JPH0869919A

JPH0869919A - インダクタ素子

Info

Publication number: JPH0869919A
Application number: JP22878494A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeda; 毅池田; Tsutomu Nakanishi; 努中西
Original assignee: T I F KK
Current assignee: T I F KK
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】インダクタ導体が有する抵抗や浮遊容量を増
やすことなくインダクタンスのみを増加させることがで
きるインダクタ素子を提供すること。【構成】半導体基板１０上にはその表面で隣接する位
置にインダクタ導体１２が形成されている。このインダ
クタ導体１２は磁性体１４により覆われており、インダ
クタ導体１２のインダクタンスがこの磁性体１４の透磁
率に比例して大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に形成し
たインダクタ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コイルは重要な回路構成部品で
あり、構成する回路によっては必要不可欠な部品といえ
る。例えば、ＬＣ共振を利用した発振回路や送受信機に
含まれる同調回路は、コイルを使用してはじめて実現で
きるものである。

【０００３】また、近年では回路の集積化が進んでお
り、上述したコイル、すなわちインダクタ部分も含めて
集積化することができれば回路全体の大幅な小型化が可
能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにインダクタ部分を含めて集積化を行う場合には、半
導体基板上でインダクタ部分が占める面積も小さくする
必要があり、充分な特性が得られないおそれがある。

【０００５】図１２は、集積化により半導体基板上に形
成したインダクタの等価回路を示す図であり、同図
（Ａ）には理想的な場合が、同図（Ｂ）には実際の各種
条件を加味した場合が示されている。

【０００６】当然ながら、同図（Ａ）に示すように所定
のインダクタンスを有するインダクタ９０のみが得られ
れば、このインダクタを回路の一部として使用して所望
の回路を容易に構成することができる。しかし、一般的
なプロセスルールを用いて集積化を行って微小なインダ
クタ導体を形成した場合には、上述したインダクタ９０
が有するインダクタンスＬは小さくなり、これに対して
インダクタ導体が有する抵抗Ｒ１およびインダクタ導体
と半導体基板との間に生じる浮遊容量Ｃが相対的に大き
くなる。また、半導体基板上にチャネルが形成される場
合にはその抵抗Ｒ２も加わることになる。したがって、
インダクタ導体に入力された信号（特に高周波信号）
は、抵抗Ｒ１およびＲ２によって信号の周波数に関係な
く減衰するとともに、その一部が信号の周波数に応じて
容量Ｃ側に分岐してしまうため、インダクタ９０には残
りのわずかしか信号が伝わらず、インダクタ９０の特性
を充分引き出すことができない。あるいは、別の見方を
すれば、インダクタ自体の性能はＬ／Ｒが大きいほど良
いといえるが、上述した抵抗Ｒ１，Ｒ２が大きくインダ
クタンスＬが小さい場合にはこのＬ／Ｒの値が小さくな
り、インダクタンスによる特性が充分現れないことにな
る。

【０００７】実際に、一般的なプロセスルールを用いて
インダクタ導体を形成する場合には、その線幅が１μｍ
前後になるためインダクタ導体が有する抵抗が大きくな
ってしまい、高周波領域で使用する場合であってもリア
クタンスの殆どを抵抗成分が占めることになる。一方、
抵抗成分を小さくしようとすると、インダクタ導体の断
面積を大きくして、しかもインダクタ導体の全長を短く
する必要があるが、断面積を大きくした場合にはインダ
クタ導体の占有面積が大きくなるためコスト高を招くと
ともに浮遊容量が大きくなり、全長を短くした場合には
それに伴いインダクタンスも小さくなってしまう。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、インダクタ導体が有する抵
抗や浮遊容量を増やすことなくインダクタンスのみを増
加させることができるインダクタ素子を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１のインダクタ素子は、半導体基板上に
ほぼ平面状に形成されたインダクタ導体と、前記インダ
クタ導体の少なくとも一部を覆うことにより磁路を形成
する絶縁性の磁性体と、を備え、前記磁性体で前記イン
ダクタ導体の少なくとも一部を覆うことにより前記イン
ダクタ導体に大きなインダクタンスを持たせることを特
徴とする。

【００１０】請求項２のインダクタ素子は、半導体基板
上にほぼ平面状に形成されたインダクタ導体と、前記イ
ンダクタ導体の少なくとも一部を絶縁膜を介して覆うこ
とにより磁路を形成する導電性の磁性体と、を備え、前
記磁性体で前記インダクタ導体の少なくとも一部を覆う
ことにより前記インダクタ導体に大きなインダクタンス
を持たせることを特徴とする。

【００１１】請求項３のインダクタ素子は、請求項１ま
たは２のインダクタ素子において、前記インダクタ導体
は渦巻き形状に形成されており、各周回部分の合間に非
磁性体材料を充填することを特徴とする。

【００１２】請求項４のインダクタ素子は、請求項１〜
３のいずれかのインダクタ素子において、前記磁性体
は、前記半導体基板の表面であって前記インダクタ導体
との間に形成された第１の磁性体膜と、前記インダクタ
導体の表面側であって前記第１の磁性体膜とほぼ対向し
て形成された第２の磁性体膜とにより構成されることを
特徴とする。

【００１３】請求項５のインダクタ素子は、請求項１〜
３のいずれかのインダクタ素子において、前記磁性体
は、前記半導体基板の表面であって前記インダクタ導体
との間に形成された第１の磁性体膜により構成されるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項６のインダクタ素子は、請求項１〜
３のいずれかのインダクタ素子において、前記磁性体
は、前記半導体基板上に形成された前記インダクタ導体
のさらに表面側に形成された第２の磁性体膜により構成
されることを特徴とする。

【００１５】請求項７のインダクタ素子は、請求項１〜
６のいずれかのインダクタ素子において、前記磁性体に
よって前記インダクタ導体を覆う面積を変えることによ
り、異なるインダクタンスを持たせることを特徴とす
る。

【００１６】請求項８のインダクタ素子は、請求項１〜
７のいずれかのインダクタ素子において、前記磁性体
は、薄膜形成技術により形成することを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１または２の発明では、半導体基板上に
インダクタ導体を形成するとともにさらにその少なくと
も一部を絶縁性あるいは導電性の磁性体で覆っている。
一般に、磁性体は非磁性体に比べて透磁率が大きく、し
かも磁性体に覆われたインダクタ導体のインダクタンス
はこの透磁率に比例するため、大きなインダクタンスを
得ることができる。

【００１８】特に、磁性体によってインダクタ導体を覆
う場合には、インダクタ導体が有する抵抗や浮遊容量を
ほとんど変えることなくインダクタンスのみを増加させ
ることができる。

【００１９】また、請求項３の発明では、インダクタ導
体を渦巻形状に形成するとともに、この渦巻形状の各周
回部分の合間に非磁性体を充填しているため、各周回部
分間に生じる漏れ磁束を最小限に抑えることができ、さ
らに大きなインダクタンスを得ることができる。

【００２０】また、請求項４の発明では、上述した絶縁
性あるいは導電性の磁性体を第１および第２の磁性体膜
により構成しており、これら第１および第２の磁性体膜
によってインダクタ導体の両面の少なくとも一部を覆っ
ており、半導体基板上に第１の磁性体膜、インダクタ導
体、第２の磁性体膜の順に形成すればよいことから、製
造工程の簡略化が可能となる。

【００２１】また、請求項５または６の発明では、請求
項４の第１の磁性体膜あるいは第２の磁性体膜のみを用
いて磁性体を構成しており、インダクタ導体の片側の面
のみをいずれかの磁性体膜で覆った場合であっても、こ
の磁性体膜の透磁率に応じてインダクタ導体が有するイ
ンダクタンスが増加する。また、この場合には、インダ
クタ導体を形成する前あるいは後に磁性体膜を形成する
工程を１工程追加するだけでよいため、製造工程の簡略
化が可能となる。

【００２２】また、請求項７の発明では、インダクタ導
体を覆う磁性体の面積を変えることにより、同一のイン
ダクタ導体を用いた場合であっても、異なるインダクタ
ンスを持たせることが可能になり、大きさがほぼ同じで
インダクタンスが異なる製品体系を形成しやすくなる。

【００２３】また、請求項８の発明では、上述した絶縁
性あるいは導電性の磁性体を薄膜形成技術により形成し
ている。したがって、ＩＣやＬＳＩ等の半導体基板上に
超小型のインダクタ導体を形成するような場合であって
も、容易に製造することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例のインダク
タ素子について、図面を参照しながら具体的に説明す
る。

【００２５】図１は、半導体基板上に形成された本実施
例のインダクタ素子１００の概略を示す図である。

【００２６】図１に示すように、本実施例の半導体基板
１０表面には、ほぼ平面状に渦巻形状のインダクタ導体
１２が形成されており、さらにこのインダクタ導体１２
が絶縁性の磁性体１４により覆われている。

【００２７】上述した半導体基板１０は、例えばｎ形シ
リコン基板（ｎ−Ｓｉ基板）やその他の半導体材料（例
えばゲルマニウムやアモルファスシリコン等の非晶質材
料）が用いられる。また、インダクタ導体１２は、アル
ミニウムや金等の金属薄膜あるいはポリシリコン等の半
導体材料を渦巻き形状に形成している。

【００２８】なお、図１に示した半導体基板１０には、
インダクタ導体１２以外にもトランジスタ，ダイオード
等の能動素子や抵抗，コンデンサ等の受動素子が形成さ
れており、インダクタ導体１２と他の各素子とが配線さ
れてＩＣやＬＳＩ等が構成されているが、説明を簡単な
ものとするため、インダクタ導体１２のみに着目して図
示してある。

【００２９】図２は、図１に示したインダクタ導体部分
の断面を示す図である。

【００３０】図２において、インダクタ導体１２近傍に
着目すると、半導体基板１０表面に絶縁性の磁性体膜１
６ａを介してインダクタ導体１２が形成されており、さ
らにその表面に絶縁性の磁性体膜１６ｂが被覆形成され
ている。これら２つの磁性体膜１６ａ，１６ｂによって
図１に示した磁性体１４が構成される。

【００３１】図３は、図２に示したインダクタ導体１２
近傍の磁束の流れを示す図であり、インダクタ導体１２
近傍の断面を拡大した図である。

【００３２】同図に示すように、両面に形成された磁性
体膜１６ａ，１６ｂによってインダクタ導体１２が覆わ
れており、これら２つの磁性体膜１６ａ，１６ｂによっ
て磁路が形成される。したがって、インダクタ導体１２
とほぼ垂直方向に発生した磁束は、これら２つの磁性体
膜１６ａ，１６ｂの内部を通って再びインダクタ導体１
２に戻ってくる。このため、空気等に比べて透磁率が大
きな磁性体膜１６ａ，１６ｂによって磁路が形成される
ため、インダクタ導体１２が有するインダクタンスがこ
の透磁率に比例して増加する。

【００３３】図４は、インダクタ導体の両側に磁性体膜
を形成する製造工程を示す図であり、薄膜形成技術によ
ってインダクタ導体の両面に磁性体膜を形成する場合が
示されている。

【００３４】(1) まず、半導体基板１０を用意し（図４
（Ａ））、その表面に絶縁性の磁性体膜２０を各種薄膜
形成技術を利用して形成する（図４（Ｂ））。

【００３５】例えば、磁性体膜２０としては、ガンマ・
フェライトやバリウム・フェライト等の各種磁性体膜を
用いることができる。特に、磁気記憶媒体として一般的
なガンマ・フェライトは、半導体基板１０の面方向と平
行に微小磁石を並べたような磁化方向を有しており、図
３に示したような磁路を形成する際に好都合となる。ま
た、バリウム・フェライトを用いる場合には、塗布によ
り磁性体膜を形成することができるため、製造が容易と
なる。

【００３６】なお、磁性体膜の材質や形成方法について
は各種のものが考えられ、例えばＦｅＯ等を真空蒸着し
て磁性体膜を形成する方法や、その他分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法），化学気相成長法（ＣＶＤ法），スパ
ッタ法等を用いて磁性体膜を形成する方法等が考えられ
る。

【００３７】(2) 次に、このようにして半導体基板１０
上に形成した磁性体膜２０の不必要な部分を除去して、
インダクタ導体１２よりも一回り大きな下側の磁性体膜
１６ａを形成し（図４（Ｃ））、さらにその表面にイン
ダクタ導体１２と同じ材質の金属薄膜１３を形成する
（図４（Ｄ））。

【００３８】(3) 次に、この金属薄膜１３の不要な部分
をフォトリソグラフィ等によって除去して、所定形状の
インダクタ導体１２を形成する（図４（Ｅ））。インダ
クタ導体１２は、最も一般的な場合には渦巻き形状に形
成されており、所定のインダクタンスを有する形状とす
る。

【００３９】なお、インダクタ導体１２は、一般には金
属薄膜によって形成されるため上述した金属薄膜１３を
用いたが、ポリシリコン等の半導体材料で形成するよう
にしてもよい。

【００４０】(4) 次に、インダクタ導体１２の各周回部
分の合間に絶縁性の非磁性体材料１７を充填する（図５
（Ｆ））。このように、インダクタ導体１２の各周回部
分の合間を絶縁性の非磁性体材料１７で覆って磁性体膜
１６ａあるいはこれから形成する磁性体膜１６ｂを排除
することにより、各周回部分間に生じる漏れ磁束を最小
限に抑えることができるため、インダクタ導体１２が発
生する磁束を有効に利用して大きなインダクタンスを得
ることができる。

【００４１】(5) 次に、インダクタ導体１２および露出
した磁性体膜１６ａあるいは半導体基板１０の表面に絶
縁性の磁性体膜２２を形成する（図５（Ｇ））。

【００４２】(4) 最後に、インダクタ導体１２および磁
性体膜１６ａを覆う部分を残して、磁性体膜２２を部分
的に除去して、磁性体膜１６ａとほぼ同じ面積を有する
磁性体膜１６ｂを形成する（図５（Ｈ））。

【００４３】なお、上述した磁性体膜２０，２２を部分
的に除去する手法としては、半導体製造工程の一部とし
て汎用されているエッチングによる方法やレーザ光照射
による方法が考えられる。エッチングによる方法は、半
導体製造工程に含ませることができるため、半導体製造
工程によってインダクタ導体１２やその他の部品を含む
ＩＣやＬＳＩを製造する際に同時に磁性体膜２０，２２
の部分的除去も行うことができ、製造工程の簡略化が可
能となる利点がある。また、レーザ光照射による方法
は、磁性体膜２０，２２の一部を正確な寸法精度で除去
することができる利点がある。

【００４４】次に、磁性体１４の透磁率をどの程度に設
定すればよいかを検討した結果を説明する。

【００４５】図６は、検討に使用したインダクタ導体１
２の平面図である。また、図７は図６のＡ−Ａ線拡大断
面図である。これらの図に示すように、検討に使用した
インダクタ導体１２は二層メタルの製造プロセスを用い
て形成する場合を考える。これは、一層メタルの場合に
はインダクタ導体１２の中心部からの配線の引出しが困
難であり、ジャンパ線や半導体基板１０内に形成したチ
ャネルを利用しなければならないからである。

【００４６】上述した二層メタルとした場合には、製造
プロセスにもよるが、図７に示すように第１層メタル３
０の膜厚ｄの方が第２層メタル３２の膜厚ｂよりも薄く
なる。したがって、図６に示すように、第２層メタル３
２をインダクタ導体１２のスパイラル部分に使用し、第
１層メタル３０をインダクタ導体１２の引出し部分に使
用する。但し、第１層メタル３０の引出し部分以外は第
２層メタル３２と多数のコンタクトホール３４（図６で
は一部を除いて省略してある）を介して接続されてお
り、スパイラル部分の抵抗値をできるだけ少なくするよ
うになっている。

【００４７】このような構造を有するインダクタ導体１
２において、図７に示す各種寸法を例えばａ＝１．２μ
ｍ、ｂ＝１．１５μｍ、Ｃ＝１．０μｍ、Ｄ＝０．６μ
ｍ、Ｅ＝１．５μｍとして考える。

【００４８】ここで、インダクタ導体１２と半導体基板
１０との間の浮遊容量を考える場合、第１層メタル３０
と半導体基板１０の対向する部分間（図７において第１
層メタルの一点鎖線を付した部分と半導体基板１０の表
面との間）に生じる容量Ｃ１の他、第１層メタル３０お
よび第２層メタル３２の各サイド部分と半導体基板１０
との間（図７において第１層メタル３０および第２層メ
タル３２の２点鎖線を付した部分と半導体基板１０の表
面との間）に生じる容量Ｃ２を考慮する必要がある。

【００４９】例えば、上述した各種寸法を適用した場合
には、第１層メタル３０と半導体基板１０の対向する部
分の単位面積あたりの容量は、約０．４×１０^-4ｐＦ／
μｍ²となる。一方、第１層メタル３０および第２層メ
タル３２の各サイド部分と半導体基板１０との間の単位
長さあたり（インダクタ導体１２の長手方向の単位長さ
あたり）の容量Ｃ２は、約１．０×１０^-4ｐＦ／μｍと
なる。

【００５０】図８は、図６及び図７に示す構造を有する
インダクタ導体１２を用いた場合において、所望のイン
ダクタスンを得ようとすると他の素子定数がどのように
なるかを示したものであり、浮遊容量については上述し
たＣ１とＣ２を別々に計算している。

【００５１】図８に示すように、例えばインダクタンス
Ｌを２５０ｎＨにしようとした場合には、浮遊容量Ｃ１
は約６００ｍｐＦ、浮遊容量Ｃ２は約１４００ｍｐＦ、
抵抗Ｒは約１００Ωとなる。１ＧＨｚ程度の高周波信号
を考えた場合には、浮遊容量や抵抗によるリアクタンス
は、インダクタンスによるリアクタンスの数十倍程度で
あることがわかる。したがって、このインダクタ導体１
２に信号を入力してもそのほとんどが浮遊容量に吸収さ
れたり、抵抗によって減衰したりして、インダクタとし
ての機能を充分に果たすことができない。

【００５２】このため、浮遊容量や抵抗値そのものを小
さくすることが望まれる。ところが、プロセスルールを
変更したり、インダクタ導体１２と半導体基板１０との
間に形成する酸化膜を他の材質に変更する等により、浮
遊容量や抵抗値を５分の１程度に小さくすることは可能
であるが、その程度の特性改善では本質的な解決策には
ならず、しかも一般に汎用されているプロセス以外を使
用することになるためコストの上昇は避けられない。

【００５３】これに対し、図１に示すように、インダク
タ導体１２を磁性体１４で覆った場合には、上述した浮
遊容量や抵抗値をほとんど変えることなく（正確には、
磁性体１４を介在させることにより誘電率が変わるため
浮遊容量も変化する）、磁性体１４の透磁率に比例して
インダクタ導体１２が有するインダクタンスのみを上げ
ることができる。したがって、比透磁率が数百程度の磁
性体材料（例えば、フェライトの透磁率が数百程度）を
用いることによりインダクタンスを数百倍に上げること
ができ、インダクタンスによるリアクタンスを浮遊容量
や抵抗によるリアクタンスの十倍以上にすることが可能
となり、インダクタ導体１２を歪が少ない実用的な素子
として使用することができる。

【００５４】このように、本実施例のインダクタ素子１
００は、インダクタ導体１２を磁性体１４で覆うことに
より、インダクタ導体１２が有するインダクタンスをこ
の磁性体１４の透磁率に比例して数百倍（磁性体材料の
透磁率によってはそれ以上）大きくすることが可能であ
り、インダクタ導体の抵抗や浮遊容量に隠れていたイン
ダクタ本来の特性を引き出すことが可能となる。

【００５５】図９は、本実施例の変形例を示す図であ
り、図２および図３に対応する断面が示されている。

【００５６】図９（Ａ）では、半導体基板１０表面に直
接インダクタ導体１２が形成されており、さらにその表
面に絶縁性の磁性体膜１６ｂが被覆形成されている。し
たがって、図２に示した磁性体膜１６ａが省略されたも
のであり、インダクタ導体１２の表面側の片面のみに、
磁性体膜１６ｂが形成されている。

【００５７】このような構造は、例えば図４および図５
に示した工程を用いて製造することができ、その中で図
４（Ａ），（Ｂ）に示した磁性体膜２０（磁性体膜１６
ａ）を形成する工程を省略すればよい。

【００５８】図９（Ｂ）は、同図（Ａ）に示したインダ
クタ導体近傍の磁束の流れを示す図であり、一方のイン
ダクタ導体１２近傍の断面を拡大したものである。同図
（Ｂ）に示すように、インダクタ導体１２の表面側のみ
に形成された磁性体膜１６ｂが磁路となるため、この磁
路に沿った磁束分布となり、インダクタ導体１２によっ
て発生した磁束はこの磁路を含む近傍の領域を通ってイ
ンダクタ導体１２に戻ってくる。このように、磁路の一
部にのみ磁性体膜１６ｂを形成した場合であっても、こ
の磁性体膜１６ｂの透磁率に応じてインダクタ導体１２
が有するインダクタンスを大きくすることができる。

【００５９】図１０は、本実施例の他の変形例を示す図
であり、図９に示した場合とは反対に半導体基板１０と
インダクタ導体１２との間に挟み込むように形成した磁
性体膜１６ａのみを残して、図２に示した磁性体膜１６
ｂを省略した場合が示されている。

【００６０】図１０（Ａ）に示すように、半導体基板１
０表面に絶縁性の磁性体膜１６ａが形成されており、さ
らにその上にインダクタ導体１２が形成されている。こ
のとき同図（Ｂ）に示すように、磁性体膜１６ａの一部
を掘り下げて凹部を形成した後にインダクタ導体１２を
形成するようにしてもよい。

【００６１】このような構造は、例えば図４および図５
に示した工程を用いて製造することができ、その中で図
５（Ｇ），（Ｈ）に示した磁性体膜２２（磁性体膜１６
ｂ）を形成する工程のみを省略すればよい。また、磁性
体膜１６ａの一部を掘り下げる場合には、図４（Ｂ）あ
るいは同図（Ｃ）に示した磁性体膜２０あるいは磁性体
膜１６ａを形成した後インダクタ導体１２等に対応する
部分のみエッチング等により若干掘り下げればよい。

【００６２】図１０（Ｃ）は、同図（Ｂ）に示したイン
ダクタ導体近傍の磁束の流れを示す図であり、インダク
タ導体１２近傍の断面を拡大したものである。

【００６３】同図（Ｃ）に示すように、半導体基板１０
とインダクタ導体１２との間に形成された磁性体膜１６
ａが磁路となるため、この磁路に沿った磁束分布とな
り、インダクタ導体１２によって発生した磁束はこの磁
路を含む近傍の領域を通ってインダクタ導体１２に戻っ
てくる。このように、磁路の一部にのみ磁性体膜１６ａ
を形成した場合であっても、この磁性体膜１６ａの透磁
率に応じてインダクタ導体１２が有するインダクタンス
を大きくすることができる。

【００６４】図１１は、本実施例の他の変形例を示す図
である。同図に示すインダクタ素子は、インダクタ導体
１２を覆う磁性体１４の面積を変えており、同図（Ａ）
には磁性体１４の面積を１／２にしたインダクタ素子
が、同図（Ｂ）には磁性体１４の面積を１／４にしたイ
ンダクタ素子が、同図（Ｃ）には磁性体１４の面積を３
／４より若干小さくしたインダクタ素子がそれぞれ示さ
れている。このように、インダクタ導体１２を覆う磁性
体１４の面積を変えることにより、インダクタ導体１２
が有するインダクタンスもその面積に応じて変化する。

【００６５】したがって、インダクタンスが異なる数種
類のインダクタ素子を製造する場合には、図１１に示す
ようにインダクタ導体１２は同じものを使用し、磁性体
１４の面積のみを変えるだけでよく、インダクタンスが
異なる製品体系が形成しやすいという利点がある。

【００６６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００６７】例えば、上述した実施例においては、イン
ダクタ導体１２の形状は渦巻き形状としたが、高周波信
号を使用する場合等においては必ずしも渦巻き形状に限
定する必要はなく、蛇行形状や曲線形状あるいはほぼ直
線形状でもよく、磁性体１４で覆った後に所望のインダ
クタンスを得られればよい。

【００６８】また、上述した実施例では、磁性体膜１６
ａ，１６ｂとして絶縁性材料を用いたが、メタル粉（Ｍ
Ｐ）のような導電性材料を用いるようにしてもよい。但
し、このような導電性の磁性体膜を上述した絶縁性の磁
性体膜１６ａ等に置き換えて使用すると、インダクタ導
体１２の各周回部分が短絡されてインダクタ導体として
機能しなくなるため、インダクタ導体と導電性の磁性体
膜との間を電気的に絶縁する必要がある。この絶縁方法
としては、インダクタ導体１２を酸化して絶縁酸化膜を
形成する方法や、化学気相法等によりシリコン酸化膜あ
るいは窒化膜を形成する方法等がある。このような各種
の方法により絶縁膜を形成するには、例えば図４および
図５を用いて説明した製造工程において、絶縁性磁性体
膜を導電性磁性体膜に置き換えるとともに、磁性体膜を
形成する工程とインダクタ導体を形成する工程との間に
絶縁膜を製造する工程を挿入すればよい。

【００６９】特に、メタル粉等の導電性材料は、ガンマ
−フェライト等の絶縁性材料に比べると透磁率が大きい
ため、大きなインダクタンスを確保することができる利
点がある。

【００７０】また、上述した実施例では、インダクタ導
体１２を半導体基板１０の表面に形成する場合を例にと
り説明したが、各インダクタ導体１２等は半導体基板１
０の一部をエッチング等により掘り下げて埋没させるよ
うにしてもよい。

【００７１】

【発明の効果】上述したように、請求項１または２の発
明によれば、透磁率が大きな磁性体によってインダクタ
導体の少なくとも一部を絶縁性あるいは導電性の磁性体
で覆っており、インダクタ導体の浮遊容量や抵抗値をほ
とんど変えることなくインダクタンスを大きくすること
ができる。

【００７２】また、請求項３の発明によれば、インダク
タ導体を渦巻形状に形成するとともに、この渦巻形状の
各周回部分の合間に非磁性体を充填しているため、各周
回部分間に生じる漏れ磁束を最小限に抑えることがで
き、さらに大きなインダクタンスを得ることができる。

【００７３】また、請求項４の発明によれば、上述した
絶縁性あるいは導電性の磁性体を第１および第２の磁性
体膜により構成しており、これら第１および第２の磁性
体膜によってインダクタ導体の両面の少なくとも一部を
覆っており、半導体基板上に第１の磁性体膜、インダク
タ導体、第２の磁性体膜の順に形成すればよいことか
ら、製造工程の簡略化が可能となる。

【００７４】また、請求項５または６の発明によれば、
請求項４の第１の磁性体膜あるいは第２の磁性体膜のみ
を用いて磁性体を構成しており、インダクタ導体の片側
の面のみをいずれかの磁性体膜で覆った場合であって
も、この磁性体膜の透磁率に応じてインダクタ導体が有
するインダクタンスを大きくすることができる。また、
この場合には、インダクタ導体を形成する前あるいは後
に磁性体膜を形成する工程を１工程追加するだけでよい
ため、製造工程の簡略化が可能となる。

【００７５】また、請求項７の発明によれば、インダク
タ導体を覆う磁性体の面積を変えることにより、同一の
インダクタ導体を用いた場合であっても、異なるインダ
クタンスを持たせることが可能になり、大きさがほぼ同
じでインダクタンスが異なる製品体系を形成しやすくな
る。

【００７６】また、請求項８の発明によれば、上述した
絶縁性あるいは導電性の磁性体を薄膜形成技術により形
成している。したがって、ＩＣやＬＳＩ等の半導体基板
上に超小型のインダクタ導体を形成するような場合であ
っても、容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のインダクタ素子の概略構造を示す図
である。

【図２】図１に示したインダクタ導体部分の断面を示す
図である。

【図３】図２に示したインダクタ導体近傍の磁束の流れ
を示す図である。

【図４】インダクタ導体の両側に磁性体膜を形成する製
造工程を示す図である。

【図５】インダクタ導体の両側に磁性体膜を形成する製
造工程を示す図である。

【図６】浮遊容量や抵抗値とインダクタンスとの比較検
討に使用したインダクタ導体の平面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図８】浮遊容量や抵抗値とインダクタンスとの比較結
果を示す図である。

【図９】本実施例の変形例を示す図である

【図１０】本実施例の他の変形例を示す図である。

【図１１】本実施例の他の変形例を示す図である。

【図１２】集積化により半導体基板上に形成したインダ
クタの等価回路を示す図である。

【符号の説明】

１０半導体基板１２インダクタ導体１４磁性体１６ａ，１６ｂ磁性体膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上にほぼ平面状に形成された
インダクタ導体と、前記インダクタ導体の少なくとも一部を覆うことにより
磁路を形成する絶縁性の磁性体と、を備え、前記磁性体で前記インダクタ導体の少なくとも
一部を覆うことにより前記インダクタ導体に大きなイン
ダクタンスを持たせることを特徴とするインダクタ素
子。
【請求項２】半導体基板上にほぼ平面状に形成された
インダクタ導体と、前記インダクタ導体の少なくとも一部を絶縁膜を介して
覆うことにより磁路を形成する導電性の磁性体と、を備え、前記磁性体で前記インダクタ導体の少なくとも
一部を覆うことにより前記インダクタ導体に大きなイン
ダクタンスを持たせることを特徴とするインダクタ素
子。
【請求項３】請求項１または２において、前記インダクタ導体は渦巻き形状に形成されており、各
周回部分の合間に非磁性体材料を充填することを特徴と
するインダクタ素子。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記磁性体は、前記半導体基板の表面であって前記イン
ダクタ導体との間に形成された第１の磁性体膜と、前記
インダクタ導体の表面側であって前記第１の磁性体膜と
ほぼ対向して形成された第２の磁性体膜とにより構成さ
れることを特徴とするインダクタ素子。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記磁性体は、前記半導体基板の表面であって前記イン
ダクタ導体との間に形成された第１の磁性体膜により構
成されることを特徴とするインダクタ素子。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記磁性体は、前記半導体基板上に形成された前記イン
ダクタ導体のさらに表面側に形成された第２の磁性体膜
により構成されることを特徴とするインダクタ素子。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、前記磁性体によって前記インダクタ導体を覆う面積を変
えることにより、異なるインダクタンスを持たせること
を特徴とするインダクタ素子。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、前記磁性体は、薄膜形成技術により形成することを特徴
とするインダクタ素子。