側のアルミニウム
層（第２のコイル３２２）の厚さを接続孔３３１の内部
であっても、約１．５〜２μｍにすることができる。そ
の結果、接続孔３３１の内部におけるアルミニウム層
（第２のコイル３２２）の抵抗値を、比較例に比して約
１／３に低減できるので、薄膜トランスの抵抗損失を大
幅に低減できる。

【００８１】〔実施例９〕つぎに、図１２（ａ），図１
２（ｂ）を参照して、本発明の実施例９に係る単体の薄
膜トランスについて説明する。本例の薄膜トランスは、
実施例７に係る薄膜トランスの改良例に相当し、その特
徴点は、第１の薄膜コイルを構成する第１のコイル部の
外周端に対する端子構造と第２の薄膜コイルを構成する
第３のコイル部の内周端に対する端子構造にある。それ
故、端子構造以外の構成部分については、実施例７に係
る薄膜トランスと同様な構成であるため、共通する部分
の図示および説明については、同符号を付して省略す
る。

【００８２】図１２（ａ）は本例の薄膜トランスのコイ
ルパターンを示す平面図、図１２（ｂ）はそのｖｉｉｉ
−ｖｉｉｉ線における断面図である。

【００８３】図１２（ａ），（ｂ）において、本例の薄
膜トランス３０においては、下層側の配線工程、すなわ
ち、第１の薄膜コイル３２の第１のコイル部３２１およ
び第２の薄膜コイル３４の第３のコイル部３４１を形成
した後に、絶縁膜３１に接続孔３３１を形成するとき
に、第１のコイル部３２１の外周端３２１ａおよび第３
のコイル部３４１の外周端３４１ａに対しても窓開けし
た状態で、上層側の配線層の形成工程、すなわち、第１
の薄膜コイル３２の第２のコイル部３２２および第２の
薄膜コイル３４の第４のコイル部３４２を形成する。そ
して、第２のコイル部３２２および第４のコイル部３４
２から絶縁分離した状態で、第１のコイル部３２１の外
周端３２１ａに対する積み上げ導電体層４１と、第３の
コイル部３４１の外周端３４１ａに対する積み上げ導電
体層４２とを残す。その結果、第１の薄膜コイル３２に
おける第１のコイル部３２１の外周端３２１の周囲の断
面図を図１２（ｂ）に示すとおり、絶縁膜３３の下層側
にある第１のコイル部３２１の外周端３２１ａの実質的
な端子は、第２のコイル部３２２の外周端３２２ａと同
層の積み上げ導電体層４１になるので、段差を形成する
ことなく、バンプ電極４３１，４３２などを設けること
ができる。

【００８４】このように、本例の薄膜トランス３０にお
いては、バンプ電極４３１，４３２を用いた接続構造を
採用する場合でも、それらのバンプ電極４３１，４３２
に段差が発生しないので、品質的にも均等な配線を行う
ことができる。しかも、従来の製造方法に新たな工程を
追加する必要がないので、コスト面を犠牲にすることな
く、接続部の信頼性を向上することができる。なお、本
例の場合にも、実施例８において説明したテーパを有す
る接続孔を採用して、上層側の配線において発生する細
りを防止することができる。

【００８５】〔実施例１０〕つぎに、図１３，図１４
（ａ），（ｂ）を参照して、本発明の実施例１０に係る
単体の薄膜トランスについて説明する。本例の薄膜トラ
ンスは、実施例７に係る薄膜トランスの改良例に相当
し、その特徴点は、第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜
コイルを構成する各コイル部の構造にある。それ故、各
コイル部の構造以外は、実施例７に係る薄膜トランスと
同様な構成であるため、共通する部分には同符号を付し
て説明を省略する。

【００８６】図１３は本例の薄膜トランスを構成する薄
膜コイルのスパイラルパターンを示す平面図である。図
１４（ａ）は本例の薄膜トランスを構成する下層側のコ
イル部のコイルパターンを示す平面図、図１４（ｂ）は
その上層側のコイル部のコイルパターンを示す平面図で
ある。

【００８７】これらの図において、本例の薄膜トランス
３０においても、基板の表面側に、その基板面方向に形
成された導電性材料からなる第１の薄膜コイル３２と、
この第１の薄膜コイル３２に絶縁膜を介して基板面方向
に形成された導電性材料からなる第２の薄膜コイル３４
とを有する。ここで、第１の薄膜コイル３２および第２
の薄膜コイル３４のいずれも、その配線厚さ，配線幅お
よび配線間隔が、いずれの配線部も接触しない寸法範囲
を保持しながら同等寸法に設定されている。また、第１
の薄膜コイル３２は、第１のコイル部３２１と第２のコ
イル部３２２とを有し、そのうち、第１のコイル部３２
１は、絶縁膜３３の下層側で基板面方向に所定の配線間
隔を有してスパイラル状に形成された導電性材料からな
り、その外周端３２１ａに端子３２３を備える一方、第
２のコイル部３２２は、絶縁膜３１の上層側で基板面方
向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された
導電性材料からなり、その内周端３２２ｂが絶縁膜３３
の接続孔３３１を介して第１のコイル部３２１の内周端
３２１ｂに導電接続し、かつ、外周端３２２ａに端子３
２４を備える。これに対して、第２の薄膜コイル３４
は、第３のコイル部３４１と第２のコイル部３４２とを
有し、そのうち、第３のコイル部３４１は、絶縁膜３３
の下層側で基板面方向に所定の配線間隔を有してスパイ
ラル状に形成された導電性材料からなり、その外周端３
４１ａに端子３４３を備える一方、第４のコイル部３４
２は、絶縁膜３３の上層側で基板面方向に所定の配線間
隔を有してスパイラル状に形成された導電性材料からな
り、その内周端３４２ｂが第３のコイル部３４１の内周
端３４１ｂに絶縁膜３３の接続孔３３２を介して導電接
続し、かつ外周端３４２ａに端子３４４を備える。

【００８８】ここで、本例の薄膜トランス３０において
は、第１の薄膜コイル３２を構成する第１のコイル部３
２１および第２のコイル部３２２は、いずれも、電気的
に並列接続状態にある配線幅および配線間隔が同一の２
条の導電体層３２１ｘ，３２１ｙ，３２２ｘ，３２２ｙ
から構成されている。また、第２の薄膜コイル３４を構
成する第３のコイル部３４１および第４のコイル部３４
２も、電気的に並列接続状態にある配線幅および配線間
隔が同一の２条の導電体層３４１ｘ，３４１ｙ，３４２
ｘ，３４２ｙから構成されている。なお、実施例７に係
る薄膜コイルのスパイラルパターン、すなわち、１条の
導電体層で薄膜コイルの各コイル部が形成されている場
合の配線幅：配線間隔を１：１すれば、本例の薄膜コイ
ルの各コイル部の配線幅：配線間隔は、０．５：０．５
であるため、スパイラルパターンのピッチとしては同等
である。

【００８９】このような構成の薄膜トランス３０におい
ては、スパイラルパターンのピッチは同等であるため、
直流的な抵抗は改善されないが、配線層の表面積は複数
条化することによって拡張されているので、高周波帯域
における抵抗分を低減できる。すなわち、高周波帯域に
おける電流の流れは、表皮効果によって表面側に集中す
るため、本例の薄膜トランス３０のように、表面積を拡
張した構造を採用することによって、表皮効果に起因す
るトランスの抵抗損失を低減できるので、トランスの性
能低下を防止することができる。

【００９０】〔実施例１１〕つぎに、図１５を参照し
て、本発明の実施例１１に係る集積薄膜トランス装置に
ついて説明する。図１５は本例の集積薄膜トランス装置
の全体構成を示す平面図であって、この薄膜トランス装
置は、実施例７に係る単体の薄膜トランスを構成要素と
して、それらを格子状に配置した集積薄膜トランス装置
（本発明の第２の手段を講じたトランス装置）である。
それ故、図１５には、実施例７に係る薄膜トランスと共
通する部分には同符号を付してそれらの説明を省略す
る。

【００９１】図１５において、本例の集積薄膜トランス
装置５０は、実施例７に係る薄膜トランス３０を４つ直
列に接続し、さらに４列の並列配置構造にしてある。こ
こで、隣接し合う薄膜トランス３０の間隔は、第１の薄
膜コイル３２の配線間隔および第２の薄膜コイル３４の
配線間隔のいずれに対しても同等以下に設定してある。
また、第１の薄膜コイル３２と第２の薄膜コイル３４と
は、同一のスパイラルパターンを有し、図１１に向かっ
て縦方向に隣接し合う単体の薄膜トランス３０は、それ
ら薄膜トランス３０間の中心を基板面方向に通過する線
を中心線として線対称に配置されている。さらに、縦方
向に隣接する薄膜コイル３０の間では、第１の薄膜コイ
ル３２同士が接続されているとともに、第２の薄膜コイ
ル３４同士も接続されている。

【００９２】ここで、集積薄膜トランス５０において
は、いずれの薄膜トランス３０の端子も外周側にあるた
め、隣接する薄膜トランス３０同士に接続が容易であっ
て、ワイヤボンディングを必要としない。しかも、集積
薄膜トランス５０自身の端子も、その外周側に、第１の
薄膜コイル３２からの一次コイル端子Ｅまたは第２の薄
膜コイル３４からの二次コイル端子Ｆとして配置されて
いるため、集積薄膜トランス５０からの配線も容易であ
る。

【００９３】また、図１６（ａ），（ｂ）には実施例１
１に係る集積薄膜トランス５０に対する改良例に係る集
積薄膜トランスを示してある。ここで、図１６（ａ）は
改良例に係る集積薄膜トランスにおける単体の薄膜トラ
ンスの配置構造を示す平面図、図１６（ｂ）はそのｉｘ
−ｉｘ線における断面図である。

【００９４】これらの図において、集積薄膜トランス装
置６０では、基板３１と、第１の薄膜コイル３２および
第２の薄膜コイル３４との間の絶縁膜３３の内部に下部
磁性体膜６１が形成され、その最上層側の絶縁膜３３の
内部には上部磁性体膜６２が形成されている。このた
め、実施例１１に係る集積薄膜トランスに比較して、コ
イルの周囲に発生する磁界の強化に加えて、下部磁性体
膜６１および上部磁性体膜６２によって磁束を捕らえる
ことができるため、磁界の漏れを少なくすることができ
るので、さらに磁界強化を図ることが可能となる。

【００９５】〔実施例１２〕つぎに、図１７（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１２に係る集積薄膜
トランス装置を説明する。図１７（ａ）は本例の集積薄
膜トランス（集合形薄膜トランス）の全体構成を示す平
面図、図１７（ｂ）はそのｘ−ｘ線における断面図であ
る。なお、本例の集積薄膜トランスを構成する単体の薄
膜トランスの構成は、実施例７に係る薄膜トランスと略
同様な構成であるので、対応する部分には同符号を付し
てそれらの詳細な説明は省略する。

【００９６】図１７（ａ），（ｂ）において、本例の集
積薄膜トランス７０の単体の薄膜トランス３０は、基板
の表面側に、その基板面方向に形成された導電性材料か
らなる第１の薄膜コイル３２と、この第１の薄膜コイル
３２に絶縁膜を介して基板面方向に形成された導電性材
料からなる第２の薄膜コイル３４とを有する。ここで、
第１の薄膜コイル３２および第２の薄膜コイル３４のい
ずれも、その配線厚さ，配線幅および配線間隔が同等寸
法に設定され、そのスパイラルパターンも同一に形成さ
れている。ここで、第１の薄膜コイル３２および第２の
薄膜コイル３４は、実施例７に係る薄膜トランスと同様
に、基板の表面側において、絶縁膜の下層側で基板面方
向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された
アルミニウムライン（導電性材料）からなるコイル部
と、絶縁膜の上層側で基板面方向に所定の配線間隔を有
してスパイラル状に形成されたアルミニウムライン（導
電性材料）からなるコイル部とを有し、そのうち、上層
側のコイル部と下層側のコイル部とは、それらの内周端
同士が絶縁膜の接続孔を介して接続している。このた
め、いずれも薄膜トランス３０においても、その内周側
に端子の無い構造になっている。

【００９７】また、本例の集積薄膜トランス７０におい
ては、直列に接続された４つの薄膜トランス３０が、さ
らに４列の並列配置構造になっており、その外周側に
は、第１の薄膜コイル３２に接続された１次コイル端子
Ｅ_INおよび１次コイル端子Ｅ_{OU T} が配置され、また、第
２の薄膜コイル３４に接続された２次コイル端子Ｅ_INお
よび２次コイル端子Ｅ_OUT が配置されて、図１７（ｃ）
に示すトランスが構成されている。

【００９８】さらに、本例の集積薄膜トランス７０にお
いては、その薄膜トランス３０の形成領域の側方近傍位
置に、その周囲を取り囲むように、磁性体ガードリング
７１が配置されている。

【００９９】このため、本例の集積薄膜トランス７０に
おいては、コイルに発生した磁束からの漏れ磁束を低減
することができるため、コイル間の結合係数としては約
０．９９を越える値が得られ、トランスとしての変換効
率が高い。

【０１００】このような集積薄膜トランス７０の製造方
法のうち、単体の薄膜トランス３０の製造工程は、実施
例７に係る薄膜トランスと同様な工程であるため、それ
らの説明は省略するが、磁性体ガードリング７１は、た
とえば、以下の方法によって形成できる。

【０１０１】すなわち、薄膜トランス３０の形成領域の
最表面層をＣＶＤ酸化膜で覆った後に、フォトリソグラ
フィ技術を用いて、集積薄膜トランス７０の形成領域の
最外周から、たとえば２〜１０μｍ離れた領域に、幅が
１００〜２００μｍの溝パターンを形成する。ここで、
溝のエッチングには、厚さが１０〜２０μｍの比較的厚
いレジストまたは感光性ポリイミド膜を使用し、それ自
身はエッチング後も残す。

【０１０２】つぎに、磁性体薄膜をスパッタ法などに１
０〜２０μｍの厚さに形成すると、溝のエッジ部の段差
に対しては、磁性体薄膜のステップカバレージ性が追従
できず、段差切れをおこす。この段差切れがおきた状態
で、レジストや感光性ポリイミド膜を溶剤などで剥離
し、同時に不要な磁性体膜をリフトオフする。その結
果、溝の内部にのみ磁性体膜がセルフアラインで残さ
れ、磁性体膜からなる磁性体ガードリング７１が形成さ
れる。

【０１０３】また、通常のフォトリソグラフィ技術のみ
でも、リング状の磁性体ガードリング７１を形成するこ
とができる。この場合には、最表面をＣＶＤ酸化膜で覆
った状態で、レジストを塗布し、所定の領域に磁性体ガ
ードリング７１を形成するためのパターンを開口する。
そして、ドライエッチャにより、酸化膜にエッチングを
施して溝を形成する。つぎに、レジストを剥離した後
に、磁性体膜をスパッタ法によって全面に対して形成
し、再び、レジストを塗布し、ガードリング状のパター
ン以外の領域を開口した状態でエッチングを行う。その
結果、リング状の磁性体ガードリング７１が残る。しか
る後に、レジストを剥離して、磁性体ガードリング７１
を備えた集積薄膜トランス７０を形成する。

【０１０４】〔実施例１３〕つぎに、図１８（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１３に係る集積薄膜
トランスを説明する。図１８（ａ）は本例の集積薄膜ト
ランス（集合形薄膜トランス）の全体構成を示す平面
図、図１８（ｂ）はそのｘｉ−ｘｉ線における断面図で
ある。なお、本例の集積薄膜トランスを構成する単体の
薄膜トランスの構成は、実施例７に係る薄膜トランスと
略同様な構成であるので、対応する部分には同符号を付
してそれらの説明は省略する。

【０１０５】図１８（ａ），（ｂ）において、本例の集
積薄膜トランス８０の単体の薄膜トランス３０も、その
内周側に端子の無い構造になっており、本例の集積薄膜
トランス８０では、そこに、実施例１２の集積薄膜トラ
ンスの磁性体ガードリングと同様な工程により形成され
た磁性体８１が埋め込まれている。

【０１０６】このため、本例の集積薄膜トランス８０に
おいては、磁束密度が最も高い薄膜トランス３０の中心
部における磁気抵抗が大幅に低減されているので、トラ
ンスの変換効率を高めることができる。

【０１０７】〔実施例１４〕つぎに、図１９（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１４に係る集積薄膜
トランスを説明する。図１９（ａ）は本例の集積薄膜ト
ランスの全体構成を示す平面図、図１９（ｂ）はそのｘ
ｉｉ−ｘｉｉ線における断面図である。なお、本例の集
積薄膜トランスを構成する単体の薄膜トランスの構成
も、実施例７に係る薄膜トランスと略同様な構成である
ので、対応する部分には同符号を付してそれらの詳細な
説明は省略する。

【０１０８】図１９（ａ），（ｂ）において、本例の集
積薄膜トランス９０の単体の薄膜トランス３０も、その
内周側に端子の無い構造になっている一方、薄膜コイル
３０を構成する第１の薄膜コイル３２および第２の薄膜
コイル３４の下層側および上層側のいずれの側にも下部
磁性体膜９１および上部磁性体膜９２が設けられてい
る。ここで、第１の薄膜コイル３２および第２の薄膜コ
イル３４の内周領域のうち、それを構成する各コイル部
の非形成領域においては、絶縁膜３１が除去されてお
り、この除去領域９６を利用して、下部磁性体膜９１と
上部磁性体膜９２とは接続状態にある。

【０１０９】このような構成の集積薄膜トランス９０に
おいては、コイルの周囲に発生する磁界の強化に加え
て、下部磁性体膜９１および上部磁性体膜９２によって
磁束を捕らえることができるため、磁界の漏れを少なく
することができるので、さらに磁界強化を図ることが可
能となる。しかも、磁束密度が最も高い薄膜トランス３
０の中心部における磁気抵抗が大幅に低減されているの
で、トランスの変換効率を高めることができる。

【０１１０】〔実施例１５〕つぎに、図２０（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１５に係る集積薄膜
トランスを説明する。図２０（ａ）は本例の集積薄膜ト
ランスの全体構成を示す平面図、図２０（ｂ）はそのｘ
ｉｉｉ−ｘｉｉｉ線における断面図である。なお、本例
の集積薄膜トランスを構成する単体の薄膜トランスの構
成も、実施例７に係る薄膜トランスと略同様な構成であ
るので、対応する部分には同符号を付してそれらの詳細
な説明は省略する。

【０１１１】図２０（ａ），（ｂ）において、本例の集
積薄膜トランス１００の単体の薄膜トランス３０も、そ
の内周側に端子の無い構造になっている一方、薄膜コイ
ル３０を構成する第１の薄膜コイル３２および第２の薄
膜コイル３４の下層側および上層側のいずれの側にも下
部磁性体膜１０１および上部磁性体膜１０２が設けられ
ているため、コイルの周囲に発生する磁界の強化に加え
て、下部磁性体膜９１および上部磁性体膜９２によって
磁束を捕らえることができるため、磁界の漏れを少なく
することができるので、さらに磁界強化を図ることが可
能になっている。

【０１１２】さらに、本例の集積薄膜トランス１００に
形成された下部磁性体膜１０１および上部磁性体膜１０
２には、それを分断して渦電流の影響を緩和するための
渦電流緩和部としてのスリット１０３が形成されてい
る。ここで、薄膜トランス３０を構成する第１の薄膜コ
イル３２および第２の薄膜コイル３４は、いずれも、平
面的には、周回毎に４つの角部３０１およびこれらの角
部３０１を結ぶ直線部３０２（平行部）をもつスパイラ
ルパターンをもって形成されており、下部磁性体膜１０
１および上部磁性体膜１０２のスリット１０３は、第１
の薄膜コイル３２および第２の薄膜コイル３４の周回毎
の角部３０１を結ぶ領域に対応する部分に形成されてい
る。このため、集積薄膜トランス１００に形成された薄
膜トランス３０のうち、内側領域にある薄膜トランス３
０に対して形成された下部磁性体膜９１および上部磁性
体膜９２は正方形に分断されているが、縁部よりの薄膜
トランス３０に対して形成された下部磁性体膜９１およ
び上部磁性体膜９２は三角形に分断された状態にある。

【０１１３】このような構成の集積薄膜トランス１００
においては、その上下に広い面積の磁性体膜（下部磁性
体膜１０１および上部磁性体膜１０２）が形成されてい
るにもかかわらず、それにはスリット１０３が形成され
ているため、磁束はよく通すが、渦電流経路は遮断され
ているため、カットコアの原理に基づいて、渦電流の発
生によるエネルギー損失（磁性体内での渦電流損）は最
小限に抑えられているので、トランスの変換効率が高
い。

【０１１４】〔実施例１６〕つぎに、図２１（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１６に係る集積薄膜
トランスを説明する。図２１（ａ）は本例の集積薄膜ト
ランスの全体構成を示す平面図、図２１（ｂ）はそのｘ
ｉｖ−ｘｉｖ線における断面図である。なお、本例の集
積薄膜トランスを構成する単体の薄膜トランスの構成
は、実施例７に係る薄膜トランスと略同様な構成である
ので、対応する部分には同符号を付してそれらの詳細な
説明は省略する。

【０１１５】図２１（ａ），（ｂ）において、本例の集
積薄膜トランス１１０の単体の薄膜トランス３０も、そ
の内周側に端子の無い構造になっている一方、薄膜コイ
ル３０を構成する第１の薄膜コイル３２および第２の薄
膜コイル３４の下層側および上層側のいずれの側にも下
部磁性体膜１１１および上部磁性体膜１１２が設けられ
ているため、コイルの周囲に発生する磁界の強化に加え
て、下部磁性体膜１１１および上部磁性体膜１１２によ
って磁束を捕らえることができるため、磁界の漏れを少
なくすることができるので、さらに磁界強化を図ること
が可能になっている。

【０１１６】さらに、本例の集積薄膜トランス１１０に
形成された下部磁性体膜１１１および上部磁性体膜１１
２には、それを分断して渦電流の影響を緩和するための
渦電流緩和部としてのスリット１１３が形成されてい
る。ここで、薄膜トランス３０を構成する第１の薄膜コ
イル３２および第２の薄膜コイル３４は、いずれも、そ
の周回毎に、角部３０１およびこれらの角部３０１を結
ぶ直線部３０２（平行部）をもつスパイラルパターンを
もって形成されており、下部磁性体膜１１１および上部
磁性体膜１１２のスリット１１３は、第１の薄膜コイル
３２および第２の薄膜コイル３４の周回毎の角部３０１
を結ぶ領域に対応する部分に形成され、さらに、第１の
薄膜コイル３２および第２の薄膜コイル３４の周回毎の
直線部３０２を結ぶ領域に対応する部分にも形成されて
いる。

【０１１７】このため、本例の集積薄膜トランス１１０
においても、磁束はよく通すが、渦電流経路は遮断する
ため、カットコアの原理に基づいて、渦電流の発生によ
るエネルギー損失は最小限に抑えられているため、トラ
ンスの変換効率が高い。

【０１１８】〔実施例１７〕つぎに、図２２（ａ），
（ｂ），図２３（ａ），（ｂ）および図２４（ａ），
（ｂ）を参照して、本発明の実施例１７に係る薄膜トラ
ンス装置（本発明の第１の手段を講じた薄膜トランス装
置のうち、下層側コイル部および上層側コイル部をそれ
ぞれ３条以上、かつ、これらのコイル部の接続数を変え
て、巻き数が異なる第１および第２の薄膜コイルを構成
した薄膜トランス装置）について説明する。ここで、図
２２（ａ）は本例の単体の薄膜トランスのコイルパター
ンを示す平面図、図２２（ｂ）はそれを構成する第１お
よび第２の薄膜コイルにおける各コイル部の接続構造を
模式的に示す説明図である。図２３（ａ）は本例の薄膜
トランスを構成する第１の薄膜コイルのコイルパターン
を示す平面図、図２３（ｂ）は第２の薄膜コイルのコイ
ルパターンを示す平面図である。図２４（ａ）は本例の
薄膜トランスを構成する下層側コイル部（第１ないし第
３の下層側コイル部）のスパイラルパターンを示す平面
図、図２４（ｂ）はその上層側コイル部（第１ないし第
３の上層側コイル部）のスパイラルパターンを示す平面
図である。

【０１１９】まず、図２２（ａ），（ｂ）において、本
例の薄膜トランス１２０は、基板の表面側に、その基板
面方向に形成された導電性材料からなる第１の薄膜コイ
ル１２１と、この第１の薄膜コイル１２１に絶縁膜を介
して基板面方向に形成された導電性材料からなる第２の
薄膜コイル１２２とを有する。ここで、薄膜トランス１
２０は、図２３（ａ）に示すように、その基板面方向に
スパイラル状に形成された厚さが１〜３μｍ、幅が１０
〜２００μｍのアルミニウム（導電性材料）からなる第
１の薄膜コイル１２１と、図２３（ｂ）に示すように、
この第１の薄膜コイル１２１に絶縁膜を介して基板面方
向にスパイラル状に形成された厚さが１〜３μｍ、幅が
１０〜２００μｍのアルミニウム（導電性材料）からな
る第２の薄膜コイル１２２とを有し、第１の薄膜コイル
１２１および第２の薄膜コイル１２２は、いずれも、図
２４（ａ），（ｂ）に示すように、その配線厚さ，配線
幅および配線間隔が、いずれの配線部も接触しない寸法
範囲を保持しながら同等寸法に設定された第１ないし第
３の下層側コイル部１２３，１２４，１２５と上層側コ
イル部１２６，１２７，１２８との接続における組合せ
により構成されている。すなわち、基板の表面側には、
図２４（ａ）に示すように、絶縁膜の下層側に、第１な
いし第３の下層側コイル部１２３，１２４，１２５を有
する一方、図２４（ｂ）に示すように、絶縁膜の上層側
には、第１ないし第３の上層側コイル部１２６，１２
７，１２８を有し、これらの第１ないし第３の下層側コ
イル部１２３，１２４，１２５および第１ないし第３の
上層側コイル部１２６，１２７，１２８は、いずれも、
その配線厚さ，配線幅および配線間隔が、いずれの配線
部も接触しない寸法範囲を保持しながら同等寸法に設定
されている。ここで、第１ないし第３の下層側コイル部
１２３，１２４，１２５は、いずれも、外周端１２３
ａ，１２４ａ，１２５ａが周回領域の外周側に位置して
いる。これに対して、第１ないし第３の上層側コイル部
１２６，１２７，１２８も、外周端１２６ａ，１２７
ａ，１２８ａが周回領域の外周側に位置している。そし
て、第１の薄膜コイル１２１は、図２２（ｂ）にその構
成を模式的に示すように、第１の下層側コイル部１２３
の内周端１２３ｂと、第３の上層側コイル部１２８の内
周端１２８ｂとが絶縁膜の接続孔１２９ａを介して接続
された状態にあって、第１の下層側コイル部１２３の外
周端１２１ａと第３の上層側コイル部１２８の外周端１
２８ａとにはそれぞれ端子１２１ａ，１２１ｂを備え
る。これに対して、第２の薄膜コイル１２２は、図２２
（ｂ）に模式的に示すように、第２の下層側コイル部１
２４の内周端１２４ｂと第２の上層側コイル部１２７の
内周端１２７ｂとが絶縁膜の接続孔１２９ｂを介して接
続され、第２の上層側コイル部１２７の外周端１２７ａ
と第３の下層側コイル部１２５の外周端１２５ａとが絶
縁膜の接続孔１２９ｃを介して接続され、第３の下層側
コイル部１２５の内周端１２５ｂと第１の上層側コイル
部１２６の内周端１２６ｂとが絶縁膜の接続孔１２９ｄ
を介して接続された状態にあって、第２の下層側コイル
部１２４の外周端１２４ａと第１の上層側コイル部１２
６の外周端１２６ａとにはそれぞれ端子１２２ａ，１２
２ｂを備える。

【０１２０】このような構成の薄膜トランス１２０にお
いても、第１の薄膜コイル１２１および第２の薄膜コイ
ル１２２は、いずれも、第１ないし第３の下層側コイル
部１２３，１２４，１２５と第１ないし第３の上層側コ
イル部１２６，１２７，１２８とが所定の組み合わせで
電気的に直列に接続されて、接続後の両端がこれらの下
層側または上層側コイル部の外周端１２３ａ，１２４
ａ，１２６ａ，１２８ａで構成され、これらの外周端１
２３ａ，１２４ａ，１２６ａ，１２８ａに端子１２１
ａ，１２２ａ，１２２ｂ，１２１ｂを備える。従って、
薄膜トランス１２０の最も強い磁束が発生する内周端側
に端子がないため、内周側に金属線などを配線する必要
がないので、内周端側の端子に接続された金属線に流す
電流によって生じる外部磁界が第１の薄膜コイル１２１
および第２の薄膜コイル１２２によって発生した磁界を
乱すことがない。また、薄膜トランス１２０を基板の面
方向に複数隣接配置して、集積化された薄膜トランス装
置を構成する場合であっても、外周側にのみ端子１２１
ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂがあるので、単体の
薄膜トランス１２０からの配線方法として、単体の薄膜
トランス１２０を形成するときに同時形成した導電性材
料で配線層を構成することもできる。それ故、ワイヤー
のボンディングなしで接続することができるため、工程
的にも安価で簡単に集積化された薄膜トランスを製造で
きるなど、実施例７に係る薄膜トランスと同様な効果を
奏する。

【０１２１】さらに、本例の薄膜トランス１２０におい
ては、第１の薄膜コイル１２１は、第１の下層側コイル
部１２３および第３の上層側コイル部１２８の２つのコ
イル部が電気的に直列接続されているのに対して、第２
の薄膜コイル１２２は、第２の下層側コイル部１２４，
第２の上層側コイル部１２７，第３の下層側コイル部１
２５および第１の上層側コイル部１２６の４つのコイル
部が電気的に直列接続されており、これらのコイル部は
いずれも同様なコイルパターンで構成されている。この
ため、第１の薄膜コイル１２１と第２の薄膜コイル１２
２との間で、コイル部の接続数が異なるため、その巻き
数比は１：２になっている。また、下層側コイル部およ
び上層側コイル部の接続数を逆にすることによって、巻
き数比を２：１にすることもできる。しかも、第１の薄
膜コイル１２１および第２の薄膜コイル１２２の巻き数
比は、下層側コイル部および上層側コイル部の接続数に
よって各種に設定できる。たとえば、下層側コイル部お
よび上層側コイル部の形成数を４条ずつにすることによ
って、巻き数比が１：３の薄膜トランス、１：１（２：
２）の薄膜トランス、３：１の薄膜トランスを容易に構
成することができる。同様に、下層側コイル部および上
層側コイル部の形成数を５条ずつにすることによって、
巻き数比が１：４，２：３，３：２または１：４の薄膜
トランスを容易に構成することができる。

【０１２２】なお、このような構成の薄膜トランス１２
０は、以下の説明のとおり、実施例７に係る薄膜トラン
スと同様に容易に形成することができる。

【０１２３】たとえば、シリコンなどの基板の表面側
に、絶縁膜としてのシリコン酸化膜を０．１〜２μｍの
厚さで形成した後に、その表面側に、厚さが１〜３μｍ
のアルミニウム層をし、それをリソグラフィーおよびエ
ッチングによってパターニングして、図２４（ａ）に示
す第１ないし第３の下層側コイル部１２３，１２４，１
２５を幅が１０〜２００μｍのアルミニウムラインとし
て形成する。これらのコイル部のうち、第１の下層側コ
イル部１２３は、第１の薄膜コイル１２１を構成するの
に利用され、第２および第３の下層側コイル部１２４，
１２５は、第２の薄膜コイル１２２を構成するのに利用
される。

【０１２４】つぎに、それらの表面側に、厚さが約０．
１〜２μｍの絶縁膜としてのシリコン酸化膜を形成した
後に、第１の下層側コイル部１２３の内周端１２３ｂ，
第２の下層側コイル部１２４の内周端１２４ｂ，第３の
下層側コイル部１２５の外周端１２５ａおよび第３の下
層側コイル部１２５の内周端１２５ｂに対応して接続孔
１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄを開口する。

【０１２５】つぎに、上層側のコイル部を形成するため
の厚さが１〜３μｍのアルミニウム層を形成し、それを
リソグラフィーおよびエッチングによってパターニング
して、図２４（ｂ）に示す第１ないし第３の上層側コイ
ル部１２６，１２７，１２８を幅が１０〜２００μｍの
アルミニウムラインとして形成する。これによって、接
続孔１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄが埋め込
まれて、第１ないし第３の下層側コイル部１２３，１２
４，１２５の側と、第１ないし第３の上層側コイル部１
２６，１２７，１２８とが、図２２（ａ），（ｂ），図
２３（ａ），（ｂ）および図２４（ａ），（ｂ）に示す
構造に接続される。

【０１２６】しかる後に、それらの表面側に厚さが約
０．１〜２μｍの絶縁膜としてのシリコン酸化膜を形成
し、この絶縁膜に対して、第１の下層側コイル１２３の
外周端１２３ａ，第２の下層側コイル１２４の外周端１
２４ａ，第１の上層側コイル１２６の外周端１２６ａ，
第３の上層側コイル１２８の外周端１２８ａを、端子１
２１ａ，１２２ａ，１２２ｂ，１２１ｂとして窓開けす
ることによって、図２２（ａ），（ｂ）に示す薄膜トラ
ンス１２０を製造することができる。

【０１２７】ここで、下層側コイル部および上層側コイ
ル部の接続数によって、巻き線比を変えるには、上記の
製造工程のうちのアルミニウム層に対するパターニング
工程および絶縁膜に対する開口工程を所定の条件に設定
すればよい。

【０１２８】なお、以上に説明した実施例１ないし実施
例１７に係る薄膜トランスに係る構成については、上記
の組合せに限らず、実施例１ないし実施例１７に係る薄
膜トランスの特徴を組み合わせてもよいものである。ま
た、薄膜トランスのコイルの巻き数や薄膜トランスの集
積数などについては、その用途などに応じて設定される
べき性質のものであって、限定がない。

【０１２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る第１の手段
または第２の手段を講じた薄膜トランス装置において
は、基板の表面側で、絶縁膜の下層側および上層側に形
成された各コイル部を所定の組合せで絶縁膜を介して電
気的に直列接続して、外周側に端子を備える第１および
第２の薄膜コイルを構成していることに特徴を有する。
従って、本発明によれば、内周側に金属線などを配線す
る必要がないため、内周端側の端子に接続された金属線
に流す電流によって生じる外部磁界に起因して、薄膜コ
イル自身によって発生した磁界が乱されることがない。
また、薄膜トランスを基板の面方向に複数隣接配置し
て、集積化された薄膜トランス装置を構成する場合であ
っても、外周端側にのみ端子があるので、単体の薄膜ト
ランスからの配線方法としてはワイヤーボンディングに
限定されることがなく、たとえば、単体の薄膜トランス
の構成部分を形成するときに同時形成した導電性材料で
薄膜トランス同士などを配線接続することができる。

【０１３０】ここで、絶縁膜の上層側および下層側に、
それぞれの３条以上のコイル部を形成し、これらの接続
数を変えて、第１の薄膜コイルと第２の薄膜コイルとを
構成した場合には、それらのコイル部の接続数の差によ
って、任意の巻き数比の薄膜トランスを構成することが
できる。

【０１３１】また、コイル部同士を接続する接続孔の側
壁部にテーパを設けた場合には、接続孔の側壁部および
底部に形成されたコイル部の厚さが充分に厚く確保でき
るため、接続部位における抵抗が低減されるので、トラ
ンス抵抗が低い。

【０１３２】さらに、薄膜コイルを構成するコイル部が
電気的に並列接続状態にある複数条の導電体層からなる
場合には、直流的な抵抗は改善されないが、配線層の表
面積が拡張されているので、高周波帯域における表皮効
果に起因するトランスの抵抗損失を低減できるので、ト
ランスの性能低下を防止することができる。

【０１３３】本発明に係る第３の手段を講じた薄膜トラ
ンス装置においては、複数の薄膜トランスを同一基板上
に隣接して形成し、その隣接し合う薄膜トランスの間隔
が、個々の薄膜トランスの配線間隔と同等以下の間隔を
有して集積化されていることを特徴とする。従って、本
発明の集積薄膜トランスは、これを構成する個々の薄膜
トランスの最外周部分のコイルのさらに外側に、それら
の配線間隔と同等の間隔をおいて隣接するトランスのコ
イルが存在しているため、これらのコイルの相関関係に
より、磁界の結合が内側に比して弱い最外周部分のコイ
ルにおいても磁界の結合を強化することができるので、
薄膜トランスの集積化に加えて、その磁界強度を高める
ことができる。ここで、第１，第２の薄膜コイルが同一
のスパイラルパターンおよび同一の形成位置を有して配
線されている場合には、磁界の結合をさらに強化するこ
とができる。なお、個々の薄膜トランスにおいては、ス
パイラルコイルの幅および間隔を縮小して形成すること
が可能であり、トランスの占有面積を拡大するものでは
なく、さらに、薄膜コイルを短縮することによりコイル
の低抵抗化が可能であり、損失を低減できる。

【０１３４】また、各薄膜トランスの第１の薄膜コイル
をそれぞれ並列接続して、これを集積薄膜トランスの１
次側（あるいは２次側）とする一方で、第２の薄膜コイ
ルをそれぞれ並列接続して、これを集積薄膜トランスの
２次側（あるいは１次側）とした場合には、個々の薄膜
トランスの抵抗が並列接続されるので、集積薄膜トラン
スとしての抵抗値の増大を防止することができ、損失を
低減できる。

【０１３５】また、薄膜トランス間の中心を基板面方向
に通過する線を中心線として線対称に隣接し合う薄膜ト
ランスを配置した場合には、中心線を介して対峙するコ
イルに流れる電流の方向が直流的には同一方向となるた
め、個々の薄膜トランスにおいて、実質的なコイル巻数
の増加となるので、磁界の結合が一層強化され、さらに
磁界強度を高めることができる。

【０１３６】さらに、第１の薄膜コイルのうちの最外周
部分のコイルおよび第２の薄膜コイルのうちの最外周部
分のコイルを隣接し合う薄膜トランスが互いに共有して
構成されている場合には、その共有コイルに流れる電流
の位相が完全に一致して同相となるので、コイルのなか
で最も磁界の結合が弱い最外周部分のコイルに他のコイ
ルに流れる電流の２倍の電流を流すことができるため、
その磁界の結合を強化することができ、さらにエネルギ
ー変換効率などのトランス性能を向上させることができ
る。また、最外周部分のコイルを隣接するトランス同士
で共有する形でスパイラルコイルがパターニングされる
ため、そのパターニングを省略することができ、占有面
積の縮小が可能となる。

【０１３７】また、薄膜コイルの上層側や下層側、また
はその周囲に絶縁膜を介して分離された磁性体膜を設け
た場合には、コイルの周囲に発生する磁界の強化に加え
て、磁性体膜によって磁束を捕らえることができるた
め、磁界の漏れを少なくすることができるので、さらに
磁界強化を図ることが可能となる。

【０１３８】ここで、薄膜コイルの中央部分に磁性体を
埋め込んだ場合や薄膜コイルの中央部分で上下の磁性体
膜を接続した場合には、磁束密度が最も高い部分の磁路
の抵抗を低減できるので、トランスの変換効率が向上す
る。また、磁性体膜に渦電流緩和部を形成した場合に
は、磁束は通すが、渦電流経路が遮断されるので、トラ
ンスの変換効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例１に係る集積薄膜トラ
ンスの構造を示す平面図、（ｂ）はそのｖ−ｖ線におけ
る断面図である。

【図２】図１に示す集積薄膜トランスの電気的な等価回
路を示す回路図である。

【図３】本発明の実施例２に係る集積薄膜トランスの構
造を示す平面図である。

【図４】本発明の実施例３に係る集積薄膜トランスの構
造を示す平面図である。

【図５】（ａ）は本発明の実施例４に係る集積薄膜トラ
ンスの構造を示す平面図、（ｂ）はそのｖｉ−ｖｉ線に
おける断面図である。

【図６】本発明の実施例５に係る集積薄膜トランスの要
部を示す断面図である。

【図７】本発明の実施例６に係る集積薄膜トランスの要
部を示す断面図である。

【図８】（ａ）は本発明の実施例７に係る薄膜トランス
のコイルパターンを示す平面図、（ｂ）はそのｖｉｉ−
ｖｉｉ線における断面図である。

【図９】（ａ）は図８に示す薄膜トランスの第１の薄膜
コイルのコイルパターンを示す平面図、（ｂ）は第２の
薄膜コイルのコイルパターンを示す平面図である。

【図１０】（ａ）は図８に示す薄膜トランスの下層側の
コイル部のスパイラルパターンを示す平面図、（ｂ）は
その上層側のコイル部のスパイラルパターンを示す平面
図である。

【図１１】（ａ）は本発明の実施例８に係る薄膜トラン
スにおける接続孔周囲の構造を示す断面図、（ｂ）はそ
の効果を説明するための比較例における接続孔周囲の構
造を示す断面図である。

【図１２】（ａ）は本発明の実施例９に係る薄膜トラン
スのスパイラルパターンを示す平面図、（ｂ）はそのｖ
ｉｉｉ−ｖｉｉｉ線における断面図である。

【図１３】本発明の実施例１０に係る薄膜トランスを構
成する薄膜コイルのスパイラルパターンを示す平面図で
ある。

【図１４】（ａ）は図１３に示す薄膜トランスを構成す
る下層側のコイル部のスパイラルパターンを示す平面
図、（ｂ）はその上層側のコイル部のスパイラルパター
ンを示す平面図である。

【図１５】本発明の実施例１１に係る集積薄膜トランス
装置の全体構成を示す平面図である。

【図１６】（ａ）は本発明の実施例１１に係る集積薄膜
トランスに対する改良例に係る集積薄膜トランスにおけ
る単体の薄膜トランスの配置構造を示す平面図、（ｂ）
はそのｉｘ−ｉｘ線における断面図である。

【図１７】（ａ）は本発明の実施例１２に係る集積薄膜
トランス装置の構成を示す平面図、（ｂ）はそのｘ−ｘ
線における断面図、（ｃ）はその等価回路図である。

【図１８】（ａ）は本発明の実施例１３に係る集積薄膜
トランスの構成を示す平面図、（ｂ）はそのｘｉ−ｘｉ
線における断面図である。

【図１９】（ａ）は本発明の実施例１４に係る集積薄膜
トランスの構成を示す平面図、（ｂ）はそのｘｉｉ−ｘ
ｉｉ線における断面図である。

【図２０】（ａ）は本発明の実施例１５に係る集積薄膜
トランスの構成を示す平面図、（ｂ）はそのｘｉｉｉ−
ｘｉｉｉ線における断面図である。

【図２１】（ａ）は本発明の実施例１６に係る集積薄膜
トランスの構成を示す平面図、（ｂ）はそのｘｉｖ−ｘ
ｉｖ線における断面図である。

【図２２】（ａ）は本発明の実施例１７に係る薄膜トラ
ンスのコイルパターンを示す平面図、（ｂ）はそれを構
成するコイル部間の接続構造を模式的に示す説明図であ
る。

【図２３】（ａ）は図２２に示す薄膜トランスの第１の
薄膜コイルのコイルパターンを示す平面図、（ｂ）は第
２の薄膜コイルのコイルパターンを示す平面図である。

【図２４】（ａ）は図２２に示す薄膜トランスの各下層
側コイル部のスパイラルパターンを示す平面図、（ｂ）
はその各上層側コイル部のスパイラルパターンを示す平
面図である。

【図２５】（ａ）は従来の薄膜トランスの構造を示す平
面図、（ｂ）はそのｉｖ−ｉｖ線における断面図であ
る。

【符号の説明】

１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，５０，６０，７
０，８０，９０，１００，１１０，１２０・・・集積薄
膜トランス １・・・シリコン基板 ２ａ〜２ｋ・・・シリコン酸化膜 ３・・・１次コイル（第１の薄膜コイル） ４・・・２次コイル（第２の薄膜コイル） ５・・・３次コイル ６・・・４次コイル ７，８，９・・・磁性体膜 ２１，２２，２３，２４・・・中心線 ３０・・・薄膜トランス ３１・・・基板 ３２，１２１・・・第１の薄膜コイル ３３・・・絶縁膜 ３４，１２２・・・第２の薄膜コイル ６１，９１，１０１，１１１・・・下部磁性体膜 ６２，９２，１０２，１１２・・・上部磁性体膜 ７１・・・磁性体ガードリング ８１・・・磁性体 １０３，１１３・・・スリット（渦電流緩和部） １２３・・・第１の下層側コイル部 １２４・・・第２の下層側コイル部 １２５・・・第３の下層側コイル部 １２６・・・第１の上層側コイル部 １２７・・・第２の上層側コイル部 １２８・・・第３の上層側コイル部 ３２１・・・第１のコイル部 ３２２・・・第２のコイル部 １２３ａ，１２４ａ，１２５ａ，１２６ａ，１２７ａ，
１２８ａ，３２１ａ，３２２ａ，３４１ａ，３４２ａ・
・・外周端 １２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，３２３，３
２４，３４３，３４４・・・端子 １２３ｂ，１２４ｂ，１２５ｂ，１２６ｂ，１２７ｂ，
１２８ｂ，３２１ｂ，３２２ｂ，３４１ｂ，３４２ｂ・
・・内周端 １２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄ，３３１，３
３２・・・接続孔 ３４１・・・第３のコイル部 ３４２・・・第４のコイル部 ３２１ｘ，３２１ｙ，３２２ｘ，３２２ｙ，３４１ｘ，
３４１ｙ，３４２ｘ，３４２ｙ・・・導電体層 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・薄膜トランス Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４・・
・端子 Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ ，Ｃ₄ ・・・共有コイル ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c ，ｄ_d ・・・配線間隔 ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ，ｄ₄ ・・・薄膜トランス間隔 Ｉ₁ ，Ｉ₂ ，Ｉ₃ ，Ｉ₄ ・・・電流方向

フロントページの続き (72)発明者 古森 敏夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面側に、その基板面方向に形成
   された導電性材料からなる第１の薄膜コイルと、この第
   １の薄膜コイルに絶縁膜を介して前記基板面方向に形成
   された導電性材料からなる第２の薄膜コイルと、を少な
   くとも有する薄膜トランス装置であって、 前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイルのう
   ちの一方側の薄膜コイルは、前記絶縁膜の下層側で前記
   基板面方向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形
   成された少なくとも２条の下層側コイル部のうちのいず
   れかのコイル部と、前記絶縁膜の上層側で前記基板面方
   向に所定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された
   少なくとも２条の上層側コイル部のうちのいずれかのコ
   イル部とが前記絶縁膜を介して電気的に直列にかつ両端
   がコイル部の外周端で構成されるように接続されてなる
   一方、 他方側の薄膜コイルは、前記下層側コイル部および前記
   上層側コイル部の他のコイル部が前記絶縁膜を介して電
   気的に直列にかつ両端がコイル部の外周端で構成される
   ように接続されてなることによって、 前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイルは、
   いずれも端子を外周側に備えることを特徴とする薄膜ト
   ランス装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１の薄膜コイ
   ルは、外周端側に端子を備える前記下層側コイル部とし
   ての第１のコイル部と、外周端側に端子を備え、内周端
   側が前記第１のコイル部の内周端側に前記絶縁膜を介し
   て導電接続する前記上層側コイル部としての第２のコイ
   ル部とを有し、 前記第２の薄膜コイルは、外周端側に端子を備える前記
   下層側コイル部としての第３のコイル部と、外周端側に
   端子を備え、内周端側が前記第１のコイル部の内周端側
   に前記絶縁膜を介して導電接続する前記上層側コイル部
   としての第４のコイル部とを有することを特徴とする薄
   膜トランス装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第１の薄膜コイ
   ルと前記第２の薄膜コイルは、略同一のスパイラルパタ
   ーンをもって形成されており、それらの形成領域は、前
   記第１の薄膜コイルと前記第２の薄膜コイルとによって
   構成される薄膜トランスの内周側のいずれか位置を中心
   に回転移動したときに前記第１の薄膜コイルと前記第２
   の薄膜コイルとが概ね重なり合うように設定されている
   ことを特徴とする薄膜トランス装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記上層側コイル部
   および下層側コイル部は、いずれも３条以上形成されて
   おり、これらの上層側コイル部および下層側コイル部の
   接続数が前記第１の薄膜コイルと前記第２の薄膜コイル
   との間で異なることによって、前記第１の薄膜コイルの
   巻き数と前記第２の薄膜コイルの巻き数が不等であるこ
   と特徴とする薄膜トランス装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかの項
   において、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜
   コイルが備える各端子のうちの前記絶縁膜の下層側にあ
   る端子は、前記上層側コイル部と同層に形成されて前記
   絶縁膜の下層側に導電接続する積み上げ導電体層で構成
   されていることを特徴とする薄膜トランス装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかの項
   において、前記絶縁膜の上層側と下層側との導電接続に
   用いる接続孔は、その内部側壁が下層側から上層側に向
   かって開口面積が拡張するテーパを有することを特徴と
   する薄膜トランス装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかの項
   において、前記上層側コイル部および下層側コイル部の
   スパイラルパターンは、その配線幅および配線間隔がい
   ずれも同等であることを特徴とする薄膜トランス装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかの項
   において、前記上層側コイル部および下層側コイル部の
   うちの少なくとも１つのコイル部は、電気的に並列接続
   状態にある配線幅および配線間隔が同一の複数条の導電
   体層を備えることを特徴とする薄膜トランス装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかの項
   において、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜
   コイルの形成領域は、それらの重なり面積が最大になる
   ように設定されていることを特徴とする薄膜トランス装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれかの
    項において、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄
    膜コイルを備える薄膜トランスが前記基板面方向に複数
    隣接配置されて集積化された薄膜トランス装置であっ
    て、 これら隣接し合う薄膜トランスの間隔は、前記第１の薄
    膜コイルの配線間隔および前記第２の薄膜コイルの配線
    間隔のいずれに対しても同等以下であることを特徴とす
    る薄膜トランス装置。
11. 【請求項１１】 基板の表面側に、その基板面方向に所
    定の配線間隔を有してスパイラル状に形成された導電性
    材料からなる第１の薄膜コイルと、この第１の薄膜コイ
    ルの表面側に絶縁膜を介して前記基板面方向にスパイラ
    ル状に形成された導電性材料からなる第２の薄膜コイル
    と、を少なくとも有する薄膜トランスが前記基板面方向
    に複数隣接配置されて集積化された薄膜トランス装置で
    あって、これら隣接し合う薄膜トランスの間隔は、前記
    第１の薄膜コイルの配線間隔および前記第２の薄膜コイ
    ルの配線間隔のいずれに対しても同等以下であることを
    特徴とする薄膜トランス装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記第１の薄膜
    コイルと前記第２の薄膜コイルとは、同一のスパイラル
    パターンを有し、かつ、前記基板面方向における同一の
    形成位置を有して形成されていることを特徴とする薄膜
    トランス装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０ないし請求項１２のいずれ
    かの項において、前記薄膜トランスは、いずれもその第
    １の薄膜コイル同士が互いに電気的に並列接続されてい
    ると共に、その第２の薄膜コイル同士が互いに電気的に
    並列接続されていることを特徴とする薄膜トランス装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１０ないし請求項１３のいずれ
    かの項において、前記薄膜トランスのうちの隣接し合う
    薄膜トランスは、それら薄膜トランス間の中心を前記基
    板面方向に通過する線を中心線として線対称に配置され
    ていることを特徴とする薄膜トランス装置。
15. 【請求項１５】 請求項１０ないし請求項１４のいずれ
    かの項において、前記隣接し合う薄膜トランスのうちの
    少なくとも１対は、それらの第１の薄膜コイルのうちの
    最外周部分のコイルを互いに共有すると共に、それらの
    第２の薄膜コイルのうちの最外周部分のコイルを互いに
    共有することを特徴とする薄膜トランス装置。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし請求項１５のいずれか
    の項において、前記基板の表面側には、絶縁膜を介して
    前記第１の薄膜コイルおよび第２の薄膜コイルと分離さ
    れた磁性体膜を有することを特徴とする薄膜トランス装
    置。
17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記磁性体膜
    は、前記基板と前記第１の薄膜コイルとの間，前記第１
    の薄膜コイルと前記第２の薄膜コイルとの間および最上
    層の薄膜コイルの表面側のうちの少なくともいずれかの
    位置に設けられていることを特徴とする薄膜トランス装
    置。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記磁性体膜の
    形成領域には、前記磁性体膜の分断領域としての渦電流
    緩和部を有することを特徴とする薄膜トランス装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記第１の薄膜
    コイルおよび前記第２の薄膜コイルは、いずれも、その
    周回毎に複数の角部およびこれらの角部を結ぶ直線部を
    有するスパイラルパターンをもって形成されており、前
    記渦電流緩和部は、前記第１の薄膜コイルおよび前記第
    ２の薄膜コイルの周回毎の前記角部を結ぶ領域に対応す
    る部分に形成されていることを特徴とする薄膜トランス
    装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記渦電流緩和
    部は、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイ
    ルの周回毎の前記直線部を結ぶ領域に対応する部分にも
    形成されていることを特徴とする薄膜トランス装置。
21. 【請求項２１】 請求項１６において、前記磁性体膜
    は、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイル
    の形成領域に対する側方近傍位置にその周囲を取り囲む
    状態に形成されていることを特徴とする薄膜トランス装
    置。
22. 【請求項２２】 請求項１６において、前記磁性体膜
    は、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイル
    の内周端側のうち、これらの薄膜コイルの略中心部に相
    当する薄膜コイルの非形成領域にある前記絶縁膜に埋め
    込まれていることを特徴とする薄膜トランス装置。
23. 【請求項２３】 請求項１６において、前記磁性体膜
    は、前記第１の薄膜コイルおよび前記第２の薄膜コイル
    の下層側および上層側のいずれの側にも下部磁性体膜お
    よび上部磁性体膜として設けられ、これらの下部磁性体
    膜と上部磁性体膜とは、前記第１の薄膜コイルおよび前
    記第２の薄膜コイルの内周端側のうち、これらの薄膜コ
    イルの略中心部に相当する薄膜コイルの非形成領域にお
    いて互いに接続していることを特徴とする薄膜トランス
    装置。
24. 【請求項２４】 請求項１ないし請求項２３のいずれか
    の項において、前記基板は、半導体，ガラス，フィルム
    および金属からなる群より選ばれた１つからなることを
    特徴とする薄膜トランス装置。