JPH10270248A - スパイラルインダクタ - Google Patents

スパイラルインダクタ

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JPH10270248A
JPH10270248A JP8557897A JP8557897A JPH10270248A JP H10270248 A JPH10270248 A JP H10270248A JP 8557897 A JP8557897 A JP 8557897A JP 8557897 A JP8557897 A JP 8557897A JP H10270248 A JPH10270248 A JP H10270248A
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JP
Japan
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metal wiring
layer
wiring
spiral
spiral inductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8557897A
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English (en)
Inventor
Shigeyuki Murai
成行 村井
Shigeyuki Okamoto
重之 岡本
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 占有面積及び直列抵抗を小さくし、且つイン
ダクタンスを大きくすること。 【解決手段】 絶縁基板1上に連続した金属配線をスパ
イラル状に設けることによりインダクタを形成するもの
で、金属配線を下層の第一層の金属配線51と上層の第
二層の金属配線52との2層構造とし、第二層の金属配
線52の配線間隔を第一層の金属配線51のそれよりも
広く、第二層の金属配線52の厚みを第一層の金属配線
51のそれよりも厚くする。そして、スパイラル中心部
Cから外部へ引出す引出し配線21と第一層の金属配線
51との間に絶縁膜6を設けることにより、引出し配線
21と第一層の金属配線51とがスパイラル中心部C以
外の交差部で接触しないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波集積回
路、特に、半導体基板上に形成されるMMIC(Monoli
sic Microwave Integrate Circuit )に用いられるスパ
イラルインダクタンスに関する。
【0002】
【従来の技術】スパイラルインダクタは、マイクロ波集
積回路において、インダクタンスを得るために用いられ
ている。従来のスパイラルインダクタSIは、図2に示
すように、絶縁基板1上にスパイラル状の連続した金属
配線5を配置することにより、インダクタが形成され
る。このスパイラルインダクタSIは、金属配線5の全
長が長い程インダクタンスが大きく、また、その直列抵
抗は金属配線5の幅a、厚みc及び長さによって決ま
り、その長さが一定の場合には、金属配線5の幅a及び
厚みcが大きい程直列抵抗は小さくなる。スパイラルイ
ンダクタSIの特性としては、直列抵抗が小さいもの望
ましい。スパイラルインダクタSIの占有面積は金属配
線5の幅a及び配線間隔bが小さい程小さく、小型化の
観点から占有面積はできるだけ小さいことが望ましいの
で、金属配線5の幅a及び配線間隔bが小さいものが望
ましい。従来のスパイラルインダクタSIは、図2に示
すように、厚みcは均等で、例えば、8μm、幅aは、
例えば、15μmの一層の金属配線5を例えば、5μm
の配線間隔bで、スパイラル状に形成していた。
【0003】しかしながら、占有面積及び直列抵抗を小
さく且つインダクタンスを大きくするためには、配線間
隔bを狭くし、幅aを小さくし、巻き数を多くすれば良
いが、10μm程度の厚い金属配線5を用いた場合、金
属配線同士の配線間隔を4μm以下にする必要があり、
この場合、配線同士の接触による歩留りの低下及び寄生
容量の増大というという製法上の問題があつた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、占有面積及び直列抵抗が小さく、且つインダクタン
スが大きいスパイラルインダクタを得ること、更に金属
配線同士の接触なしに配線間隔を狭くすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、半絶縁基板上
に連続した金属配線がスパイラル状に配置されたスパイ
ラルインダクタにおいて、前記金属配線を、第一層の金
属配線と第二層の金属配線との2層構造としたものであ
る。
【0006】本発明は、半絶縁基板上に連続した金属配
線がスパイラル状に配置されたスパイラルインダクタに
おいて、前記金属配線を、第一層の金属配線と第二層の
金属配線との2層構造とし、少なくとも該スパイラルイ
ンダクタのスパイラル中心部から外部へ引出す引出し配
線を設け、該引出し配線と第一層の金属配線との間に絶
縁膜を設けるものである。
【0007】本発明は、半絶縁基板上に連続した金属配
線がスパイラル状に配置されたスパイラルインダクタに
おいて、前記金属配線を、前記基板内に埋設状態で設け
られた下層としての第二層の金属配線と、該第二層の金
属配線の上層として設けられた第一層の金属配線との2
層構造としたものである。
【0008】本発明は、半絶縁基板上に連続した金属配
線がスパイラル状に配置されたスパイラルインダクタに
おいて、前記金属配線を、前記基板内に埋設状態で設け
られた下層としての第二層の金属配線と、該第二層の金
属配線の上層として設けられた第一層の金属配線との2
層構造とし、少なくとも該スパイラルインダクタのスパ
イラル中心部から外部へ引出す引出し配線を設け、該引
出し配線と第一層の金属配線との間に絶縁膜を設けるも
のである。
【0009】本発明は、前記スパイラルインダクタにお
いて、第二層の金属配線の配線間の間隔を第一層の金属
配線のそれよりも広く、第二層の金属配線の厚みを第一
層の金属配線のそれよりも厚くしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、金属配線同士の接触な
しに配線間隔を狭くしつつ、占有面積及び直列抵抗が小
さく、且つインダクタンスが大きいスパイラルインダク
タを得るために、金属配線を2層構造とし、第1層の金
属配線はその厚みを薄く、且つその配線間隔を狭くし、
第2層の金属配線はその厚みを第1層の金属配線のそれ
よりも厚く、且つその配線間隔を第1層の金属配線のそ
れよりも広くすると共に、引出し配線と第1層の金属配
線とがインダクタのスパイラル中心部以外の交差部で接
触しないようにスパイラル中心部から外側への引出し配
線と第1層の金属配線との間に絶縁膜を設ける構造にす
る。
【0011】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【実施例】本発明のスパイラルインダクタの第一の実施
例を図3を用いて説明する。その構造は、図3(d)に
示すように、本発明のスパイラルインダクタSIは、金
属配線を下層である第1層の金属配線51とその上層で
ある第2層の金属配線52との2層構造とし、第1層の
金属配線51はその厚みcを薄く、且つその配線間隔b
を狭くし、第2層の金属配線52はその厚みcを第1層
の金属配線51のそれよりも厚く、且つその配線間隔b
を第1層の金属配線51のそれよりも広くすると共に、
スパイラル中心部Cから外部への引出し配線21と第1
層の金属配線51とがスパイラルインダクタSIのスパ
イラル中心部C以外の交差部で接触しないように前記引
出し配線21と第1層の金属配線51との間に絶縁膜6
を設ける。
【0012】前述のような構造を有するスパイラルイン
ダクタSIの図3(a)乃至図3(d)に示す工程から
なる製造方法を、以下説明する。
【0013】図3(a)に示すように、先ず、GaAs等の
化合物半導体からなる半絶縁性基板1上に、スパイラル
インダクタSIの引出し電極部となるスパイラル中心部
Cから外部への引出し配線21及びスパイラル外端部の
引出し配線22を形成する。この引出し配線2は、厚み
cが0.5 μm、幅aが10μmのTi/Au製である。
【0014】次ぎに、図3(b)に示すように、スパイ
ラル中心部Cから外部への引出し配線21と後述第1層
の金属配線51とがスパイラルインダクタSIのスパイ
ラル中心部C以外の交差部で接触しないように既に形成
された前記引出し配線21を覆うように絶縁膜6を形成
する。絶縁膜6は、例えば、厚み 3μmのポリイミド膜
である。
【0015】次ぎに、図3(c)に示すように、2層の
金属配線からなるスパイラルインダクタSIの中の下層
である第1層の金属配線51を蒸着法により形成する。
前記金属配線51は、その材質がTi/Auで、厚みcが0.
5 μm、幅aが10μm、配線間隔bが 1μmである。
【0016】次ぎに、図3(d)に示すように、第1層
の金属配線51の上に、第2層の金属配線52を金メッ
キ法により形成する。前記金属配線52は、その材質が
Auで、厚みcが10μm、幅aが 6μm、配線間隔bが 5
μmである。
【0017】その結果、前記のようにインダクタを構成
する金属配線を第1層の金属配線51とその上に形成さ
れた第2層の金属配線52との2層とし、スパイラル中
心部Cから外部への引出し配線21と第1層の金属配線
51とがスパイラルインダクタSIのスパイラル中心部
C以外の交差部で接触しないように前記引出し配線21
と第1層の金属配線51との間に絶縁膜6を設けた構造
とし、第1層の金属配線51はその厚みcが0.5 μmと
薄いので、配線間隔bが 1μmと狭くしても、一般的な
光リソグラフィー技術を用いた製造方法により、金属配
線間で接触のないパターンを充分形成することができ
る。また、第2層の金属配線52は配線間隔bが 5μm
と広いので、厚みcが10μmというような厚い金属配線
を選択的に金メッキ形成する際に用いられる厚み約12μ
mのフォトレジストパターンを充分形成することができ
る。更に、第2層の金属配線52は、厚みcが10μmと
厚いので、インダクタの低抵抗化を図ることができる。
【0018】本発明のスパイラルインダクタの第二の実
施例を図4を用いて説明する。その構造は、図4(e)
に示すように、本発明のスパイラルインダクタSIは、
金属配線を下層である第2層の金属配線52とその上層
である第1層の金属配線51との2層構造とし、第1層
の金属配線51はその厚みcを薄く、且つその配線間隔
bを狭くし、第2層の金属配線52はその厚みcを第1
層の金属配線51のそれよりも厚く、且つその配線間隔
bを第1層の金属配線51のそれよりも広くすると共
に、スパイラル中心部Cから外部への引出し配線2と第
1層の金属配線51とがスパイラルインダクタSIのス
パイラル中心部C以外の交差部で接触しないように前記
引出し配線2と第1層の金属配線51との間に絶縁膜6
を設ける。
【0019】前述のような構造を有するスパイラルイン
ダクタSIの図4(a)乃至図4(e)に示す工程から
なる製造方法を、以下説明する。
【0020】図4(a)に示すように、先ず、GaAs等の
化合物半導体からなる半絶縁性基板1に第2層の金属膜
52を埋設するための溝7をエッチング等により形成す
る。この溝7は、前記第一の実施例における第2層の金
属膜52と同様のもので、平面形状がスパイラル状で、
深さcが第一の実施例のものの厚みに相当し、配線間隔
bである。
【0021】次ぎに、図4(b)に示すように、半絶縁
性基板1に形成された溝7を金メッキ法により金で埋設
することにより、第2層の金属配線52を形成する。前
記金属配線52は、その材質がAuで、厚みcが10μm、
幅aが 6μm、配線間隔bが5μmである。
【0022】次ぎに、図4(c)に示すように、半絶縁
性基板1の第2層の金属配線52の上に第1層の金属配
線51を蒸着法により形成する。前記金属配線51は、
その材質がTi/Auで、厚みcが0.5 μm、幅aが10μ
m、配線間隔bが 1μmである。
【0023】次ぎに、図4(d)に示すように、後述の
スパイラル中心部Cから外部への引出し配線21と第1
層の金属配線51とがスパイラルインダクタSIのスパ
イラル中心部C以外の交差部で接触しないように第1層
の金属配線51を覆うように絶縁膜6を形成する。絶縁
膜6は、例えば、厚み 3μmのポリイミド膜である。
【0024】次ぎに、図4(e)に示すように、前記絶
縁膜6を覆うように、スパイラル中心部Cから外部への
引出し配線21及びスパイラル外端部の引出し配線22
を形成する。この引出し配線21及び22は、厚みcが
0.5 μm、幅aが10μmのTi/Au製である。
【0025】その結果、前記のようにインダクタを構成
する金属配線を第2層の金属配線52とその上に形成さ
れた第1層の金属配線51との2層とし、スパイラル中
心部Cから外部への引出し配線21と第1層の金属配線
51とがスパイラルインダクタSIのスパイラル中心部
C以外の交差部で接触しないように前記引出し配線21
と第1層の金属配線51との間に絶縁膜6を設けた構造
とし、第1層の金属配線51はその厚みcが0.5 μmと
薄いので、配線間隔bが 1μmと狭くしても、一般的な
光リソグラフィー技術を用いた製造方法により、金属配
線間で接触のないパターンを充分形成することができ
る。また、第2層の金属配線52は配線間隔bが 5μm
と広いので、厚みcが10μmというような厚い金属配線
を選択的に金メッキ形成する際に用いられる厚み約12μ
mのフォトレジストパターンを充分形成することができ
る。更に、第2層の金属配線52は、厚みcが10μmと
厚いので、インダクタの低抵抗化を図ることができる。
【0026】なお、本実施例においてはスパイラルイン
ダクタSIの平面形状を、四角形状のスパイラルとした
が、丸型のスパイラルとしてもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明は、スパイラルインダクタを、金
属配線を下層又は上層である第1層の金属配線と上層又
は下層である第2層の金属配線とからなる2層構造と
し、第1層の金属配線はその厚みcを薄く、且つその配
線間隔bを狭くし、第2層の金属配線はその厚みcを第
1層の金属配線のそれよりも厚く、且つその配線間隔b
を第1層の金属配線のそれよりも広くすることにより、
スパイラルインダクタの占有面積及び直列抵抗を小さく
しつつ、インダクタンスを大きくすることができる。
【0028】更に、本発明は、スパイラル中心部から外
部への引出し配線と第1層の金属配線との間に絶縁膜を
設けることにより、スパイラルインダクタがスパイラル
中心部C以外の交差部で前記引出し配線と接触すること
がないので、スパイラルインダクタの配線間での接触を
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスパイラルインダクタの第一の実施例
の平面図及び断面図(平面図上のA−A’を切断面とし
た場合)である。
【図2】従来のスパイラルインダクタの平面図及び断面
図(平面図上のA−A’を切断面とした場合)である。
【図3】本発明のスパイラルインダクタを第一の実施例
により製造した場合の各製造工程における状態を示す断
面図(図1の平面図上のA−A’を切断面とした場合)
である。
【図4】本発明のスパイラルインダクタを第二の実施例
により製造した場合の各製造工程における状態を示す断
面図(図1の平面図上のA−A’を切断面とした場合)
である。
【符号の説明】
SI スパイラルインダクタ C スパイラル中心部 1 半絶縁性基板 21 スパイラル中心部Cから外部への引出し配線 22 スパイラル外端部の引出し配線 5 金属配線 51 第一層の金属配線 52 第二層の金属配線 6 絶縁膜 7 溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半絶縁基板上に連続した金属配線がスパ
    イラル状に配置されたスパイラルインダクタにおいて、
    前記金属配線を、第一層の金属配線と第二層の金属配線
    との2層構造としたこと特徴とするスパイラルインダク
    タ。
  2. 【請求項2】 半絶縁基板上に連続した金属配線がスパ
    イラル状に配置されたスパイラルインダクタにおいて、
    前記金属配線を、第一層の金属配線と第二層の金属配線
    との2層構造とし、少なくとも該スパイラルインダクタ
    のスパイラル中心部から外部へ引出す引出し配線を設
    け、該引出し配線と第一層の金属配線との間に絶縁膜を
    設けること特徴とするスパイラルインダクタ。
  3. 【請求項3】 半絶縁基板上に連続した金属配線がスパ
    イラル状に配置されたスパイラルインダクタにおいて、
    前記金属配線を、前記基板内に埋設状態で設けられた下
    層としての第二層の金属配線と、該第二層の金属配線の
    上層として設けられた第一層の金属配線との2層構造と
    したこと特徴とするスパイラルインダクタ。
  4. 【請求項4】 半絶縁基板上に連続した金属配線がスパ
    イラル状に配置されたスパイラルインダクタにおいて、
    前記金属配線を、前記基板内に埋設状態で設けられた下
    層としての第二層の金属配線と、該第二層の金属配線の
    上層として設けられた第一層の金属配線との2層構造と
    し、少なくとも該スパイラルインダクタのスパイラル中
    心部から外部へ引出す引出し配線を設け、該引出し配線
    と第一層の金属配線との間に絶縁膜を設けること特徴と
    するスパイラルインダクタ。
  5. 【請求項5】 第二層の金属配線の配線間の間隔を第一
    層の金属配線のそれよりも広く、第二層の金属配線の厚
    みを第一層の金属配線のそれよりも厚くしたこと特徴と
    する前記請求項1、2、3又は4記載のスパイラルイン
    ダクタ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020039016A (ko) * 2000-11-20 2002-05-25 황인길 멀티라인구조를 갖는 나선형 인덕터 및 제조방법
KR100598113B1 (ko) 2005-01-03 2006-07-07 삼성전자주식회사 인덕터 및 인덕터 형성 방법
US7176756B2 (en) 2003-12-26 2007-02-13 Tdk Corporation Inductor element containing circuit board and power amplifier module
JP2014222707A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 日東電工株式会社 コイルプリント配線基板、受電モジュール、電池ユニットおよび受電通信モジュール

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