JPH06151718A - 半導体装置におけるインダクタ素子 - Google Patents

半導体装置におけるインダクタ素子

Info

Publication number
JPH06151718A
JPH06151718A JP29583892A JP29583892A JPH06151718A JP H06151718 A JPH06151718 A JP H06151718A JP 29583892 A JP29583892 A JP 29583892A JP 29583892 A JP29583892 A JP 29583892A JP H06151718 A JPH06151718 A JP H06151718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive wiring
insulating film
inductor
conductive
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29583892A
Other languages
English (en)
Inventor
Kotaro Tanaka
幸太郎 田中
Hisahiro Yamamoto
寿浩 山本
Masaaki Kasashima
正明 笠島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP29583892A priority Critical patent/JPH06151718A/ja
Publication of JPH06151718A publication Critical patent/JPH06151718A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置におけるインダクタ素
子の構造に関するものであり、そのインダクタ素子が占
める面積をより縮小することを目的とする。 【構成】 本発明の構成は、絶縁膜4を挟んで、図にお
いてその上下に第1、第2の導電性配線1および2のパ
ターンを複数個設け、その配線1と2との一端どうしを
絶縁膜4所定位置に設けたコンタクトホール3を通して
交互に電気的に接続するようにし、全体として絶縁膜4
を挟んでらせん状(コイル状)に形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置における
インダクタ素子の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信などの急速な発展と普
及により、通信用GaAsMMIC(マイクロ波集積回
路)の高密度化、高集積化への要求が益々大きいものと
なってきている。そのMMICの高密度化においては、
その面積の大部分を占めるインダクタ、キャパシタなど
受動素子の小形化が必須である。このような認識からこ
こ数年その小形化が種々試みられている。本発明は、そ
の小形化のうちインダクタ素子に関するもので、電子情
報通信学会技術研究報告、91[423](1992−
1−20)p.19−26に記載されている従来の構成
例を図3に示し、以下に説明する。
【0003】図3はその従来のインダクタ素子を平面図
に示したものであり、無論半導体基板上に形成されてい
る。このインダクタ素子は、一般に半導体基板上(図示
せず)に、インダクタ素子を他の回路素子と接続させる
ための第1の導電性配線1が形成されており、その上に
絶縁膜(図示せず)があり、その絶縁膜に前記第1の導
電性配線1の一端の部分にコンタクトホール3を設け、
そのコンタクトホール3を通して電気的に一端が接続さ
れた第2の導電性配線2が、前記絶縁膜上にうずまき状
に形成されている。このうずまき状の第2の導電性配線
2がインダクタ素子の主要部である。図3の例では約3
巻きのインダクタ素子となっている。このインダクタ素
子は平面的なうずまき状であるので、磁力線の向きは紙
面に対して垂直方向である。なお、回路素子の配置によ
っては、前記第1の導電性配線1は、前記第2の導電性
配線2の上にあってもかまわないことは言うまでもな
い。
【0004】また、前述した導電性配線材は一般に金か
アルミニウム(A1)あるいはその合金などである。
【0005】一般に、インダクタンスを大きくするに
は、このうずまきの巻き数を増すことが有効である。第
2の導電性配線2について、その最小線幅をb、最小間
隔をaとすると、図3からわかるように、最初の1巻き
に要する面積S1 は S1 =(2b+a)・(2b+2a) (1) であり、以後1巻き増すごとに、インダクタが占有する
四角形の一辺が2(a+b)だけ増すので、結局N巻き
のインダクタの面積SN は、 SN ={2b+a+(N−1)・2・(a+b)}・{2・N・(a+b)} (2) となる。Nを大きくすると SN ≒{2・N・(a+b)}・{2・N・(a+b)} =4N2 (a+b)2 (3) となり、単位巻き数当りの占有面積 S=SN /Nは S=4N(a+b)2 (4) となる。(4)式からわかるように、インダクタンスを
大きくするために巻き数を増すと、その巻き数に比例し
て単位巻き数当りの占有面積が大きくなってしまい、
(3)式に示すように、インダクタの占有面積は巻き数
の2乗に比例して大きくなってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、上
記構成の装置では、インダクタの占有面積が、巻き数の
2乗に比例して増大するため、面積効率が悪く、半導体
基板上に、大きいインダクタンスを有するインダクタが
形成できないという問題点があった。
【0007】この発明は以上述べたインダクタの占有面
積が、その巻き数の2乗に比例して増大するという問題
点を除去するため、第1の導電性配線(従来例の第1の
導電線配線とは目的が異なる)と、第2の導電性配線
を、コンタクトホールによって交互に接続することによ
って、第1導電性配線と第2導電性配線の間の絶縁膜の
一部を巻き込むように、らせん状にインダクタを形成す
ることにより、インダクタの巻き数の増加に対して、そ
の占有面積があまり増加しない、面積効率の良い装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的のた
め、半導体基板上に設けられた第1および第2の導電性
配線と、該第1および第2の導電性配線間を絶縁するた
めの絶縁膜を有する半導体装置において、第1の導電性
配線と、第2の導電性配線を、該絶縁膜を貫通するコン
タクトホールによって交互に接続することによって、該
絶縁膜の一部を巻き込むように、らせん状にインダクタ
を構成したものである。
【0009】
【作用】前述したように本発明は、第1の導電性配線
と、第2の導電性配線とを、その間にある絶縁膜を貫通
するコンタクトホールによって交互に接続することによ
って、該絶縁膜の一部を巻き込むようにらせん状につま
り立体的にインダクタを構成したので、インダクタの面
積を、その従来より小さくすることができる。インダク
タの面積が小さくなるため、半導体装置の面積が小さく
なり、歩留りが向上することが期待できる。
【0010】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例を示し、以下に
説明する。図1(a)はその実施例の斜視図であるが絶
縁膜(図1(c)示す4)は省略してある。図1(b)
は平面図、(c)は図1(b)のA−A断面図、(d)
は他の構成例の平面図である。
【0011】半導体基板(図示略す)上に、第1の導電
性配線1が、図1(a)〜(c)の例では逆L字形の配
線パターンが複数個離間して設けられており、その上に
図1(c)の断面図で示すように、絶縁膜4があり、そ
の絶縁膜4に前記第1の導電性配線1の各パターンの一
端に対応する部分にコンタクトホール3が設けられてい
る。そのコンタクトホール3上に一端がきて、該コンタ
クトホールを通して前記第1の導電性配線1と電気的に
接続されるよう形成した第2の導電性配線2が、図1
(a)〜(c)の例では「形のパターンが複数個、丁度
第1の導電性配線1と各パターンの端どうしが交互に接
続されるよう形成されている。つまり、全体として、電
気的に第1、第2の導電性配線1と2とで絶縁膜4を巻
き込む形でらせん状(コイル状といってもよい)に形成
されている。
【0012】このような構造の形成は従来と特に変わっ
た方法は必要としない。簡単に製法を述べると、まず、
半導体基板上に、第1の導電性配線1のパターンとして
金あるいはA1などを蒸着技術でパターニング形成し、
その上に絶縁膜4(例えば酸化膜)をCVD(化学的気
相成長)法で形成して、その所定箇所(第1の導電性配
線1パターンの一端に対応する箇所)にコンタクトホー
ル3をホトリソグラフィ・エッチング技術で形成し、そ
の上に第2の導電性配線(第1の導電性配線と同じ材料
でも異なる材料でもよいが、同じ材料の方が電気的にも
製造上からも好ましい)2のパターンを蒸着技術で形成
する。無論、そのときコンタクトホール3も導電材で埋
め込まれるから、第1、第2の導電性配線1および2は
その各端どうし電気的に接続される。つまり、前述した
ように絶縁膜4を挟んでらせん状の導電性配線が形成さ
れる。
【0013】図1(a)〜(c)の例は、第1、第2の
導電性配線1、2ともL字形のパターンとしたが、この
形にこだわることはなく、図1(d)のように第1の導
電性配線1を第2の導電性配線2の一端(コンタクトホ
ール3の部分)どうしを直線で接続するようにして、全
体としてらせん状になるようにしても効果は同じであ
る。
【0014】図3の従来のインダクタ素子の場合の磁力
線は、前述したように紙面に垂直方向であるが、図1の
本発明の第1の実施例(後述の第2の実施例も同じ)イ
ンダクタ素子の場合の磁力線の向は、その形状の横方向
のコイル状であるから、ほぼ紙面に平行方向である。図
1では、約3巻きのインダクタとなっている。従来のイ
ンダクタと、その占有面積の比較をするために、第1の
導電性配線1および第2の導電性配線2共、その最小線
幅をb、最小間隔をaとすると、図1(b)からわかる
ように、1巻きに要する面積S11は図中の斜線部であ
り、 S11=(a+2b)・(2a+2b) <(2a+2b)・(2a+2b) =4・(a+b)2 (5) となる。N巻きのインダクタを構成する場合、図1
(b)からも明らかなように、その面積はN倍になるだ
けであるのでN巻のインダクタの面積SN は、 SN =4・N・(a+b)2 (6) となる。従来のインダクタでは、前記(3)式のように
巻き数に対してその面積は2乗で増加するのに対し、本
実施例のインダクタでは(6)式からわかるように、占
有面積は、巻き数に対して、比例して増加するだけであ
る。
【0015】すなわち本実施例によれば、インダクタの
巻き数が多くなればなるほど、従来のインダクタに比べ
て、より少い占有面積でインダクタを構成できる。すな
わち、インダクタンスの大きいインダクタを従来に比べ
て、面積を小さく作ることができる。
【0016】図2に本発明の第2の実施例を示し、以下
に説明する。
【0017】一般にコイル状のインダクタのインダクタ
ンスを大きくするには、コイル内に高透磁率の物質をコ
イルに接触しないように、つまり浮遊状態にして配置す
ることが知られている。そこで、本第2の実施例では、
前記第1、第2の導電性配線1と2で形成されたらせん
状のインダクタ素子の前記絶縁膜4(図1参照)内に、
前記第1、第2の導電性配線1、2に接触しないように
高透磁率材5を挿入する形で形成した。この形成に当た
っても、特に変わった製法を要するものではなく図示は
しないが、絶縁膜4の形成時、その間に前記高透磁率材
5をパターニング形成するよう、絶縁膜4を2回の工程
に分けて行なえば容易にできる。このように高透磁率材
5を挿入することにより、より大きいインダクタンスを
有するインダクタ素子を構成することができる。なお、
前記高透磁率材としては、パーマロイ(周知のように鉄
とニッケルとの合金で、比透磁率約10000)あるい
は珪素合金(FeSi、比透磁率約40000)などが
よい。
【0018】さらに、製造工程上から、第1、第2の導
電性配線1、2も前記高透磁率材を使用すると、同じ材
料で前記配線1、2も高透磁率材5も形成できるので工
程数を低減することができる。無論、第1、第2の導電
性配線1と2のどちらか一方を高透磁率材にしても効果
は殆ど同じである。
【0019】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、半導体基板上に設けられた第1および第2の導
電性配線と、該第1および第2の導電性配線間を絶縁す
るための絶縁膜を有する半導体装置において、第1の導
電性配線と、第2の導電性配線を、前記絶縁膜を貫通す
るコンタクトホールによって交互に接続することによっ
て、該絶縁膜の一部を巻き込むようにらせん状にインダ
クタ素子を構成したので、インダクタの面積を、そのイ
ンダクタンスの大きさに比して従来より小さくすること
ができる。インダクタの面積が小さくできるため、半導
体装置の面積が小さくなり、高集積化が向上することが
期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例
【図2】本発明の第2の実施例
【図3】従来例
【符号の説明】
1 第1の導電性配線 2 第2の導電性配線 3 コンタクトホール 4 絶縁膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上の絶縁膜を挟んで、一つの
    面側に第1の導電性配線、他の面の側に第2の導電性配
    線がそれぞれ所定の長さづつ設けられており、該各配線
    の一端を前記絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通
    して交互に電気的に接続されて、前記第1、第2の各導
    電性配線の電気的つながりが全体として前記絶縁膜を巻
    き込むようにらせん状になっていることを特徴とする半
    導体装置におけるインダクタ素子。
  2. 【請求項2】 前記第1の導電性配線と第2の導電性配
    線との間に、前記らせん状の中を前記両配線に接触しな
    いように、高透磁率材が配置されていることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体装置におけるインダクタ素子。
JP29583892A 1992-11-05 1992-11-05 半導体装置におけるインダクタ素子 Pending JPH06151718A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29583892A JPH06151718A (ja) 1992-11-05 1992-11-05 半導体装置におけるインダクタ素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29583892A JPH06151718A (ja) 1992-11-05 1992-11-05 半導体装置におけるインダクタ素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06151718A true JPH06151718A (ja) 1994-05-31

Family

ID=17825844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29583892A Pending JPH06151718A (ja) 1992-11-05 1992-11-05 半導体装置におけるインダクタ素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06151718A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990015740A (ko) * 1997-08-09 1999-03-05 윤종용 반도체 장치의 인덕터 및 그 제조 방법
KR20010075974A (ko) * 2000-01-21 2001-08-11 이서헌 반도체 집적회로 공정에 의한 인덕터 및 제조 방법
KR100937648B1 (ko) * 2002-12-30 2010-01-19 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 인덕터 및 이의 제조 방법
CN111834339A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 福建省福联集成电路有限公司 一种用于集成电路的电感结构及制作方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990015740A (ko) * 1997-08-09 1999-03-05 윤종용 반도체 장치의 인덕터 및 그 제조 방법
KR20010075974A (ko) * 2000-01-21 2001-08-11 이서헌 반도체 집적회로 공정에 의한 인덕터 및 제조 방법
KR100937648B1 (ko) * 2002-12-30 2010-01-19 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 인덕터 및 이의 제조 방법
CN111834339A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 福建省福联集成电路有限公司 一种用于集成电路的电感结构及制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5576680A (en) Structure and fabrication process of inductors on semiconductor chip
EP0778593B1 (en) Method for realizing magnetic circuits in an integrated circuit
US7012323B2 (en) Microelectronic assemblies incorporating inductors
US5425167A (en) Method of making a transformer for monolithic microwave integrated circuit
US3614554A (en) Miniaturized thin film inductors for use in integrated circuits
US5420558A (en) Thin film transformer
JP4948756B2 (ja) 集積回路内に形成されたインダクタ及びその製造方法
US20020013005A1 (en) Inductor for semiconductor device and method of making the same
JPH08250332A (ja) 3次元集積回路インダクタ
WO1996028832A1 (en) High q integrated inductor
US6621141B1 (en) Out-of-plane microcoil with ground-plane structure
KR100420948B1 (ko) 병렬 분기 구조의 나선형 인덕터
US20050073025A1 (en) Spiral inductor and transformer
US8722443B2 (en) Inductor structures for integrated circuit devices
KR100469248B1 (ko) 무선통신 모듈용 마이크로 인덕터
JPH06151718A (ja) 半導体装置におけるインダクタ素子
JPS60136363A (ja) 半導体装置
JPH10154795A (ja) 半導体チップにおけるインダクター及びその製造方法
WO1996042110A1 (fr) Dispositif a semi-conducteurs
JPH10208940A (ja) インダクタ素子
JPH05291044A (ja) 積層型コイル
KR20010075974A (ko) 반도체 집적회로 공정에 의한 인덕터 및 제조 방법
US7309639B1 (en) Method of forming a metal trace with reduced RF impedance resulting from the skin effect
JP3146672B2 (ja) 薄膜積層形磁気誘導素子およびそれを用いた電子装置。
JPH1074624A (ja) インダクタ素子