JPH1187620A - 分布定数素子 - Google Patents

分布定数素子

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JPH1187620A
JPH1187620A JP9277724A JP27772497A JPH1187620A JP H1187620 A JPH1187620 A JP H1187620A JP 9277724 A JP9277724 A JP 9277724A JP 27772497 A JP27772497 A JP 27772497A JP H1187620 A JPH1187620 A JP H1187620A
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soft magnetic
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Tetsuhiko Mizoguchi
徹彦 溝口
Tetsuo Inoue
哲夫 井上
Toshiro Sato
敏郎 佐藤
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/028Electrodynamic magnetometers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、スイッチング電源用インダクタ、ノ
イズフィルタ、準マイクロ波帯の受動回路、あるいは、
磁界センサとして利用される、数MHzから数GHzを
動作帯域とする磁性薄膜デバイスにおいて、素子特性の
飛躍的な向上とともに、さらなる小型化によって製造コ
ストを低減できるようにすることを最も主要な特徴とす
る。 【解決手段】たとえば、一軸性の磁気異方性が誘導され
てなる磁性層12の上下を、誘電体層13によってサン
ドイッチするように積み重ねて電磁波の伝搬路11を構
成する。また、伝搬路11の上面にはマイクロストリッ
プライン14を設けるとともに、伝搬路11の下面には
下部接地導体15を介して、絶縁性下地基板16を取り
付ける。こうして、伝搬路11の波長の短縮化を可能と
することで、素子サイズの小型化を図る構成となってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、分布定数素子に
関するもので、特に、スイッチング電源用インダクタ、
ノイズフィルタ、携帯電話やPHS(Personal Handy-p
hone System )を始めとする準マイクロ波帯の受動回
路、あるいは、磁界センサとして利用される磁性薄膜デ
バイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュー
タ、携帯電話やPHS、および、電子手帳などに代表さ
れるような携帯用電子機器は、その市場がワールドワイ
ドに拡大している。これら電子機器の小型化、高性能化
は、半導体集積回路の技術の進展に負うところが大き
い。
【0003】周知のように、半導体集積回路の中には、
トランジスタ、キャパシタ、抵抗などの素子が集積化さ
れ、その集積密度は年々高くなっており、集積回路のワ
ンチップ化が急激に進んでいる。
【0004】しかしながら、インダクタンスやトランス
といった磁気素子は、エネルギー蓄積やインピーダンス
変換(整合)、フィルタリングなどの機能を達成するの
に重要であるにもかかわらず、素子の小型化や薄型化が
困難であり、集積回路の集積度を向上させる際の重大な
ネックとなっている。
【0005】これに対し、磁気素子を小型化、薄型化す
るための一つの方法として、半導体集積回路の形成プロ
セスと類似の工程で製造できる磁性薄膜デバイスが提案
されている。磁性薄膜デバイスの進展については、たと
えば、「マイクロ磁気デバイスの全て;白江公輔,他
編、工業調査会、1992年初版発行」や、平成9年電
気学会全国大会シンポジウム「マイクロ磁気工学の最近
の進展」により、詳細にされている。
【0006】磁性薄膜デバイスの開発において、最初
は、主として1〜数10MHzを動作周波数とするスイ
ッチング電源への応用が系統的に検討されていた。ま
た、最近では、1〜2GHzを動作周波数とする移動体
通信用インダクタンス素子(準マイクロ波帯インダク
タ)の開発が活発化してきている。磁性薄膜デバイスの
スイッチング電源への応用や準マイクロ波帯インダクタ
の開発に関しては、平成9年2月に開かれた、電気学会
マグネティックス研究会でも発表されている。
【0007】図20は、5MHzスイッチングDC−D
Cコンバータ用に開発された磁性薄膜インダクタの概略
を示すものである。
【0008】このインダクタは、たとえば同図(a)に
示すように、平面うず巻きパターンを有するコイル(長
方形ダブルスパイラルコイル)101の上下を、層間絶
縁膜102,102をそれぞれ介して、軟磁性薄膜10
3,103でサンドイッチした構造となっている。
【0009】このインダクタのQ値(品質係数または性
能係数(いわゆる、性能指数))は、たとえば同図
(b)に示すように、最高でも10程度とさほど高くな
い。これは、上下の軟磁性薄膜103,103からそれ
ぞれ漏れる高周波磁束によって生じるコイル101のう
ず電流損が大きいことが理由であると考えられている。
【0010】電源に応用する場合、Q値はなるべく高い
ことが望ましいが、このような磁性薄膜インダクタのQ
値を向上させるための決定的な方法はまだないのが現状
となっている。
【0011】図21は、磁性薄膜トランスの試作例を概
略的に示すものである。
【0012】このトランスは、たとえば同図(a),
(b)に示すように、1次側および2次側コイル20
1,202を、絶縁膜203を介して、磁性薄膜204
の周りに交互に巻き付けるとともに、2次側コイル20
2の両端を、シリコン基板205上に形成されたショッ
トキーバリアダイオード206a,206bを介して接
続した構造となっている。
【0013】トランスの場合、コイルが2個以上必要な
ために構造が複雑であり、試作された例は少ない。ま
た、コイル同士の磁束の結合が重要であるにもかかわら
ず、この点に関しての系統的な検討もほとんどなされて
はいない。
【0014】トランスは、エネルギー変換に有用である
ことの他に、インピーダンス変換機能を有するために電
子回路への応用が広範囲にわたるものの、まだ実用にな
るような磁性薄膜を使ったトランスの開発は発展途上の
段階にある。
【0015】図22は、移動体通信機器用の電力増幅器
の入出力整合回路および電源チョーク用に開発が進めら
れている、磁性薄膜インダクタの概略を示すものであ
る。
【0016】従来、これらのインダクタは、MMIC
(Monolithic Microwave IntegratedCircuit )の中
で、空心スパイラルコイルを集中定数素子として使用し
てきたが、素子面積が大きく、製造コストの上昇を招く
要因となっていた。
【0017】最近では、数GHz帯用のインダクタにお
いて、磁性薄膜を採用することで、素子面積を縮小しよ
うとする試みが盛んになってきている。この磁性薄膜イ
ンダクタは、たとえば同図(a)に示すように、Ti/
Au膜301の上下をコバルト系グラニュラー膜からな
る磁性薄膜302,302でサンドイッチし、SiON
膜303を介して、シリコン基板304上に配設した構
造となっている。
【0018】しかしながら、素子の解析/設計が確立さ
れていないため、素子特性と構造の関係を寄生素子成分
や高周波損失の増加などを考慮して検討することは困難
で、開発も試行錯誤的となっているのが現状であり、今
だ、実用化にはほど遠いのが実情である(同図(b)参
照)。
【0019】一方、移動体通信機器用の電力増幅器の入
出力整合回路においては、1/4波長伝送線路変成器が
用いられる場合もある。しかしながら、電磁波の伝搬路
にアルミナなどの誘電体基板(比誘電率〜8、波長短縮
率〜3)を用いる場合が多く、たとえば、1GHz程度
の1/4波長伝送線路変成器を構成しようとすると、そ
の線路長は25mm程度となる。この変成器の場合、M
MICへの搭載を考慮すると、素子面積が大きいため
に、モノリシック化は困難である。
【0020】また、最近、外部磁界による透磁率の変化
を利用した高感度磁界センサが提案されている(たとえ
ば、M.Senda and Y.Koshimoto;1997 INTERMAG Conferen
ce,GP-18 )。
【0021】図23は、上記した高感度磁界センサの概
略構成を示すものである。
【0022】この磁界センサは、たとえば同図(a),
(b)に示すように、導体ライン401を囲むようにし
て、軟磁性薄膜(NiFe)402と誘電体膜(SiO
2 )403とを積層してなるマグネチック・コア404
が設けられ、外部磁界による軟磁性薄膜402の透磁率
の変化に比例するインピーダンスの変化を、導体ライン
401の両端での電圧の変化として検出するように構成
されている。
【0023】磁界センサの検出部は低インピーダンスで
あるため、高抵抗で終端した1/4波長線路405を接
続することによってインピーダンス整合を図ると同時
に、線路405の昇圧効果により、外部磁界の変化によ
る電圧の変化を大きくできるメリットがある。
【0024】しかしながら、この磁界センサの場合、検
出部は小型化できるものの、1/4波長線路405など
を含んだ周辺回路は複雑であり、検出部に比べて大型で
あるためにセンサシステム全体としては小型化が困難で
あった。
【0025】以上、説明したように、磁気素子を小型
化、薄型化する目的で開発が進められている磁性薄膜デ
バイスは、種々の分野への応用に際して、素子特性の飛
躍的な向上(高性能化)、さらなる小型化(薄型化)、
および、製造コストの低減など、多くの解決すべき問題
がある。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、磁性薄膜デバイスの開発、実用化は遅れて
おり、また、素子特性の飛躍的な向上(高性能化)、さ
らなる小型化(薄型化)、および、製造コストの低減な
どが望まれていた。
【0027】そこで、この発明は、各種の磁性薄膜デバ
イスの開発、実用化にともなって、素子特性の飛躍的な
向上(高性能化)、さらなる小型化(薄型化)、およ
び、製造コストの低減などを図ることが可能な分布定数
素子を提供することを目的としている。
【0028】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の分布定数素子にあっては、軟磁性金属
層と、この軟磁性金属層の上下に、それぞれ誘電体層を
介して設けられた導体層とから構成されている。
【0029】また、この発明の分布定数素子にあって
は、一軸性の磁気異方性を誘導してなる軟磁性金属層
と、この軟磁性金属層の上下に、それぞれ誘電体層を介
して設けられた導体層とから構成されている。
【0030】また、この発明の分布定数素子にあって
は、導体層と、この導体層の上下に、それぞれ誘電体層
を介して設けられた軟磁性金属層とから構成されてい
る。
【0031】また、この発明の分布定数素子にあって
は、導体層と、この導体層の上下に、それぞれ誘電体層
を介して設けられた、一軸性の磁気異方性を誘導してな
る軟磁性金属層とから構成されている。
【0032】また、この発明のマイクロストリップライ
ン型の分布定数素子にあっては、絶縁性基板上に設けら
れた下部導体層と、この下部導体層上に誘電体層を介し
て設けられた、一軸性の磁気異方性を誘導してなる軟磁
性金属層と、この軟磁性金属層上に誘電体層を介して設
けられた上部導体層とから構成されている。
【0033】また、この発明のパラレルライン型の分布
定数素子にあっては、絶縁性基板上に設けられた下部導
体層と、この下部導体層上に誘電体層を介して設けられ
た、一軸性の磁気異方性を誘導してなる軟磁性金属層
と、この軟磁性金属層上に誘電体層を介して設けられ
た、前記下部導体層とほぼ同一形状を有する上部導体層
とから構成されている。
【0034】さらに、この発明の内部導体ライン型の分
布定数素子にあっては、絶縁性基板上に設けられた下部
軟磁性金属層と、この下部軟磁性金属層上に誘電体層を
介して設けられた導体層と、この導体層上に誘電体層を
介して設けられた上部軟磁性金属層とから構成されてい
る。
【0035】この発明の分布定数素子によれば、インダ
クタンス素子、キャパシタンス素子、抵抗素子などの集
中定数素子を組み合わせて構成される各種の受動回路
を、極めて小型に構成することが可能となる。
【0036】すなわち、分布定数(分布インダクタン
ス、分布容量、分布損失抵抗)による伝送線路を構成で
きるようになる。これにより、電磁波の伝搬路の波長
(線路長)を短くすることが可能となるものである。
【0037】より具体的には、たとえば、数MHzから
数GHzを動作周波数とする磁性薄膜デバイスを実現す
るに際して、低損失線路を構成した場合には、線路長を
1/4波長に設定することにより、インピーダンス整合
回路(変成器)を実現できる。
【0038】また、低損失線路の終端を短絡した場合に
は、線路長が1/4波長よりも十分に短い周波数帯域で
は、極めて高いQ値を有するインダクタンス素子の実現
が可能となる。
【0039】また、高周波によって線路を高損失性とし
た場合には、分布容量とあいまって、ローパスフィルタ
を実現できる。
【0040】さらには、軟磁性金属層の外部磁界に対す
る透磁率の変化を利用するようにした場合には、高抵抗
で終端した1/4波長低損失線路の終端電圧は外部磁界
により大きく変化するので、高感度の磁界センサを実現
できる。
【0041】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0042】図1は、本発明の実施の第一の形態にかか
る、マイクロストリップライン型の分布定数素子の基本
構造を概略的に示すものである。
【0043】この分布定数素子は、たとえば、電磁波の
伝搬路11が磁性層(軟磁性金属層)12の上下を誘電
体層13によってサンドイッチするように積み重ねた積
層構造を有し、この伝搬路11の上面にはマイクロスト
リップライン(上部導体ライン)14が、また、伝搬路
11の下面には下部接地導体(下部導体ライン)15が
設けられるとともに、この下部接地導体15を介して、
絶縁性下地基板(絶縁性基板)16上に取り付けられた
構成となっている。
【0044】上記磁性層12、上記誘電体層13、およ
び、上記下部接地導体15は、たとえば、tM 、tD
C の厚さをそれぞれに有するとともに、ほぼ均一の幅
で設けられている。
【0045】また、上記磁性層12には、所定の方向に
一軸性の磁気異方性が誘導されている。
【0046】上記マイクロストリップライン14は、た
とえば、上記下部接地導体15と同じ厚さtC を有し、
かつ、その導体幅wが上記下部接地導体15の幅よりも
狭くなっている。
【0047】このマイクロストリップライン型の分布定
数素子の場合、動作に磁性層12と誘電体層13とが寄
与するので、アルミナなどの誘電体層のみで電磁波の伝
搬路が構成されている従来の場合に比べて、伝搬路11
の波長が短くなる(波長短縮効果)。
【0048】したがって、1/4波長線路を使ってイン
ピーダンス整合回路(変成器)を構成した場合には、素
子の線路長が短くなるため、素子サイズの大幅な縮小化
(小型化)が期待できる。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】図2は、上記したマイクロストリップライ
ン型の分布定数素子により、1/4波長変成器を構成し
た場合の例を示すものである。なお、同図(a)は1/
4波長変成器の概略構成を示す斜視図、同図(b)は同
じく素子特性図である。
【0052】この1/4波長変成器は、たとえば、磁性
層12には零磁歪組成のFeSmZr系アモルファス合
金膜を、誘電体層13にはSiO2 膜を、マイクロスト
リップライン14および下部接地導体15にはそれぞれ
導体材料としてのAuを、また、絶縁性下地基板16に
はGaAs基板を用い、1/4波長同調周波数が1.5
GHzに設定されている。
【0053】上記磁性層12は、たとえば、1層当たり
の厚さtM =0.2μm、高周波複素(比)透磁率の実
部μS ' =100、全層数N=5とされ、上記誘電体層
13は、たとえば、1層当たりの厚さtD =0.2μ
m、比誘電率εS =4とされている。
【0054】上記ストリップライン14は、たとえば同
図(a)に示すように、略W字状のつづら折りパターン
(つづら折り数が2)を有し、導体厚さtC =4μm、
ライン/スペースが64/100μmとされている。
【0055】1.5GHzで1/4波長となる線路長は
2260μmであり、この線路長を実現するための素子
サイズ(ストリップライン14の長手方向の長さ)は約
565μmとされている。
【0056】また、磁性層12には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸17はストリップライ
ン14の長手方向に平行とされている。これにより、高
周波特性の良好な回転磁化過程が利用できる。
【0057】つづら折りパターンの折り返し部分(スト
リップライン14の短手方向)は、磁化容易軸17の方
向に磁界が発生するので、高周波では磁性層12の寄与
がほとんど期待できない。この部分での特性インピーダ
ンスおよび伝搬定数は、回転磁化領域のそれとは異なる
が、線路長が短いため、全体の諸特性に与える影響は少
ない。
【0058】たとえば、この1/4波長変成器を、20
ΩのインピーダンスZL で終端させた場合、同図(b)
に示すように、1.5GHzでの入力インピーダンスZ
iは約50Ωとなっており、50Ω系にインピーダンス
整合させることができる。
【0059】このような構成のマイクロストリップライ
ン型1/4波長変成器を、たとえば、1.5GHz移動
体通信用パワーアンプ(GaAs−MES−FET)の
入力整合回路に利用した場合、結果として正常な動作が
確認できた。
【0060】この1/4波長変成器によれば、従来は集
中定数素子であるインダクタとキャパシタとで構成され
ていた整合回路が大幅に簡略化されるとともに、整合回
路の占める実装面積が1/3以下になった。
【0061】なお、1/4波長変成器を構成する際、磁
性層12の使用上限周波数を決定する自然共鳴周波数
は、1/4波長の同調周波数(1.5GHz)よりも高
い必要があり、この場合の自然共鳴周波数は2.8GH
zであった。
【0062】図3は、上記したマイクロストリップライ
ン型の分布定数素子により、終端短絡インダクタを構成
した場合の例を示すものである。なお、同図(a)は終
端短絡インダクタの概略構成を示す斜視図、同図(b)
は同じく素子特性図である。
【0063】このインダクタは、たとえば、上記した1
/4波長変成器の場合とほぼ同様に、磁性層12には零
磁歪組成のFeSmZr系アモルファス合金膜を、誘電
体層13にはSiO2 膜を、マイクロストリップライン
14および下部接地導体15にはそれぞれ導体材料とし
てのAuを、また、絶縁性下地基板16にはGaAs基
板を用いて構成されている。
【0064】同様に、上記磁性層12は、たとえば、t
M =0.2μm、μS ' =100、N=5とされ、上記
誘電体層13は、たとえば、tD =0.2μm、εS
4とされている。
【0065】一方、上記ストリップライン14は、たと
えば同図(a)に示すように、略U字状のつづら折りパ
ターン(つづら折り数が1)を有し、tC =4μm、ラ
イン/スペースが50/100μmとされている。ま
た、素子サイズ(ストリップライン14の長手方向の長
さ)は約500μmとされている。
【0066】また、磁性層12には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸17はストリップライ
ン14の長手方向に平行とされている。
【0067】たとえば、この終端短絡インダクタの、等
価直列インダクタンスLS および性能指数Qの周波数特
性を測定した結果、同図(b)に示すように、1.5G
Hzでの等価直列インダクタンスLS は約4nH、性能
指数Qは約10であった。
【0068】このような構成のマイクロストリップライ
ン型終端短絡インダクタを、たとえば、1.5GHz移
動体通信用GaAs−MES−FETの電源ラインチョ
ークとして利用した場合、結果として正常な動作が確認
できた。
【0069】この終端短絡インダクタによれば、従来と
ほぼ同等の性能指数(Q値)を確保しつつ、構成を大幅
に簡略化でき、MMICへの搭載を考慮した場合におい
ても、モノリシック化にとって有利である。
【0070】特に、この場合の終端短絡インダクタは、
上記した1/4波長変成器と、ストリップライン14の
幅とパターン形状が異なるのみで、他の構成は同一であ
るため、同一基板16上に終端短絡インダクタと1/4
波長変成器とを同時に一括して製造することが可能であ
る。
【0071】図4は、マイクロストリップライン型の分
布定数素子において、磁性層に高周波で高損失性となる
磁性金属を用いて、ローパスフィルタを構成した場合の
例を示すものである。
【0072】このローパスフィルタは、たとえば、磁性
層12にFeCoBC系アモルファス膜を、誘電体層1
3にAlN膜を用いて、電磁波の伝搬路11´が構成さ
れてなるとともに、マイクロストリップライン14およ
び下部接地導体15にはそれぞれCu(20μm)/C
r(0.1μm)が、また、絶縁性下地基板16にはS
i基板が用いられている。
【0073】上記磁性層12は、たとえば、tM =6μ
m、μS ' =1100、N=1とされ、上記誘電体層1
3は、たとえば、tD =0.1μm、εS =8とされて
いる。
【0074】上記ストリップライン14は、たとえば、
略W字状のつづら折りパターン(つづら折り数が2)を
有し、tC =20μm、ライン/スペースが500/5
00μmとされている。また、素子サイズ(ストリップ
ライン14の長手方向の長さ)は約4500μmとされ
ている。
【0075】また、磁性層12には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸17はストリップライ
ン14の長手方向に平行とされている。
【0076】図5は、マイクロストリップライン型の分
布定数素子を、磁界センサに適用した場合の例を示すも
のである。
【0077】この磁界センサは、たとえば、磁性層12
にCoZrNb系アモルファス磁性膜を、誘電体層13
にSiO2 膜を用いて、電磁波の伝搬路11''が構成さ
れてなるとともに、マイクロストリップライン14およ
び下部接地導体15にはそれぞれCu(5μm)/Cr
(0.1μm)を、また、絶縁性下地基板16にはSi
基板を用い、外部磁界Hexが0の場合の1/4波長同調
周波数が39MHzに設定されている。
【0078】上記磁性層12は、たとえば、tM =0.
5μm、μS ' =2000、N=2とされ、上記誘電体
層13は、たとえば、tD =0.05μm、εS =4と
されている。
【0079】上記ストリップライン14は、たとえば、
つづら折り数が4とされたつづら折りパターンを有し、
C =5μm、ライン/スペースが30/100μmと
されている。また、素子サイズ(ストリップライン14
の長手方向の長さ)は約1000μmとされている。
【0080】また、磁性層12には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸17はストリップライ
ン14の長手方向に平行とされている。
【0081】このような構成の磁界センサによれば、磁
界センサを含んで、その周辺回路の構成を簡素化できる
ようになるため、センサシステム全体としての小型化が
容易に可能となる。
【0082】図6は、本発明の実施の第二の形態にかか
る、パラレルライン型の分布定数素子の基本構造を概略
的に示すものである。
【0083】この分布定数素子は、たとえば、電磁波の
伝搬路21が磁性層(軟磁性金属層)22の上下を誘電
体層23によってサンドイッチするように積み重ねた積
層構造を有し、この伝搬路21の上面には上部導体ライ
ン24が、また、伝搬路21の下面には上部導体ライン
24と略同一幅(導体幅w)で、かつ、略同一形状を有
する下部接地導体(下部導体ライン)25が設けられる
とともに、この下部接地導体25および誘電体層26を
介して、絶縁性下地基板27上に取り付けられた構成と
なっている。
【0084】上記磁性層22、および、上記誘電体層2
3は、たとえば、上記したマイクロストリップライン型
の分布定数素子の場合と同様に、それぞれ、tM 、tD
の厚さを有するとともに、ほぼ均一の幅で設けられてい
る。
【0085】また、上記磁性層22には、所定の方向に
一軸性の磁気異方性が誘導されている。
【0086】さらに、上記上部導体ライン24、上記下
部接地導体25、および、上記誘電体層26は、たとえ
ば、tC の厚さをそれぞれに有して設けられている。
【0087】
【表3】
【0088】このようなパラレルライン型の分布定数素
子により、1/4波長変成器または終端短絡インダクタ
などを構成した場合においても、上述のマイクロストリ
ップライン型の分布定数素子により構成した場合とほぼ
同様の効果が期待できる。
【0089】図7は、上記したパラレルライン型の分布
定数素子により、1/4波長変成器を構成した場合の例
を示すものである。なお、ここでは、パラレルライン型
の1/4波長変成器を、上述のマイクロストリップライ
ン型の1/4波長変成器(図2参照)と同一仕様により
構成した場合について説明する。
【0090】すなわち、このパラレルライン型の1/4
波長変成器は、たとえば、磁性層22には零磁歪組成の
FeSmZr系アモルファス合金膜を、誘電体層23,
26にはSiO2 膜を、上部導体ライン24および下部
接地導体25にはそれぞれ導体材料としてのAuを、ま
た、絶縁性下地基板27にはGaAs基板を用い、1/
4波長同調周波数が1.5GHzに設定されている。
【0091】上記磁性層22は、たとえば、tM =0.
2μm、μS ' =100、N=5とされ、上記誘電体層
23は、たとえば、tD =0.2μm、εS =4とされ
ている。
【0092】上記上部導体ライン24および上記下部接
地導体25は、たとえば、略W字状のつづら折りパター
ン(つづら折り数が2)をそれぞれに有し、tC =4μ
m、ライン/スペースが64/100μmとされてい
る。
【0093】なお、上記下部接地導体25は、たとえ
ば、その端部(端子部)がそれぞれ外部との接続のため
に、素子の前面に引き出されている。
【0094】1.5GHzで1/4波長となる線路長は
2260μmであり、この線路長を実現するための素子
サイズ(上部導体ライン24の長手方向の長さ)は約5
65μmとされている。
【0095】また、磁性層22には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸28は上部導体ライン
24の長手方向に平行とされている。
【0096】このように、パラレルライン型の分布定数
素子により1/4波長変成器を構成した場合において
も、上述のマイクロストリップライン型の1/4波長変
成器の場合とほぼ同一の諸特性が確認できた。
【0097】図8は、上記したパラレルライン型の分布
定数素子により、終端短絡インダクタを構成した場合の
例を示すものである。なお、ここでは、パラレルライン
型の終端短絡インダクタを、上述のマイクロストリップ
ライン型の終端短絡インダクタ(図3参照)と同一仕様
により構成した場合について説明する。
【0098】すなわち、このパラレルライン型の終端短
絡インダクタは、たとえば、上述した1/4波長変成器
の場合とほぼ同様に、磁性層22には零磁歪組成のFe
SmZr系アモルファス合金膜を、誘電体層23,26
にはSiO2 膜を、上部導体ライン24および下部接地
導体25にはそれぞれ導体材料としてのAuを、また、
絶縁性下地基板27にはGaAs基板を用いて構成され
ている。
【0099】同様に、上記磁性層22は、たとえば、t
M =0.2μm、μS ' =100、N=5とされ、上記
誘電体層23は、たとえば、tD =0.2μm、εS
4とされている。
【0100】上記上部導体ライン24および上記下部接
地導体25は、たとえば、略U字状のつづら折りパター
ン(つづら折り数が1)をそれぞれに有し、tC =4μ
m、ライン/スペースが50/100μmとされてい
る。また、素子サイズ(上部導体ライン24の長手方向
の長さ)は約500μmとされている。
【0101】なお、上記下部接地導体25は、たとえ
ば、その端部(端子部)がそれぞれ外部との接続のため
に、素子の前面に引き出されている。
【0102】さらに、磁性層22には一軸性の磁気異方
性を誘導してあり、その磁化容易軸28は上部導体ライ
ン24の長手方向に平行とされている。
【0103】このように、パラレルライン型の分布定数
素子により終端短絡インダクタを構成した場合において
も、上述のマイクロストリップライン型の終端短絡イン
ダクタの場合とほぼ同一の諸特性が確認できた。
【0104】なお、上記した構成のパラレルライン型の
分布定数素子においては、1/4波長変成器および終端
短絡インダクタに限らず、たとえば、上述のマイクロス
トリップライン型の分布定数素子と同様に、ローパスフ
ィルタや磁界センサを構成することも可能である。
【0105】ところで、本発明によるパラレルライン型
の素子の場合、内部に磁性層を有するため、隣接する導
体ライン同士の磁束結合が密になる。特に、導体パター
ンがつづら折りパターンの場合には、隣接する導体ライ
ンの相互インダクタンスMが負であるため、単位長さ当
たりのインダクタンスLが低下する。そのため、波長短
縮効果が阻害され、素子サイズの大幅な小型化はあまり
期待できない。
【0106】そこで、隣接する全ての導体ライン間の相
互インダクタンスMが正となるような導体ライン構造に
ついて、以下に説明する。
【0107】図9は、パラレルライン型の分布定数素子
において、磁性層に高周波で高損失性となる磁性金属を
用いて、ローパスフィルタを構成した場合の例を示すも
のである。
【0108】このローパスフィルタの構造は、上記した
マイクロストリップライン型のローパスフィルタ(図4
参照)と基本的には同一である。すなわち、このパラレ
ルライン型のローパスフィルタは、たとえば、磁性層2
2にFeCoBC系アモルファス膜を、誘電体層23に
AlN膜を用いて、電磁波の伝搬路21´が構成されて
なるとともに、上部導体ライン24および下部接地導体
25にはそれぞれCu(20μm)/Cr(0.1μ
m)が、また、誘電体層26にはAlNが、さらに、絶
縁性下地基板27にはSi基板が用いられている。
【0109】上記磁性層22は、たとえば、tM =6μ
m、μS ' =1100、N=1とされ、上記誘電体層2
3は、たとえば、tD =0.1μm、εS =8とされて
いる。
【0110】上記上部導体ライン24および上記下部接
地導体25は、たとえば、略I字状の複数の直線パター
ン(パターン数が4)をそれぞれに有し、tC =20μ
m、ライン/スペースが500/500μmとされてい
る。また、素子サイズ(上部導体ライン24の長手方向
の長さ)は約4500μmとされている。
【0111】さらに、上記上部導体ライン24および上
記下部接地導体25は、それぞれに流れる電流が全て同
じ向きになるように、互いの各パターンが略らせん状
(詳細については後述する)に接続されている。
【0112】なお、上記下部接地導体25は、たとえ
ば、その端部(端子部)がそれぞれ外部との接続のため
に、素子の前面に引き出されている。
【0113】また、磁性層22には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸28は上記上部導体ラ
イン24の長手方向に平行とされている。
【0114】図10は、上記したパラレルライン型のロ
ーパスフィルタにおける、上部導体ライン24および下
部接地導体25の構造(導体ライン構造)を概略的に示
すものである。なお、同図(a)は要部の斜視図であ
り、同図(b)は同じく要部の側面図である。
【0115】たとえば、上部導体ライン24および下部
接地導体25は、上部導体ライン24および下部接地導
体25をそれぞれ流れる電流の向きが全て同じになるよ
うに、隣り合う、上部導体ライン24の各パターンの一
端と下部接地導体25の各パターンの一端、並びに、下
部接地導体25の各パターンの他端と上部導体ライン2
4の各パターンの他端が、互いに略らせん状になるよう
に接続されている。
【0116】この場合、隣接する全ての導体ライン間の
相互インダクタンスMが正となるため、上記マイクロス
トリップライン型のローパスフィルタとほぼ同一の特性
を得るのに必要な総線路長は、つづら折りパターンの場
合の約2/3となって、素子の大幅な小型化が可能とな
る。
【0117】図11は、上記した構成のパラレルライン
型のローパスフィルタに負荷(ZL)を接続して、入出
力電圧ゲインGv、位相φ、および、入力インピーダン
スZiを測定した際の結果を示すものである。なお、同
図(a)は負荷に20Ωの純抵抗を用いた場合の例であ
り、同図(b)は同じく10Ωの場合の例である。
【0118】20Ωの純抵抗を有する負荷を接続した場
合、つまり、20Ωで終端させた場合には、7MHz付
近で線路長が1/4波長になることと、特性インピーダ
ンスZiが10Ω程度と低いために、信号が昇圧され
る。しかし、10MHz以上の高周波の帯域では、信号
の減衰量が大きく、ローパスフィルタとして正常に機能
していることが分かる。
【0119】一方、10Ωの純抵抗を有する負荷を接続
した場合、つまり、10Ωで終端させた場合には、10
MHz以上の高周波の帯域では、負荷の大きさに関係な
く、大きな信号減衰量を得ることができるのが見て取れ
る。
【0120】このような構成のパラレルライン型のロー
パスフィルタを、たとえば、動作周波数を100KH
z、入力電圧を5V、出力電圧を7.2V、出力電流を
0.5Aとする、矩形波スイッチング電源の出力ノイズ
フィルタに適用した場合、出力コンデンサでは除去でき
なかったスパイク状のノイズを劇的に低減することが可
能となる。
【0121】すなわち、通常の出力コンデンサの自己共
振周波数は1MHz程度であり、コンデンサ単独では、
数10MHzから100MHzの周波数成分をもつスパ
イクノイズを除去できない。
【0122】これに対し、上記した構成のパラレルライ
ン型のローパスフィルタを電源の出力側に接続した場合
においては、たとえば、2V程度のスパイクノイズを5
0mV以下にまで低減でき、十分に小さな挿入損失(効
率の低下はわずか0.5%程度)のもとで、スパイクノ
イズのみを効果的に除去することができた。
【0123】図12は、パラレルライン型の分布定数素
子を、磁界センサに適用した場合の例を示すものであ
る。
【0124】この磁界センサの構造は、上記したマイク
ロストリップライン型の磁界センサ(図5参照)と基本
的には同一であり、しかも、導体ライン構造が上記パラ
レルライン型のローパスフィルタ(図9参照)と同様な
構成となっている。
【0125】すなわち、このパラレルライン型の磁界セ
ンサは、たとえば、磁性層22にCoZrNb系アモル
ファス磁性膜を、誘電体層23にSiO2 膜を用いて、
電磁波の伝搬路21''が構成されてなるとともに、上部
導体ライン24および下部接地導体25にはそれぞれC
u(5μm)/Cr(0.1μm)を、また、誘電体層
26にはSiO2 膜を、さらに、絶縁性下地基板27に
はSi基板を用い、外部磁界Hexが0の場合の1/4波
長同調周波数が39MHzに設定されている。
【0126】上記磁性層22は、たとえば、tM =0.
5μm、μS ' =2000、N=2とされ、上記誘電体
層23は、たとえば、tD =0.05μm、εS =4と
されている。
【0127】上記上部導体ライン24および上記下部接
地導体25は、たとえば、略I字状の複数の直線パター
ン(パターン数が8)をそれぞれに有し、tC =5μ
m、ライン/スペースが30/100μmとされてい
る。また、素子サイズ(上部導体ライン24の長手方向
の長さ)は約1000μmとされている。
【0128】そして、上記上部導体ライン24および上
記下部接地導体25は、図10に示したように、それぞ
れに流れる電流が全て同じ向き(隣接する全ての導体ラ
イン間の相互インダクタンスMが正)になるように、略
らせん状に接続されている。
【0129】なお、上記下部接地導体25は、たとえ
ば、その端部(端子部)がそれぞれ外部との接続のため
に、素子の前面に引き出されている。
【0130】また、磁性層22には一軸性の磁気異方性
を誘導してあり、その磁化容易軸28は上部導体ライン
24の長手方向に平行とされている。
【0131】図13は、上記したパラレルライン型の磁
界センサにおける、磁性層22の透磁率と終端電圧(入
出力電圧ゲイン)との関係を示すものである。
【0132】同図において、破線は透磁率が外部磁界H
ex=0の場合を示しており、この時、磁界センサは1
/4波長変成器となるため、たとえば、2KΩで終端さ
せた場合には20dBもの昇圧ゲインが得られる。
【0133】また、外部磁界Hexの増加によって透磁
率が低下すると、線路の特性インピーダンスおよび波長
が変化し、終端電圧は低下していく。
【0134】図14は、上記した構成の磁界センサを実
際に動作させるための、センサ回路(センサシステム全
体)の概略構成を示すものである。
【0135】この場合のセンサ回路は、たとえば、線路
(磁界センサ)MSの入力端に、直流阻止用のコンデン
サ(39MHzでのインピーダンスが十分に低い)Cを
介して、39MHzの交流定電圧源Viが接続されると
ともに、2KΩの純抵抗(終端抵抗)RL を介して終端
されている。
【0136】また、線路MSの上記入力端には、直流バ
イアス電流調整用の可変抵抗Rおよび交流阻止用のコイ
ル(39MHzでのインピーダンスが十分に高い)Lを
介して、磁性層22に適当な直流バイアス磁界を加える
ための直流電源Eが接続されている。
【0137】図15は、磁性層22に用いたCoZrN
b系アモルファス磁性膜の、外部磁界Hexと交流振幅
透磁率との関係を示すものである。
【0138】磁性層22は、5Oeの磁界(一軸磁気異
方性の異方性磁界に相当)付近で透磁率が大きく変化す
る。このため、上記したセンサ回路(図14参照)の場
合、直流電源Eからの直流バイアス電流によって磁性層
22に加える直流バイアス磁界を5Oe程度に設定すれ
ば良い。
【0139】実際には、外部磁界Hexおよび終端電圧
が線形である必要もあり、線形性も考慮して、適宜、直
流バイアス電流は調整される。
【0140】図16は、上記した構成の磁界センサの、
外部磁界Hexと終端電圧との関係を示すものである。
なお、ここでは、39MHzの交流定電圧源Viの出力
電圧を100mVRMS 、直流電源Eからの直流バイアス
電流を12mAに設定した場合を例に示している。
【0141】同図より、外部磁界Hexおよび終端電圧
Voは、ほぼ線形の関係にあることが分かる。また、こ
の場合の磁界感度は、約0.77V/Oeであった。
【0142】このような構成の磁界センサによれば、磁
界センサを含んで、その周辺回路の構成を簡素化できる
ようになるため、センサシステム全体としての小型化が
容易に可能となる。
【0143】なお、外部磁界Hexの加わる方向として
は、図12に示した磁界Hexの向き以外に、磁性層2
2の磁化容易軸28に平行な場合も、磁界の検出が可能
である。
【0144】図17は、本発明の実施の第三の形態にか
かる、内部導体ライン型の分布定数素子の基本構造を概
略的に示すものである。
【0145】この分布定数素子は、たとえば、電磁波の
伝搬路31が内部導体ライン(導体層)32の周囲を誘
電体層33によって覆うような構造を有し、この伝搬路
31の上面には上部磁性層(上部軟磁性金属層)34
が、また、伝搬路31の下面には下部磁性層(下部軟磁
性金属層)35が設けられるとともに、この下部磁性層
35を介して、絶縁性下地基板36上に取り付けられた
構成となっている。
【0146】上記上部磁性層34および上記下部磁性層
35は、たとえば、上記したマイクロストリップライン
型または上記したパラレルライン型の分布定数素子の場
合と同様に、それぞれ、tM の厚さを有するとともに、
ほぼ均一の幅で設けられている。
【0147】また、上記上部磁性層34および上記下部
磁性層35は、互いに電気的に接地されて、三端子素子
を構成するようになっている。
【0148】なお、上記上部磁性層34および上記下部
磁性層35には、必要に応じて、所定の方向に一軸性の
磁気異方性が誘導されるようになっている。
【0149】上記内部導体ライン32は、たとえば、t
C の厚さを有するとともに、上記上部磁性層34、上記
下部磁性層35、および、上記誘電体層33の幅よりも
狭い、導体幅wを有して設けられている。
【0150】また、上記内部導体ライン32は、たとえ
ば、上記上部磁性層34および上記下部磁性層35間
の、ほぼ中間部に位置するように設けられている。
【0151】
【表4】
【0152】また、この内部導体ライン型の分布定数素
子の線路は、図18に示すように、2端子対回路として
解析できる。
【0153】
【表5】
【0154】このような、内部導体ライン32の外側
に、電気的に接地される磁性層34,35を配した構成
の、内部導体ライン型の分布定数素子によっても、同様
に、1/4波長変成器、終端短絡インダクタ、ローパス
フィルタ、および、磁界センサへの応用が期待される。
【0155】しかし、この内部導体ライン型の分布定数
素子の場合、内部導体ライン32への垂直磁束の鎖交に
よるうず電流の発生、および、うず電流の遮蔽効果によ
るインダクタンスの高周波での低下が避けられず、高い
周波数での適用には向いていない。
【0156】その一方で、分布インダクタンスを大きく
できる利点があるため、低周波用として利用する場合に
おいては、特に、有用である。
【0157】図19は、上記した内部導体ライン型の分
布定数素子により、1/4波長変成器を構成した場合の
例を示すものである。なお、同図(a)は内部導体ライ
ン32をつづら折りパターンとした場合の例であり、同
図(b)は同じくスパイラルパターンとした場合の例で
ある。
【0158】特に、内部導体ライン32をスパイラルパ
ターンとした場合には、電気的な接続を可能とするため
に、上部磁性層34、および、上記上部磁性層34側の
誘電体層33に開孔部37を設け、この開孔部37を介
して、上記スパイラルパターンの一端を外部に露出させ
るようにすれば良い。
【0159】以上、本発明にかかる分布定数素子の種々
の構成について述べたが、導体ラインのパターン形状に
ついては、つづら折りパターンなどに限定されるもので
はない。
【0160】しかしながら、マイクロストリップライン
型およびパラレルライン型の分布定数素子については、
導体ラインの導体幅(w)に対して、上下の導体ライン
間の距離(係数d' )は十分に小さく、具体的にはw/
d' ≧5、より好ましくはw/d' ≧10程度に設定し
た方が良好な特性が得られる。
【0161】また、磁性層は、マイクロストリップライ
ン型およびパラレルライン型の分布定数素子の場合は分
布容量の電極として作用する。また、内部導体ライン型
の分布定数素子の場合は接地層として作用するので、抵
抗率は低い方が良い。
【0162】しかしながら、数100μΩ・cm程度ま
でならば、抵抗率は高くても大きな問題はなく、結晶
質、アモルファス、微結晶など、種々の磁性金属材料が
使用可能である。
【0163】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0164】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、各種の磁性薄膜デバイスの開発、実用化にともなっ
て、素子特性の飛躍的な向上(高性能化)、さらなる小
型化(薄型化)、および、製造コストの低減などを図る
ことが可能な分布定数素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の第一の形態にかかる、マイク
ロストリップライン型の分布定数素子の基本構造を示す
概略構成図。
【図2】同じく、マイクロストリップライン型の1/4
波長変成器を構成した場合を例に示す概略図。
【図3】同じく、マイクロストリップライン型の終端短
絡インダクタを構成した場合を例に示す概略図。
【図4】同じく、磁性層に高周波で高損失性となる磁性
金属を用いて、マイクロストリップライン型のローパス
フィルタを構成した場合を例に示す斜視図。
【図5】同じく、マイクロストリップライン型の分布定
数素子を、磁界センサに適用した場合を例に示す斜視
図。
【図6】この発明の実施の第二の形態にかかる、パラレ
ルライン型の分布定数素子の基本構造を示す概略構成
図。
【図7】同じく、パラレルライン型の1/4波長変成器
を構成した場合を例に示す斜視図。
【図8】同じく、パラレルライン型の終端短絡インダク
タを構成した場合を例に示す斜視図。
【図9】同じく、磁性層に高周波で高損失性となる磁性
金属を用いて、パラレルライン型のローパスフィルタを
構成した場合を例に示す斜視図。
【図10】同じく、パラレルライン型のローパスフィル
タにおける、導体ライン構造を示す概略構成図。
【図11】同じく、パラレルライン型のローパスフィル
タを例に示す特性図。
【図12】同じく、パラレルライン型の分布定数素子
を、磁界センサに適用した場合を例に示す斜視図。
【図13】同じく、磁界センサを例に、磁性層の透磁率
と終端電圧との関係を説明するために示す特性図。
【図14】同じく、センサ回路の構成例を示す回路構成
図。
【図15】同じく、磁性層に用いたCoZrNb系アモ
ルファス磁性膜の、外部磁界と交流振幅透磁率との関係
を説明するために示す特性図。
【図16】同じく、磁界センサを例に、外部磁界と終端
電圧との関係を説明するために示す特性図。
【図17】この発明の実施の第三の形態にかかる、内部
導体ライン型の分布定数素子の基本構造を示す概略構成
図。
【図18】同じく、内部導体ライン型の分布定数素子の
線路を2端子対回路により概略的に示す回路構成図。
【図19】同じく、内部導体ライン型の分布定数素子の
構成例を示す斜視図。
【図20】従来技術とその問題点を説明するために示
す、DC−DCコンバータ用磁性薄膜インダクタの概略
図。
【図21】同じく、従来の磁性薄膜トランスを概略的に
示す構成図。
【図22】同じく、従来の移動体通信機器用磁性薄膜イ
ンダクタを示す概略図。
【図23】同じく、従来の高感度磁界センサを概略的に
示す構成図。
【符号の説明】
11…伝搬路(マイクロストリップライン型) 11´…伝搬路(ローパスフィルタ) 11''…伝搬路(磁界センサ) 12…磁性層 13…誘電体層 14…マイクロストリップライン 15…下部接地導体 16…絶縁性下地基板 17…磁化容易軸 21…伝搬路(パラレルライン型) 21' …伝搬路(ローパスフィルタ) 21''…伝搬路(磁界センサ) 22…磁性層 23,26…誘電体層 24…上部導体ライン 25…下部接地導体 27…絶縁性下地基板 28…磁化容易軸 31…伝搬路(内部導体ライン型) 32…内部導体ライン 33…誘電体層 34…上部磁性層 35…下部磁性層 36…絶縁性下地基板 37…開孔部 MS…線路(磁界センサ) C…コンデンサ(直流阻止用) Vi…交流定電圧源 RL …純抵抗(終端抵抗) R…可変抵抗(直流バイアス電流調整用) L…コイル(交流阻止用) E…直流電源

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性金属層と、 この軟磁性金属層の上下に、それぞれ誘電体層を介して
    設けられた導体層とを具備したことを特徴とする分布定
    数素子。
  2. 【請求項2】 前記軟磁性金属層は、一軸性の磁気異方
    性が誘導されてなることを特徴とする請求項1に記載の
    分布定数素子。
  3. 【請求項3】 一軸性の磁気異方性を誘導してなる軟磁
    性金属層と、 この軟磁性金属層の上下に、それぞれ誘電体層を介して
    設けられた導体層とを具備したことを特徴とする分布定
    数素子。
  4. 【請求項4】 前記軟磁性金属層および前記誘電体層を
    交互に積層して、電磁波の伝搬路を構成してなることを
    特徴とする請求項1または請求項3のいずれかに記載の
    分布定数素子。
  5. 【請求項5】 前記導体層のうち、少なくとも前記軟磁
    性金属層の上部に設けられる導体層は、つづら折り形状
    を有することを特徴とする請求項1または請求項3のい
    ずれかに記載の分布定数素子。
  6. 【請求項6】 前記導体層は、ほぼ同一のつづら折り形
    状を有することを特徴とする請求項1または請求項3の
    いずれかに記載の分布定数素子。
  7. 【請求項7】 前記導体層は、複数の直線パターン形状
    をそれぞれに有し、各導体層をそれぞれ流れる電流の向
    きが全て同じになるように相互に接続されていることを
    特徴とする請求項1または請求項3のいずれかに記載の
    分布定数素子。
  8. 【請求項8】 前記導体層は、各パターンの相互が略ら
    せん状に接続されていることを特徴とする請求項7に記
    載の分布定数素子。
  9. 【請求項9】 導体層と、 この導体層の上下に、それぞれ誘電体層を介して設けら
    れた軟磁性金属層とを具備したことを特徴とする分布定
    数素子。
  10. 【請求項10】 前記軟磁性金属層は、一軸性の磁気異
    方性が誘導されてなることを特徴とする請求項9に記載
    の分布定数素子。
  11. 【請求項11】 導体層と、 この導体層の上下に、それぞれ誘電体層を介して設けら
    れた、一軸性の磁気異方性を誘導してなる軟磁性金属層
    とを具備したことを特徴とする分布定数素子。
  12. 【請求項12】 前記導体層は、前記軟磁性金属層間の
    ほぼ中間部に位置することを特徴とする請求項9または
    請求項11のいずれかに記載の分布定数素子。
  13. 【請求項13】 前記軟磁性金属層は、電気的に接地さ
    れていることを特徴とする請求項9または請求項11の
    いずれかに記載の分布定数素子。
  14. 【請求項14】 絶縁性基板上に設けられた下部導体層
    と、 この下部導体層上に誘電体層を介して設けられた、一軸
    性の磁気異方性を誘導してなる軟磁性金属層と、 この軟磁性金属層上に誘電体層を介して設けられた上部
    導体層とを具備したことを特徴とするマイクロストリッ
    プライン型の分布定数素子。
  15. 【請求項15】 前記軟磁性金属層および前記誘電体層
    を交互に積層して、電磁波の伝搬路を構成してなること
    を特徴とする請求項14に記載のマイクロストリップラ
    イン型の分布定数素子。
  16. 【請求項16】 前記上部導体層は、つづら折り形状を
    有することを特徴とする請求項14に記載のマイクロス
    トリップライン型の分布定数素子。
  17. 【請求項17】 線路長が電磁波の波長の略1/4とさ
    れて、伝送線路型変成器を構成することを特徴とする請
    求項14に記載のマイクロストリップライン型の分布定
    数素子。
  18. 【請求項18】 高抵抗で終端するとともに、外部磁界
    による前記軟磁性金属層の透磁率の変化を終端電圧の振
    幅の変化として検出する磁界センサを構成することを特
    徴とする請求項17に記載のマイクロストリップライン
    型の分布定数素子。
  19. 【請求項19】 線路長が電磁波の波長の1/4の長さ
    よりも十分に短く、かつ、前記上部導体層の一端が前記
    下部導体層に電気的に接続されて、伝送線路型インダク
    タンス素子を構成することを特徴とする請求項14に記
    載のマイクロストリップライン型の分布定数素子。
  20. 【請求項20】 前記軟磁性金属層に高周波で高損失性
    となる磁性金属を用いて、ローパスフィルタを構成する
    ことを特徴とする請求項14に記載のマイクロストリッ
    プライン型の分布定数素子。
  21. 【請求項21】 絶縁性基板上に設けられた下部導体層
    と、 この下部導体層上に誘電体層を介して設けられた、一軸
    性の磁気異方性を誘導してなる軟磁性金属層と、 この軟磁性金属層上に誘電体層を介して設けられた、前
    記下部導体層とほぼ同一形状を有する上部導体層とを具
    備したことを特徴とするパラレルライン型の分布定数素
    子。
  22. 【請求項22】 前記軟磁性金属層および前記誘電体層
    を交互に積層して、電磁波の伝搬路を構成してなること
    を特徴とする請求項21に記載のパラレルライン型の分
    布定数素子。
  23. 【請求項23】 前記上部導体層および前記下部導体層
    は、つづら折り形状を有することを特徴とする請求項2
    1に記載のパラレルライン型の分布定数素子。
  24. 【請求項24】 前記上部導体層および前記下部導体層
    は、複数の直線パターン形状をそれぞれに有し、各導体
    層をそれぞれ流れる電流の向きが全て同じになるように
    相互に接続されていることを特徴とする請求項21に記
    載のパラレルライン型の分布定数素子。
  25. 【請求項25】 前記導体層は、各パターンの相互が略
    らせん状に接続されていることを特徴とする請求項24
    に記載のパラレルライン型の分布定数素子。
  26. 【請求項26】 線路長が電磁波の波長の略1/4とさ
    れて、伝送線路型変成器を構成することを特徴とする請
    求項21に記載のパラレルライン型の分布定数素子。
  27. 【請求項27】 高抵抗で終端するとともに、外部磁界
    による前記軟磁性金属層の透磁率の変化を終端電圧の振
    幅の変化として検出する磁界センサを構成することを特
    徴とする請求項26に記載のパラレルライン型の分布定
    数素子。
  28. 【請求項28】 線路長が電磁波の波長の1/4の長さ
    よりも十分に短く、かつ、前記上部導体層の一端が前記
    下部導体層に電気的に接続されて、伝送線路型インダク
    タンス素子を構成することを特徴とする請求項21に記
    載のパラレルライン型の分布定数素子。
  29. 【請求項29】 前記軟磁性金属層に高周波で高損失性
    となる磁性金属を用いて、ローパスフィルタを構成する
    ことを特徴とする請求項21に記載のパラレルライン型
    の分布定数素子。
  30. 【請求項30】 絶縁性基板上に設けられた下部軟磁性
    金属層と、 この下部軟磁性金属層上に誘電体層を介して設けられた
    導体層と、 この導体層上に誘電体層を介して設けられた上部軟磁性
    金属層とを具備したことを特徴とする内部導体ライン型
    の分布定数素子。
  31. 【請求項31】 前記導体層は、前記上部軟磁性金属層
    および前記下部軟磁性金属層間のほぼ中間部に位置する
    ことを特徴とする請求項30に記載の内部導体ライン型
    の分布定数素子。
  32. 【請求項32】 前記上部軟磁性金属層および前記下部
    軟磁性金属層は電気的に接地されて、三端子素子を構成
    することを特徴とする請求項30に記載の内部導体ライ
    ン型の分布定数素子。
  33. 【請求項33】 線路長が電磁波の波長の略1/4とさ
    れて、伝送線路型変成器を構成することを特徴とする請
    求項30に記載の内部導体ライン型の分布定数素子。
  34. 【請求項34】 前記軟磁性金属層に高周波で高損失性
    となる磁性金属を用いて、ローパスフィルタを構成する
    ことを特徴とする請求項30に記載の内部導体ライン型
    の分布定数素子。
  35. 【請求項35】 高抵抗で終端するとともに、外部磁界
    による前記軟磁性金属層の透磁率の変化を終端電圧の振
    幅の変化として検出する磁界センサを構成することを特
    徴とする請求項30に記載の内部導体ライン型の分布定
    数素子。
  36. 【請求項36】 前記導体層は、つづら折り形状を有す
    ることを特徴とする請求項30に記載の内部導体ライン
    型の分布定数素子。
  37. 【請求項37】 前記導体層は、スパイラル形状を有す
    ることを特徴とする請求項30に記載の内部導体ライン
    型の分布定数素子。
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