JPH11354323A - Inductor - Google Patents

Inductor

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Publication number
JPH11354323A
JPH11354323A JP15773198A JP15773198A JPH11354323A JP H11354323 A JPH11354323 A JP H11354323A JP 15773198 A JP15773198 A JP 15773198A JP 15773198 A JP15773198 A JP 15773198A JP H11354323 A JPH11354323 A JP H11354323A
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JP
Japan
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thin film
magnetic
magnetic thin
coil conductor
inductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP15773198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shiraki
康博 白木
Shinji Tanabe
信二 田邉
Masahiro Yamaguchi
正洋 山口
Kenichi Arai
賢一 荒井
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP15773198A priority Critical patent/JPH11354323A/en
Publication of JPH11354323A publication Critical patent/JPH11354323A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/041Printed circuit coils
    • H01F41/046Printed circuit coils structurally combined with ferromagnetic material

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to achieve a compact configuration and high efficiency, by increasing the inductance per unit volume by setting the thickness of a magnetic thin film at the specified value of the depth of a surface film in an inductor. SOLUTION: In an inductor, nonmagnetic insulator a coil conductor 2, a nonmagnetic insulator 3 and a magnetic thin film 1 are sequentially formed from the lower side. At this time, in the film forming process to the nonmagnetic insulator 4, the coil conductor 2 and the nonmagnetic insulator 3, the films can be formed even in the line of the semiconductor process, which cannot handle a magnetic body, and the line of the semiconductor process for manufacturing air-core inductors is used intactly. In one magnetic chin film 1, uniaxial anisotropy is added by e.g. arranging and depositing minute-particle shaped magnetic material in the magnetic field and annealing in the magnetic field after the film formation. In this case, the thickness of the magnetic thin film 1 is set at about 1/10 of the depth of the surface film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁性薄膜とコイル導
体とを基板上に積層したインダクタに関するものであっ
て、集積回路用の半導体チップ等、小型の素子への搭載
用にとくに適するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductor in which a magnetic thin film and a coil conductor are laminated on a substrate, and is particularly suitable for mounting on a small device such as a semiconductor chip for an integrated circuit. .

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数がGHz帯のインダクタは空心コ
イル導体を使用するために面積が大きくチップとしての
イールドレートが悪く、コイル導体の抵抗損失が大きい
ことなどから、MMICなどの集積回路を小型化、高効
率化するための障害になっていた。このような問題点を
解決するための手段として、特開平6−251957号
公報に示されたインダクタでは、磁性薄膜を用いて、イ
ンダクタンス値を向上させている。また上記インダクタ
では、周波数が数MHzを境としてその上下の周波数を
考えており、インダクタンスを向上させるために磁性薄
膜の磁気異方性の方向とコイル導体中に流れる電流の方
向を使用周波数に関連させて配向させている。
2. Description of the Related Art Inductors in the GHz band use an air-core coil conductor, have a large area, have a low yield rate as a chip, and have a large resistance loss of the coil conductor. , Was an obstacle to higher efficiency. As means for solving such a problem, in the inductor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-251957, the inductance value is improved by using a magnetic thin film. In the above inductor, the frequency above and below a few MHz is considered, and the direction of the magnetic anisotropy of the magnetic thin film and the direction of the current flowing through the coil conductor are related to the operating frequency to improve the inductance. Orientation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のインダクタは以
上のように構成されており、磁性薄膜をコイル導体の上
側と下側の両方に配置しているために、コイル導体を成
膜するまえに磁性薄膜を成膜する必要があり、磁性薄膜
を用いることができない現状の半導体プロセスでは製造
が困難になるという欠点があった。また、周波数がGH
zオーダに近づくと、磁性薄膜の磁気異方性をコイル導
体中に電流が流れる方向に関連させて配向させるだけで
は不十分であり、磁性薄膜に流れるうず電流の影響を更
に低減する必要がある。
The conventional inductor is configured as described above. Since the magnetic thin film is disposed on both the upper side and the lower side of the coil conductor, the inductor is formed before the coil conductor is formed. It is necessary to form a magnetic thin film, and there is a drawback that manufacturing is difficult in a current semiconductor process in which a magnetic thin film cannot be used. Also, if the frequency is GH
When approaching the z-order, it is not sufficient to simply orient the magnetic anisotropy of the magnetic thin film in relation to the direction of current flow in the coil conductor, and it is necessary to further reduce the effect of eddy current flowing in the magnetic thin film. .

【0004】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、単位体積当たりのインダク
タンスを増加させ、小型で高効率のインダクタを得るこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to increase the inductance per unit volume and obtain a small and highly efficient inductor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の構成に
よるインダクタは、基板上に積層形成されたスパイラル
状コイル導体、このコイル導体の上に積層形成された非
磁性絶縁体、この非磁性絶縁体の上に積層形成された磁
性薄膜により構成されたインダクタにおいて、上記磁性
薄膜の厚さを表皮深さの約1/10としたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an inductor having a spiral coil conductor laminated on a substrate, a non-magnetic insulator laminated on the coil conductor, and a non-magnetic insulator. In an inductor constituted by a magnetic thin film laminated on an insulator, the thickness of the magnetic thin film is set to about 1/10 of the skin depth.

【0006】この発明の第2の構成によるインダクタ
は、上記第1の構成において、磁性薄膜が一軸異方性を
有し、磁性薄膜の磁化困難軸が矩形のスパイラル状コイ
ル導体から発生した磁束の方向と一致する領域を形成し
たものである。
According to a second aspect of the present invention, in the inductor according to the first aspect, the magnetic thin film has uniaxial anisotropy, and the hard axis of the magnetic thin film has a magnetic axis generated by a rectangular spiral coil conductor. An area corresponding to the direction is formed.

【0007】この発明の第3の構成によるインダクタ
は、上記第2の構成において、磁性薄膜をスパイラル状
コイル導体の上に非磁性絶縁体と磁性薄膜の順にそれぞ
れ2層以上積層させ、かつ上記各磁性薄膜の磁化困難軸
の向きを互いに垂直にしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the inductor according to the second aspect, two or more magnetic thin films are laminated on the spiral coil conductor in the order of a non-magnetic insulator and a magnetic thin film. The directions of hard axes of magnetization of the magnetic thin film are perpendicular to each other.

【0008】この発明の第4の構成によるインダクタ
は、上記第2または第3の構成において、磁性薄膜の形
状を、矩形のスパイラル状コイル導体の対角線を結ぶこ
とにより得られる4つの二等辺三角形のうち、磁化困難
軸の方向に並んで相対するバタフライ状の2個の二等辺
三角形で構成された形状としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inductor according to the second or third aspect, the shape of the magnetic thin film is formed by connecting four diagonal lines of a rectangular spiral coil conductor. Among them, the shape is formed by two butterfly-like isosceles triangles facing each other in the direction of the hard magnetization axis.

【0009】この発明の第5の構成によるインダクタ
は、上記第1〜4の構成において、磁化困難軸の方向に
沿って、磁性薄膜にスリットを入れたものである。
A fifth aspect of the present invention is the inductor according to the first to fourth aspects, wherein a slit is formed in the magnetic thin film along the direction of the hard axis.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の実
施の形態1によるインダクタを示す図であり、図1
(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線で
の断面図である。図1において、1は磁性薄膜、2はコ
イル導体、3、4は非磁性絶縁体、5はチップである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing an inductor according to a first embodiment of the present invention.
1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A. In FIG. 1, 1 is a magnetic thin film, 2 is a coil conductor, 3 and 4 are non-magnetic insulators, and 5 is a chip.

【0011】図1(b)に示すように、本実施の形態の
インダクタは、チップ5上に、非磁性絶縁体4、コイル
導体2、非磁性絶縁体3、磁性薄膜1を、下から順番に
成膜して付けられる。この時、非磁性絶縁体4、コイル
導体2、および非磁性絶縁体3までの成膜過程では、磁
性体を扱うことのできない半導体プロセスのラインでも
成膜可能であり、空心インダクタ作製の半導体プロセス
のラインをそのまま流用することができる。磁性薄膜1
は、例えば微粒子状の磁性体を磁界中で配向させ堆積さ
せたり、成膜後、磁場中でアニールすることにより、一
軸異方性を付加する。
As shown in FIG. 1B, in the inductor of the present embodiment, a non-magnetic insulator 4, a coil conductor 2, a non-magnetic insulator 3, and a magnetic thin film 1 are arranged on a chip 5 in order from the bottom. The film is formed and attached. At this time, in the film forming process up to the non-magnetic insulator 4, the coil conductor 2, and the non-magnetic insulator 3, it is possible to form a film even in a semiconductor process line in which a magnetic material cannot be handled. Line can be diverted as it is. Magnetic thin film 1
For example, uniaxial anisotropy is added by, for example, depositing a magnetic substance in the form of fine particles in a magnetic field while orienting it in a magnetic field, or annealing the film in a magnetic field.

【0012】このような構成のインダクタにおいて、磁
性薄膜の厚さにインダクタンスを最大にする最適値が存
在する。磁性体の存在は磁気抵抗を減少させてインダク
タンスを増加させるが、高周波においては、磁性薄膜が
厚い場合、磁性薄膜に高周波磁場が印加されると、磁性
薄膜内に電流が流れ、磁性薄膜内の磁化変化に制動を与
え、損失(これをうず電流損という)が生じるからであ
る。うず電流損失は磁性薄膜の厚さが(1)式で表され
る表皮厚さξと密接に関係がある。
In the inductor having such a configuration, there is an optimum value for maximizing the inductance in the thickness of the magnetic thin film. The presence of a magnetic material decreases the magnetic resistance and increases the inductance, but at high frequencies, when the magnetic thin film is thick, when a high-frequency magnetic field is applied to the magnetic thin film, a current flows through the magnetic thin film, and the magnetic thin film This is because braking is applied to the change in magnetization, and loss (this is called eddy current loss) occurs. The eddy current loss is closely related to the skin thickness さ れ る of the magnetic thin film expressed by the formula (1).

【0013】[0013]

【数1】 (Equation 1)

【0014】ここで、fは周波数(Hz)、μs は磁性
薄膜の比透磁率、μ0 は真空の透磁率(H/m)、σは
導電率(S/m)である。周波数が1GHz、コイル導
体の巻数が5ターン、磁性薄膜の比透磁率が300、磁
性薄膜の導電率が106 (S/m)のとき、(1)式よ
り表皮厚さξを計算すると約1μmである。
Here, f is the frequency (Hz), μs is the relative magnetic permeability of the magnetic thin film, μ0 is the magnetic permeability of vacuum (H / m), and σ is the electrical conductivity (S / m). When the frequency is 1 GHz, the number of turns of the coil conductor is 5 turns, the relative magnetic permeability of the magnetic thin film is 300, and the conductivity of the magnetic thin film is 10 6 (S / m), the skin thickness よ り is calculated from the equation (1). 1 μm.

【0015】一方、図2の曲線(a)は有限要素法を用
いて磁性薄膜の厚みtとインダクタンスの関係をシミュ
レーションした例である。この結果より、磁性薄膜が約
0.1μmでインダクタンスは最大になる。よって、
(1)式にて計算される表皮厚さの約1/10のときに
インダクタンスは最大になる。
On the other hand, the curve (a) in FIG. 2 is an example in which the relationship between the thickness t of the magnetic thin film and the inductance is simulated using the finite element method. From this result, the inductance becomes maximum when the magnetic thin film is about 0.1 μm. Therefore,
The inductance becomes maximum when the skin thickness is about 1/10 calculated by the equation (1).

【0016】実施の形態2.図3は本発明の実施の形態
2によるインダクタを示す図であり、図3(a)は平面
図、図3(b)は図3(a)のA−A線での断面図であ
る。図3において、9は一軸異方性を有する磁性薄膜で
あり、磁性薄膜9の磁化困難軸が、コイル導体2の電流
方向の一方と垂直となるように形成されたものである。
磁性薄膜の磁化軸方向については、一般に低周波では磁
化容易軸を磁界と同一方向、すなわちコイルの電流方向
と垂直にするのが良く、高周波では磁化困難軸を磁界方
向と一致させる、すなわちコイルの電流方向と垂直にす
るのが良いことが知られている。6は磁性薄膜9の磁化
困難軸の方向に沿って設けられたスリットである。実施
の形態1と同様に各膜を成膜したあとに、磁性薄膜にス
リット6をエッチングなどの手法により設ける。
Embodiment 2 FIG. 3 is a diagram showing an inductor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a plan view, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 (a). In FIG. 3, reference numeral 9 denotes a magnetic thin film having uniaxial anisotropy, which is formed such that the hard axis of the magnetic thin film 9 is perpendicular to one of the current directions of the coil conductor 2.
Regarding the direction of the magnetization axis of the magnetic thin film, it is generally better to make the easy axis of magnetization the same direction as the magnetic field at low frequencies, that is, perpendicular to the current direction of the coil. It is known that it is better to make it perpendicular to the current direction. Reference numeral 6 denotes a slit provided along the direction of the hard axis of the magnetic thin film 9. After each film is formed as in the first embodiment, a slit 6 is provided in the magnetic thin film by a technique such as etching.

【0017】磁性薄膜9は磁化困難軸が、コイル導体2
の電流方向の少なくとも一方と垂直となる領域を形成し
ているので、磁性体の透磁率が有効に利用される。ま
た、スリット6を付けることにより、図3(a)に示す
ように、うず電流の経路が分割されるので、抵抗が増加
して、うず電流による高周波損失を減少させることがで
きる。また、スリットの間隔を等間隔にすることによ
り、少ないスリット数で高周波損失を減少させることが
できる。また、磁性薄膜にスリットを設けると渦電流が
減少するため、磁性薄膜の厚さを増加させることができ
る。従って、実施の形態1で述べた最適な膜厚の値は増
加する。この効果はスリットにより導電率(σ)が減少
することと等価であり、等価的な表皮厚さ(ξ)が増加
したことと等価である。スリットで分割された領域数を
nとすると、最適膜厚はほぼnに比例して増加する。図
2の曲線(b)、(c)に3分割と5分割の計算結果を
示す。
The hard magnetic axis of the magnetic thin film 9 is
Since the region perpendicular to at least one of the current directions is formed, the magnetic permeability of the magnetic material is effectively used. Also, by providing the slit 6, as shown in FIG. 3A, the path of the eddy current is divided, so that the resistance is increased and the high frequency loss due to the eddy current can be reduced. Further, by making the intervals of the slits equal, the high frequency loss can be reduced with a small number of slits. Further, when a slit is provided in the magnetic thin film, the eddy current is reduced, so that the thickness of the magnetic thin film can be increased. Therefore, the value of the optimum film thickness described in the first embodiment increases. This effect is equivalent to a decrease in conductivity (σ) due to the slit, and is equivalent to an increase in equivalent skin thickness (ξ). Assuming that the number of regions divided by the slit is n, the optimum film thickness increases substantially in proportion to n. Curves (b) and (c) in FIG. 2 show the calculation results of three divisions and five divisions.

【0018】実施の形態3.図4は本発明の実施の形態
3によるインダクタの主要部を示す斜視構成図である。
図4において、1、7は磁性薄膜、8は非磁性絶縁体で
ある。実施の形態1と同様に各膜4、2、3、1を成膜
したあとに、磁性薄膜1の上にさらに非磁性絶縁体8、
および磁性薄膜1と磁化困難軸の方向が垂直である磁性
薄膜7を成膜する。
Embodiment 3 FIG. 4 is a perspective view showing a main part of an inductor according to a third embodiment of the present invention.
In FIG. 4, 1 and 7 are magnetic thin films, and 8 is a non-magnetic insulator. After the films 4, 2, 3, and 1 are formed in the same manner as in the first embodiment, a non-magnetic insulator 8 is further formed on the magnetic thin film 1.
Then, a magnetic thin film 7 whose hard axis is perpendicular to the magnetic thin film 1 is formed.

【0019】この実施の形態ではコイル導体2が矩形の
渦巻き状コイルなので、x方向とy方向に磁界が発生す
る。y方向に発生した磁界に対して、磁性薄膜1の磁化
困難軸をy方向にすることにより、y方向のインダクタ
ンスを増加させる。x方向に発生した磁界に対して、磁
性薄膜7の磁化困難軸をx方向にすることにより、x方
向のインダクタンスを増加させる。このように、互いに
磁化困難軸が垂直な向きを持つ磁性薄膜を積層させるこ
とにより、矩形に巻回したコイルのx、y両方向のイン
ダクタンスを効率よく増加させることができる。
In this embodiment, since the coil conductor 2 is a rectangular spiral coil, a magnetic field is generated in the x and y directions. By setting the hard axis of the magnetic thin film 1 to the y direction with respect to the magnetic field generated in the y direction, the inductance in the y direction is increased. By setting the hard axis of the magnetic thin film 7 in the x direction with respect to the magnetic field generated in the x direction, the inductance in the x direction is increased. Thus, by laminating the magnetic thin films having the directions in which the hard axes are perpendicular to each other, it is possible to efficiently increase the inductance in both the x and y directions of the coil wound in a rectangular shape.

【0020】この実施の形態においても、実施の形態2
と同様に2層の磁性薄膜のそれぞれに磁化困難軸方向の
スリットを設ければ、更にインダクタンスを増加させる
ことができる。
Also in this embodiment, the second embodiment
In the same manner as described above, if a slit in the hard axis direction is provided in each of the two magnetic thin films, the inductance can be further increased.

【0021】なお、磁性薄膜の積層数は3層以上であっ
ても、同等またはそれ以上の効果がえられるのは言うま
でもない。
Needless to say, even if the number of laminated magnetic thin films is three or more, the same or more effects can be obtained.

【0022】実施の形態4.図5は本発明の実施の形態
4によるインダクタを示す図であり、図5(a)は平面
図、図5(b)は図1(a)のA−A線での断面図であ
る。図5において、10は非磁性絶縁体3上に形成され
た2つの二等辺三角形状の磁性薄膜である。x方向に磁
化困難軸が向いている磁性薄膜の場合、図示のようにx
方向に並んだ相対する2個の二等辺三角形の領域のみを
成膜する。または、実施の形態1のように四角形の磁性
薄膜を成膜した後で、余分な2個の二等辺三角形の領域
をエッチングなどで取り除いても良い。
Embodiment 4 5A and 5B show an inductor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A. In FIG. 5, reference numeral 10 denotes two isosceles triangular magnetic thin films formed on the nonmagnetic insulator 3. In the case of a magnetic thin film whose hard axis is oriented in the x direction, as shown in FIG.
Only two opposing isosceles triangular regions arranged in the direction are formed. Alternatively, after forming a rectangular magnetic thin film as in Embodiment 1, two extra isosceles triangular regions may be removed by etching or the like.

【0023】このように、磁性薄膜を2個の二等辺三角
形にすることにより、四角形の磁性薄膜と比べて、透磁
率の効果を低減することなしに、うず電流による高周波
損失を低減できる。
As described above, by forming the magnetic thin film into two isosceles triangles, high-frequency loss due to eddy current can be reduced without reducing the effect of magnetic permeability, as compared with a square magnetic thin film.

【0024】この実施の形態においても、実施の形態2
のようにスリットを設けたり、実施の形態3のように磁
化困難軸の直交する2層の磁性薄膜を用いれば、更にイ
ンダクタンスを増加させることができる。
Also in this embodiment, the second embodiment
If a slit is provided as described above or two magnetic thin films perpendicular to the hard axis are used as in the third embodiment, the inductance can be further increased.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、本発明の第1の構成によ
れば、基板上に積層形成されたスパイラル状コイル導
体、このコイル導体の上に積層形成された非磁性絶縁
体、この非磁性絶縁体の上に積層形成された磁性薄膜に
より構成されたインダクタにおいて、上記磁性薄膜の厚
さを表皮深さの約1/10としたので、単位体積当たり
のインダクタンスを増加させることができ、インダクタ
を小型化、高効率化できる。
As described above, according to the first configuration of the present invention, a spiral coil conductor laminated on a substrate, a non-magnetic insulator laminated on the coil conductor, In the inductor constituted by the magnetic thin film laminated on the magnetic insulator, the thickness of the magnetic thin film is set to about 1/10 of the skin depth, so that the inductance per unit volume can be increased, Inductors can be made smaller and more efficient.

【0026】また、本発明の第2の構成によれば、上記
第1の構成において、磁性薄膜が一軸異方性を有し、磁
性薄膜の磁化困難軸が矩形のスパイラル状コイル導体か
ら発生した磁束の方向と一致する領域を形成したので、
とくに高周波領域において、磁性体の透磁率が有効に利
用され、インダクタンスを増加させることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the magnetic thin film has uniaxial anisotropy, and the hard axis of magnetization of the magnetic thin film is generated from a rectangular spiral coil conductor. Since an area that matches the direction of the magnetic flux was formed,
Particularly in a high frequency region, the magnetic permeability of the magnetic material is effectively used, and the inductance can be increased.

【0027】また、本発明の第3の構成によれば、上記
第2の構成において、磁性薄膜をスパイラル状コイル導
体の上に非磁性絶縁体と磁性薄膜の順にそれぞれ2層以
上積層させ、かつ上記各磁性薄膜の磁化困難軸の向きを
互いに垂直にしたので、矩形に巻回したコイルに対して
磁性材料がもつ磁気異方性の方向を最も有利にすること
ができ、インダクタンスを効率よく増加させることがで
きる。
According to a third configuration of the present invention, in the second configuration, two or more magnetic thin films are laminated on the spiral coil conductor in the order of the non-magnetic insulator and the magnetic thin film, and Since the directions of the hard axes of magnetization of the respective magnetic thin films are perpendicular to each other, the direction of the magnetic anisotropy of the magnetic material can be made most advantageous with respect to the coil wound in a rectangular shape, and the inductance can be efficiently increased. Can be done.

【0028】また、本発明の第4の構成によれば、上記
第2または第3の構成において、磁性薄膜の形状を、矩
形のスパイラル状コイル導体の対角線を結ぶことにより
得られる4つの二等辺三角形のうち、磁化困難軸の方向
に並んで相対するバタフライ状の2個の二等辺三角形で
構成された形状としたので、磁気異方性の方向を有効に
用いるだけでなく、うず電流による高周波損失も低減で
き、インダクタンスを増加させることができる。
According to the fourth configuration of the present invention, in the second or third configuration, the shape of the magnetic thin film is formed by connecting four diagonal lines of a rectangular spiral coil conductor. Of the triangles, the shape is made up of two butterfly-like isosceles triangles that are arranged side by side in the direction of the hard magnetization axis, so not only can the direction of magnetic anisotropy be used effectively, but also high frequency due to eddy current The loss can be reduced, and the inductance can be increased.

【0029】また、本発明の第5の構成によれば、上記
第1〜4の構成において、磁化困難軸の方向に沿って、
磁性薄膜にスリットを入れたので、うず電流による高周
波損失を低減して、インダクタンスを増加させることが
できる。
Further, according to the fifth configuration of the present invention, in the first to fourth configurations, along the direction of the hard axis,
Since a slit is formed in the magnetic thin film, high-frequency loss due to eddy current can be reduced and inductance can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1によるインダクタを示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an inductor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 磁性薄膜の厚さとインダクタンスの関係を有
限要素法により計算した結果を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the result of calculating the relationship between the thickness of a magnetic thin film and inductance by a finite element method.

【図3】 本発明の実施の形態2によるインダクタを示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an inductor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態3によるインダクタの主
要部を示す斜視構成図である。
FIG. 4 is a perspective configuration diagram showing a main part of an inductor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態4によるインダクタを示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an inductor according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、7、9、10 磁性薄膜、2 コイル導体、3、
4、8 非磁性絶縁体、5 チップ、6 スリット。
1, 7, 9, 10 magnetic thin film, 2 coil conductor, 3,
4, 8 Non-magnetic insulator, 5 chips, 6 slits.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 賢一 宮城県仙台市青葉区片平二丁目1番1号 東北大学 電気通信研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Arai 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Pref.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に積層形成されたスパイラル状コ
イル導体、このコイル導体の上に積層形成された非磁性
絶縁体、この非磁性絶縁体の上に積層形成された磁性薄
膜により構成されたインダクタにおいて、上記磁性薄膜
の厚さが表皮深さの約1/10であることを特徴とする
インダクタ。
1. A spiral coil conductor laminated on a substrate, a non-magnetic insulator laminated on the coil conductor, and a magnetic thin film laminated on the non-magnetic insulator. In the inductor, the thickness of the magnetic thin film is about 1/10 of the skin depth.
【請求項2】 磁性薄膜は一軸異方性を有し、上記一軸
異方性を有する磁性薄膜の磁化困難軸が矩形のスパイラ
ル状コイル導体から発生した磁束の方向と一致する領域
を形成したことを特徴とする請求項1記載のインダク
タ。
2. The magnetic thin film has uniaxial anisotropy, and a region where the hard axis of magnetization of the magnetic thin film having uniaxial anisotropy coincides with the direction of magnetic flux generated from a rectangular spiral coil conductor is formed. The inductor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 一軸異方性を有する磁性薄膜をスパイラ
ル状コイル導体の上に非磁性絶縁体と磁性薄膜の順にそ
れぞれ2層以上積層させ、かつ上記各磁性薄膜の磁化困
難軸の向きを互いに垂直にしたことを特徴とする請求項
2記載のインダクタ。
3. A magnetic thin film having uniaxial anisotropy is laminated on a spiral coil conductor in two or more layers in the order of a non-magnetic insulator and a magnetic thin film. 3. The inductor according to claim 2, wherein the inductor is arranged vertically.
【請求項4】 磁性薄膜は一軸異方性を有し、上記磁性
薄膜の形状は、矩形のスパイラル状コイル導体の対角線
を結ぶことにより得られる4つの二等辺三角形のうち、
磁化困難軸の方向に並んで相対するバタフライ状の2個
の二等辺三角形で構成された形状であることを特徴とす
る請求項2または3記載のインダクタ。
4. The magnetic thin film has uniaxial anisotropy, and the shape of the magnetic thin film is one of four isosceles triangles obtained by connecting diagonal lines of a rectangular spiral coil conductor.
The inductor according to claim 2 or 3, wherein the inductor has a shape formed by two butterfly-like isosceles triangles facing each other along the direction of the hard magnetization axis.
【請求項5】 磁化困難軸の方向に沿って、磁性薄膜に
スリットを入れたことを特徴とする請求項1ないし4の
いずれかに記載のインダクタ。
5. The inductor according to claim 1, wherein a slit is formed in the magnetic thin film along the direction of the hard axis.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761622B1 (en) * 2001-12-20 2007-09-27 매그나칩 반도체 유한회사 Inductor and method of manufacturing the same
JP2007294882A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Tdk Corp Thin-film magnetic device and manufacturing method thereof
JP2007294880A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Tdk Corp Thin-film magnetic device
US8004382B2 (en) 2009-03-11 2011-08-23 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Inductor device, and method of manufacturing the same

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