JPH10208940A

JPH10208940A - インダクタ素子

Info

Publication number: JPH10208940A
Application number: JP2590497A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeda; 毅池田; Akira Okamoto; 明岡本
Original assignee: T I F KK
Current assignee: T I F KK
Priority date: 1997-01-26
Filing date: 1997-01-26
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】渦電流と寄生容量の発生を低減できるインダ
クタ素子を提供する。【解決手段】本発明のインダクタ素子は、基板３上に
形成された渦巻き形状のフローティング導体２と、その
上面に絶縁層５を介して対向配置されるインダクタ導体
１とを含んで構成される。インダクタ導体１には所定の
電圧が印加され、フローティング導体２はフローティン
グ状態にされる。このように、インダクタ導体１と基板
３との間にフローティング導体２を介在させるため、基
板表面に発生される渦電流や、基板３とインダクタ導体
１との間に発生される浮遊容量を低減することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻き形状のパタ
ーンを用いて形成されるインダクタ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体基板上に薄膜形成技術を利用して渦巻き形状のパター
ンを形成し、このパターンをインダクタ素子として利用
する半導体回路が知られている。

【０００３】図１１はこの種のインダクタ素子から発生
される磁束を説明する図である。同図に示す渦巻き形状
のインダクタ素子１０１に所定の電流が流れると、同図
の矢印で示すように半導体基板１０２の表面に垂直な方
向、すなわち半導体基板１０２を貫通する方向に磁束が
発生する。この方向の磁束は、渦電流や浮遊容量の発生
原因となり、半導体基板１０２上に形成された他の半導
体素子の動作に悪影響を与えるおそれがある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は渦電流と浮遊容量の発生を従
来よりも低減することができるインダクタ素子を提供す
ることにある。

【０００５】

【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、略同一形状のイ
ンダクタ導体とフローティング導体を絶縁層を挟んで基
板上に形成し、フローティング導体をフローティング構
造にする。すなわち、インダクタ導体と基板との間にフ
ローティング導体を介在させることにより、基板表面に
発生される渦電流や、インダクタ導体と基板表面との間
に発生される浮遊容量を低減することができる。

【０００６】請求項２のインダクタ素子は、フローティ
ング導体の少なくとも一部分をインダクタ導体に対向配
置する。この場合も、渦電流や浮遊容量の発生が低減さ
れる。

【０００７】請求項３のインダクタ素子は、フローティ
ング導体を分割構造にする。

【０００８】請求項４のインダクタ素子は、フローティ
ング導体を分割する溝を設け、この溝の内部に電極引き
出し部を形成し、この電極引き出し部をインダクタ導体
と導通させる。これにより、インダクタ素子は２層メタ
ル構造になる。

【０００９】請求項５のインダクタ素子は、インダクタ
導体とフローティング導体を絶縁層を挟んで基板上に形
成し、インダクタ導体に導通される電極引き出し部をフ
ローティング導体と分離して形成する。これにより、イ
ンダクタ素子は３層メタル構造になる。

【００１０】請求項６のインダクタ素子は、インダクタ
導体とフローティング導体の少なくとも一方の形状を渦
巻き形状にし、かつ渦巻きの各周回部分を八角に折り曲
げる。八角に折り曲げることによりマスクの製造が容易
になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したインダク
タンス素子について、図面を参照しながら具体的に説明
する。

【００１２】〔第１の実施形態〕図１は基板上に形成さ
れた本実施形態のインダクタンス素子の概略を示す平面
図、図２はインダクタンス素子の構造を簡略化して示し
た図である。本実施形態のインダクタ素子は、ほぼ同一
形状のインダクタ導体１とフローティング導体２とを、
後述する絶縁層の上下両面に対向配置した構造を有して
いる。図１では、実線で示すインダクタ導体１と点線で
示すフローティング導体２をずらして図示しているが、
実際にはインダクタ導体１とフローティング導体２は図
２に示すように重なるように形成されている。

【００１３】インダクタ導体１の両端には、基板３上に
形成された不図示の半導体回路が接続され、この半導体
回路の作用によりインダクタ導体１に所定の電流が流れ
る。一方、フローティング導体２は、インダクタ導体１
等の電圧変化の影響を受けないようにフローティング構
造で形成されている。

【００１４】インダクタ導体１とフローティング導体２
はいずれも渦巻き形状で形成され、渦巻きの各周回部分
は八角に折り曲げられている。このように、インダクタ
導体１やフローティング導体２の形状を八角形にする理
由は、八角以上の多角形や円形にする場合に比べてマス
クの製造が容易なためであり、一方、八角未満の多角形
にすると、インダクタ素子の電気的特性が悪くなるため
である。

【００１５】基板３には、例えばｎ型シリコン基板（ｎ
−Ｓｉ基板）やその他の半導体基板（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。あるいは、エポキシ等を材料とするプリント配線板
を基板３として用いてもよい。また、インダクタ導体１
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で形成されている。

【００１６】なお、基板３上には、インダクタ素子の他
に、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実装されるが、図１では、説
明を簡単にするためにインダクタ素子のみを示してい
る。

【００１７】図３は図１のＡ−Ａ線の拡大断面図であ
る。同図に示すように、基板３の表面に絶縁性の非磁性
体膜４が形成され、その上面の一部に渦巻き状のフロー
ティング導体２が形成される。また、非磁性体膜４とフ
ローティング導体２の上面に絶縁層５が形成され、その
上面には渦巻き状のインダクタ導体１が形成される。

【００１８】一方、図４（ａ）は図１のＢ−Ｂ線の拡大
断面図である。同図に示すように、インダクタ導体１の
下面側の構造は図３と共通する。インダクタ導体１の一
端には電極引き出し部１ａが接続されており、この電極
引き出し部１ａは絶縁層６を挟んでインダクタ導体１の
上面に形成されている。この電極引き出し部１ａは不図
示の他の半導体回路に接続される。

【００１９】このように、図１に示すインダクタ素子
は、絶縁層５の上下両面に渦巻き形状のインダクタ導体
１とフローティング導体２を対向配置した構造になって
おり、インダクタ導体１と基板３とが間隔を隔てて形成
されるため、基板表面に発生される渦電流や、基板表面
との間に発生される浮遊容量を低減できる。

【００２０】なお、図１では、渦巻き形状のフローティ
ング導体２を基板３上に形成する例を説明したが、図５
に示すように複数に分割された構造のフローティング導
体２′を基板３上に形成してもよい。

【００２１】また、図１では渦巻きの周回数が３の例を
示しているが、周回数は３に限定されず、図６（ａ）に
示すようにほぼ１周でもよく、あるいは図６（ｂ）に示
すように１周未満でもよい。さらに、インダクタ導体１
やフローティング導体２を構成する渦巻きパターンのパ
ターン幅やパターン間隔は同じである必要はなく、パタ
ーン幅やパターン間隔がインダクタ導体１とフローティ
ング導体２とで異なっていてもよい。

【００２２】〔第２の実施形態〕第１の実施形態のイン
ダクタ素子は、場所によって３層メタル構造になるのに
対し、以下に説明する第２の実施形態のインダクタ素子
は２層メタル構造のみで形成される点に特徴がある。

【００２３】図７は第２の実施形態のインダクタ素子の
概略を示す平面図である。同図に示すように、第２の実
施形態のインダクタ素子は、いずれも渦巻き形状のイン
ダクタ導体１１とフローティング導体１２とで構成さ
れ、フローティング導体１２は、渦巻きの中心から外縁
に欠けて延びる溝Ｐによって複数の領域に分割されてい
る。

【００２４】図８（ａ）は図７のＢ′−Ｂ′線の拡大断
面図、図８（ｂ）は図７のＣ−Ｃ線の拡大断面図であ
る。これらの図に示すように、インダクタ導体１１の一
端に接続された電極引き出し部１１ａの一部はフローテ
ィング導体１２の溝Ｐの内部に形成されている。すなわ
ち、電極引き出し部１１ａとフローティング導体１２と
を基板３上の同一高さに形成することにより、インダク
タ素子の全体を２層メタル構造にすることができ、製造
工程の簡略化が図れる。

【００２５】一方、図９は第２の実施形態の変形例を示
す図であり、図９（ａ）はインダクタ素子の概略を示す
平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ線の拡大断面
図である。図９（ｂ）に示すようにインダクタ導体１
１′の一部は溝Ｐの内部に形成されており、溝Ｐの上方
に電極引き出し部１１′ａが形成されている。この電極
引き出し部１１′ａは、インダクタ導体１１′と同一高
さに形成されているため、インダクタ素子の全体を２層
メタル構造にすることができる。

【００２６】〔第３の実施形態〕第１の実施形態では、
絶縁層５の上面側のインダクタ導体１と下面側のインダ
クタ導体２とをほぼ同一形状にしているが、これらイン
ダクタ導体の全長にわたって形状が同一である必要はな
く、一部だけが一致していてもよい。

【００２７】図１０は第３の実施形態のインダクタ素子
の概略を示す平面図である。同図において、実線は絶縁
層５の上面側に形成されたインダクタ導体２１、点線は
絶縁層５の下面側に形成されたフローティング導体２２
をそれぞれ表している。同図に示すように、フローティ
ング導体２２は、インダクタ導体２１の一部と同じ形状
をしており、これら形状が同じ部分は絶縁層５を挟んで
対向する位置に形成されている。

【００２８】このように、インダクタ導体２１とフロー
ティング導体２２の一部の形状だけが同一であっても部
分的な２層構造となるため、第１の実施形態と同様に、
渦電流と浮遊容量の発生を低減することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、同一形状のインダクタ導体とフローティング導体
を絶縁層を挟んで対向配置した２層構造にするため、イ
ンダクタ導体が基板から間隔を隔てて形成され、基板表
面に発生される渦電流や、インダクタ導体と基板表面と
の間に発生される浮遊容量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板上に形成されたインダクタ素子の概略を示
す平面図である。

【図２】インダクタ素子の構造を簡略化して示した図で
ある。

【図３】図１のＡ−Ａ線の拡大断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。

【図５】複数に分割された構造のフローティング導体を
有するインダクタ素子の概略を示す平面図である。

【図６】（ａ）は渦巻きの周回数がほぼ１周の例を示す
図、（ｂ）は１周未満の例を示す図である。

【図７】第２の実施形態のインダクタ素子の概略を示す
平面図である。

【図８】（ａ）は図７のＢ′−Ｂ′線の拡大断面図、
（ｂ）は図７のＣ−Ｃ線の拡大断面図である。

【図９】第２の実施形態の変形例を示す図で、（ａ）は
インダクタ素子の概略を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｄ−Ｄ線の拡大断面図である。

【図１０】第３の実施形態のインダクタ素子の概略を示
す平面図である。

【図１１】インダクタ素子から発生される磁束を説明す
る図である。

【符号の説明】

１インダクタ導体２フローティング導体３基板４非磁性体膜５、６絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成される渦巻き形状のインダ
クタ導体と、前記インダクタ導体と略同一の形状を有し、前記インダ
クタ導体の下面側に絶縁層を介して対向配置され、フロ
ーティング構造で形成されるフローティング導体とを備
えることを特徴とするインダクタ素子。
【請求項２】基板上に形成される渦巻き形状のインダ
クタ導体と、前記インダクタ導体の下面側に絶縁層を介して形成さ
れ、少なくとも一部分が前記インダクタ導体と対向配置
され、フローティング構造で形成されるフローティング
導体とを備え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、前記フローティング導体は、所定形状の溝によって複数
の領域に分割されることを特徴とするインダクタ素子。
【請求項４】請求項３において、一端が前記インダクタ導体に接続される電極引き出し部
を備え、前記インダクタ導体、前記フローティング導体および前
記電極引き出し部が前記基板上に２層で形成されるよう
に、前記電極引き出し部あるいは前記インダクタ導体の
一部を前記溝の内部に形成することを特徴とするインダ
クタ素子。
【請求項５】請求項１または２において、基板上に形成される渦巻き形状のインダクタ導体と、前記インダクタ導体の下面側に絶縁層を介して形成さ
れ、少なくとも一部分が前記インダクタ導体と対向配置
され、フローティング構造で形成されるフローティング
導体と、前記フローティング導体と分離して形成され、前記イン
ダクタ導体に導通される電極引き出し部とを備えること
を特徴とするインダクタ素子。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記インダクタ導体および前記フローティング導体の少
なくとも一方は、各周回部分が八角に折れ曲がった渦巻
き形状で形成されることを特徴とするインダクタ素子。