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薄膜器件的制作方法

文檔序號(hào):6873311閱讀:152來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:薄膜器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及具備線圈的薄膜器件。
背景技術(shù)
近年,在各種用途的電子設(shè)備領(lǐng)域,廣泛使用在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)有線圈的薄膜器件。作為這種薄膜器件的一個(gè)示例,列舉下述薄膜電感器,即作為所述具有導(dǎo)電性的基體,具備磁體(磁性膜),并且具有沿著該磁性膜表面卷繞線圈的結(jié)構(gòu)。該薄膜電感器是具有電感的電路元件。
關(guān)于以該薄膜電感器為代表的薄膜器件,隨著裝載該薄膜器件的電子設(shè)備的小型化,要求低高度化。為了實(shí)現(xiàn)該薄膜器件的低高度化,雖然只要縮短線圈和磁性膜之間的間隔即可,然而,若縮短該間隔,則由于線圈以及磁性膜相互接近,所述線圈和磁性膜之間產(chǎn)生的寄生電容變得容易增加。若該寄生電容增加,則由于諧振頻率下降,能夠作為薄膜器件的工作頻率使用的頻帶下降。
又,作為導(dǎo)致所述頻帶下降的寄生電容,除了在線圈和磁性膜之間產(chǎn)生的寄生電容之外,也還可以列舉在相鄰的線圈的繞線之間產(chǎn)生的寄生電容。關(guān)于這種寄生電容,為了減少該寄生電容,在保持線圈的圈數(shù)的同時(shí)拉開(kāi)繞線間的間隔,即若減小線圈的橫截面積,則雖然繞線間產(chǎn)生的寄生電容減少,但線圈的電阻會(huì)增加。
作為改善所述寄生電容引起的薄膜器件的問(wèn)題的技術(shù),已經(jīng)提出了若干技術(shù)方案。
具體地,關(guān)于夾著線圈且在上下配置磁性膜的薄膜器件,已知下述技術(shù),為了減少在線圈和各磁性膜之間產(chǎn)生的寄生電容,在各磁性膜上設(shè)置并分割縫隙(例如,參照對(duì)比文獻(xiàn)1~3)。然而,這種薄膜器件在寄生電容減少的同時(shí),電感也一并降低。
〔專利文獻(xiàn)1〕特開(kāi)平06-132131號(hào)公報(bào)(日本國(guó)專利公開(kāi)公報(bào))〔專利文獻(xiàn)2〕特開(kāi)平06-084644號(hào)公報(bào)(日本國(guó)專利公開(kāi)公報(bào))
〔專利文獻(xiàn)3〕特開(kāi)平08-172015號(hào)公報(bào)(日本國(guó)專利公開(kāi)公報(bào))又,關(guān)于代替導(dǎo)電性基體而具備絕緣性基體(絕緣性襯底)的薄膜器件,已知下述技術(shù),為了減少在相鄰的線圈的繞線之間產(chǎn)生的寄生電容,在該線圈上設(shè)置分接頭(tap)(例如,參照專利文獻(xiàn)4)。
〔專利文獻(xiàn)4〕特開(kāi)2004-342864號(hào)公報(bào)(日本國(guó)專利公開(kāi)公報(bào))然而,為了提高薄膜器件的性能,必須盡可能減少寄生電容。特別地,將薄膜器件適用于高頻用途的薄膜電感器等的情況下,為了將該薄膜電感器的工作頻率設(shè)定得較高,極其重要的是,通過(guò)減少寄生電容來(lái)提高諧振頻率。然而,在現(xiàn)有的薄膜器件中,由于在減少寄生電容的觀點(diǎn)方面,還不能夠說(shuō)是足夠的,因此,存在改善的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于所述問(wèn)題點(diǎn)而提出的,其目的在于提供一種能夠盡可能減少寄生電容的薄膜器件。
本發(fā)明的薄膜器件是,在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)置線圈,線圈的剖面在最靠近基體的端緣具有最小寬度。
本發(fā)明的薄膜器件在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)置線圈的情況下,線圈構(gòu)成為在最靠近該具有導(dǎo)電性的基體的端緣剖面具有最小寬度。這種情況下,與線圈不構(gòu)成為在最靠近該具有導(dǎo)電性的基體的端緣剖面具有最小寬度的情況相比,線圈與基體之間產(chǎn)生的寄生電容減少,同時(shí),在該線圈的各繞線之間產(chǎn)生的寄生電容也一并減少。
本發(fā)明的薄膜器件也可以在線圈的一側(cè)配置1個(gè)基體。這種情況下,線圈的剖面最好具有包含梯形以及組合了梯形和矩形的六角形的組中的任意一種形狀。
又,本發(fā)明的薄膜器件也可以在線圈的一側(cè)以及另一側(cè)配置2個(gè)基體。這種情況下,線圈的剖面最好具有包含六角形以及十字形的組中的任意一種形狀。
又,本發(fā)明的薄膜器件中,基體也可以是磁體。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜器件,在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)置線圈的情況下,根據(jù)該線圈的剖面在最靠近基體的端緣具有最小寬度的結(jié)構(gòu)特征,在線圈和基體之間產(chǎn)生的寄生電容減少,同時(shí),在線圈的各繞線之間產(chǎn)生的寄生電容也一并減少,因此,能夠盡可能減少寄生電容。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的薄膜器件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2是表示沿圖1所示的II-II線的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是將圖2所示的薄膜器件中的線圈的剖面結(jié)構(gòu)放大進(jìn)行表示的剖視圖。
圖4是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的薄膜器件的比較例的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5是將圖4所示的薄膜器件中的線圈的剖面結(jié)構(gòu)放大進(jìn)行表示的剖視圖。
圖6是表示與本發(fā)明第一實(shí)施方式的薄膜器件中的線圈的結(jié)構(gòu)相關(guān)的變形例的剖視圖。
圖7是表示與本發(fā)明第一實(shí)施方式的薄膜器件中的線圈的結(jié)構(gòu)相關(guān)的其他變形例的剖視圖。
圖8是表示與本發(fā)明第一實(shí)施方式的薄膜器件中的線圈的結(jié)構(gòu)相關(guān)的再一其他變形例的剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜器件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖10是表示沿圖9所示的X-X線的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖11是將圖9所示的薄膜器件中的線圈的剖面結(jié)構(gòu)放大進(jìn)行表示的剖視圖。
圖12是表示作為本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜器件的比較例的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13是表示與本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜器件中的線圈的結(jié)構(gòu)相關(guān)的變形例的剖視圖。
圖14是表示與本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜器件中的線圈的結(jié)構(gòu)相關(guān)的其他變形例的剖視圖。
圖15是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的薄膜器件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖16是表示沿圖15所示的XVI-XVI線的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖17是表示作為本發(fā)明第三實(shí)施方式的薄膜器件的比較例的薄膜器件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖18是表示實(shí)施例1以及比較例1的薄膜電感器的頻率特性的圖。
圖19是表示實(shí)施例2以及比較例2的薄膜電感器的頻率特性的圖。
圖20是表示實(shí)施例3以及比較例3的薄膜電感器的頻率特性的圖。
符號(hào)說(shuō)明10,20,30...薄膜電感器11...襯底 12...下部磁性膜13...下部絕緣膜14...中間絕緣膜15...上部絕緣膜16,26...線圈 16M、16MA、16MB、16MC、26M、26MA、26MB...剖面16T1、16T2、26T1、26T2...端子 31...半導(dǎo)體襯底C11、C12、C13、C21、C23、C31、C33...寄生電容 D...間隔E11、E21...下端緣 E12、E22...上端緣E13R、E13L、E14R、E14L、E23R、E23L......側(cè)端緣H11、H21......高度L11、L12、L13R、L13L、L1R、L14L、L21、L22、L23R、L23L......長(zhǎng)度W13、W14、W15、W23......寬度具體實(shí)施方式
以下,參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
〔第一實(shí)施方式〕圖1~圖3表示作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的薄膜器件的薄膜電感器10的結(jié)構(gòu),圖1表示平面結(jié)構(gòu),圖2表示沿圖1所示的II-II線的剖面結(jié)構(gòu),圖3是將圖2所示的主要部分(線圈16)的剖面結(jié)構(gòu)放大進(jìn)行表示。
該薄膜電感器10具有這樣的結(jié)構(gòu)在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)置線圈,例如,即如圖1以及圖2所示在下部磁性膜12以及上部磁性膜17上,設(shè)置由下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15埋設(shè)的線圈16。更具體地,薄膜電感器10具有下述疊層結(jié)構(gòu),在基板11上依次疊層下部磁性膜12;由下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15埋設(shè)的線圈16;以及上部磁性膜17。
襯底11支撐薄膜電感器10的全體,由例如玻璃、硅(Si)、氧化鋁(Al2O3所謂的礬土)、陶瓷、半導(dǎo)體或樹(shù)脂等構(gòu)成。又,襯底11的結(jié)構(gòu)材料并不一定限定于所述一系列的材料,能夠自由進(jìn)行選擇。
下部磁性膜12以及上部磁性膜17都是具有導(dǎo)電性的基體(磁體),并且是用于提高薄膜電感器10的電感。特別地,下部磁性膜12以及上部磁性膜17夾著線圈16相互對(duì)置配置,即,下部磁性膜12配置在線圈16的一側(cè)(下側(cè)),上部磁性膜17配置在線圈16的另一側(cè)(上側(cè))。所述的下部磁性膜12以及上部磁性膜17例如都由鈷(Co)系合金、鐵(Fe)系合金或者鎳鐵合金(NiFe所謂的坡莫合金,permalloy)等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。其中,作為鈷系合金,例如,從薄膜電感器10的實(shí)用上的觀點(diǎn)出發(fā),最好是鈷鋯鉭(CoZrTa)系合金或鈷鋯鈮(CoZrNb)系合金等。
下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15將線圈16同周邊電氣分離,并且例如都是由氧化硅(SiO2)等的絕緣性材料構(gòu)成。又,這里,埋設(shè)線圈16的絕緣膜由3個(gè)部分(下部絕緣膜13、中間絕緣膜14、上部絕緣膜15)分割地構(gòu)成,然而,并不一定限定于此,能夠自由設(shè)定絕緣膜的結(jié)構(gòu)。又,這里,下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15都是由相同的材料構(gòu)成,然而,并不一定限定于此,也可以個(gè)別地自由選定所述的下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15的構(gòu)成材料。若舉出一個(gè)示例,下部絕緣膜13也可以由鐵素體等的具有磁性的絕緣性材料來(lái)替代氧化硅而構(gòu)成。
線圈16用于在一端(端子16T1)和另一端(端子16T2)之間構(gòu)成電感器,并且例如由銅(Cu)等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。該線圈16具有例如卷繞成沿著下部磁性膜12以及上部磁性膜17的各表面端子16T1、16T2都向外部導(dǎo)出的螺旋型結(jié)構(gòu)。又,在圖2中,為了簡(jiǎn)化圖示內(nèi)容,省略通過(guò)線圈16中的端子16T2的部分的圖示。若僅供確認(rèn)地進(jìn)行說(shuō)明,則通過(guò)線圈16中的端子16T2的部分,例如配置在包含通過(guò)線圈16中的端子16T1的部分的卷繞部分的更下側(cè)層以使得不與該卷繞部分接觸地導(dǎo)向外部。
特別地,線圈16的剖面16M如圖2以及圖3所示在最接近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度。更具體地,例如用位于最靠近下部磁性膜12側(cè)的下端緣E11(長(zhǎng)度L11)、位于最靠近上部磁性膜17側(cè)的上端緣E12(長(zhǎng)度L12)、與下端緣E11的兩端(右端、左端)相接的2個(gè)側(cè)端緣E13R(長(zhǎng)度L13R)和E13L(長(zhǎng)度L13L)、以及與上端緣E12的兩端(右端、左端)相接并且同時(shí)與側(cè)端緣E13R、E13L相接的2個(gè)側(cè)端緣E14R(長(zhǎng)度L14R)、E14L(長(zhǎng)度L14L)來(lái)劃定剖面16M,即具有由6個(gè)端緣(下端緣E11、上端緣E12、側(cè)端緣E13R、E13L、E14R、E14L)來(lái)劃定的六角形。又,圖3中,僅僅摘錄圖2所示的多個(gè)剖面16M中的、相互相鄰的2個(gè)剖面16M進(jìn)行表示。能夠自由設(shè)定該2個(gè)剖面16M之間的間隔(線圈16中的相互相鄰的2個(gè)繞線間的間隔)D。
這里,例如,(1)下端緣E11、上端緣E12以及側(cè)端緣E13R、E13L、E14R、E14L都為直線狀(不彎曲),(2)由側(cè)端緣E13R、E13L規(guī)定的剖面16M的寬度W13隨著靠近下端緣E11而變窄。(3)由于用側(cè)端緣E14R、E14L規(guī)定的剖面16M的寬度W14隨著靠近上端緣E12而變窄,剖面16M具有例如上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形。又,能夠自由設(shè)定剖面16M的寬度(最大寬度)W15以及高度(最大高度)H11。
又,關(guān)于剖面16M的結(jié)構(gòu),所述的“在最靠近下部磁性膜12的端緣具有最小寬度”是指,僅在剖面16M中的下半部分(將表示寬度W15的線段為邊界時(shí)的下半部分)的剖面16MA,著眼于寬度W13的情況下,該寬度W13在下端緣E11為最小(寬度W13=長(zhǎng)度L11)。又,“在最靠近上部磁性膜17的端緣具有最小寬度”是指,僅在剖面16M中的上半部分(以表示寬度W15的線段為分界時(shí)的上半部分)的剖面16MB,著眼于寬度W14的情況下,該寬度W14在上端緣E12為最小(寬度W14=長(zhǎng)度L12)。即,關(guān)于剖面16M的寬度W13、W14,只要成立所述的2個(gè)情形,所謂“在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度”并不一定限定于下端緣E11的長(zhǎng)度L11和上端緣E12的長(zhǎng)度L12彼此相等的情況(L11=L12),也包含下端緣E11的長(zhǎng)度L11和上端緣E12的長(zhǎng)度L12相互不同的情況(L11≠L12)的情形。
在本實(shí)施方式的薄膜器件中,在下部磁性膜12以及上部磁性膜17之間絕緣地設(shè)置線圈16的情況下,由于該線圈16的剖面16M具有上下對(duì)稱并且左右對(duì)稱的六角形,即,構(gòu)成薄膜電感器10以使得剖面16M在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度,因此,根據(jù)以下的理由,能夠盡可能減少寄生電容。
圖4以及圖5表示作為本實(shí)施方式的薄膜電感器10的比較例的薄膜電感器110的結(jié)構(gòu),分別對(duì)應(yīng)于圖2以及圖3。該比較例的薄膜電感器110具備線圈116而代替線圈16,除此之外,具有與本實(shí)施方式的薄膜電感器10(參照?qǐng)D1~圖3)相同的結(jié)構(gòu)。該線圈116的剖面116M如圖4以及圖5所示,具有一定寬度。即,由位于最靠近下部磁性膜12的一側(cè)的下端緣E111(長(zhǎng)度L111)、位于最靠近上部磁性膜17的一側(cè)的上端緣E112(長(zhǎng)度L112)、與所述的下端緣E111以及上端緣E112的兩端(右端、左端)相接的2個(gè)側(cè)端緣E113R(長(zhǎng)度L113R)、E113L(長(zhǎng)度L113L)進(jìn)行劃定,即,具有由4個(gè)端緣(下端緣E111、上端緣E112、側(cè)端緣E113R、E113L)劃定的四角形。更具體地,(1)下端緣E111、上端緣E112以及側(cè)端緣E113R、E113L都為直線狀(不彎曲),(2)由于側(cè)端緣E113R、E113L規(guī)定的剖面116M的寬度W113為一定,剖面116M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形(矩形)。又,剖面116M的寬度W113以及高度H111分別對(duì)應(yīng)于本實(shí)施方式的薄膜電感器10(線圈16的剖面16M)中的寬度W15以及高度H11(W113=W15,H111=H11)。
在比較例的薄膜電感器110(參照?qǐng)D4以及圖5)中,由于線圈116的剖面116M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形,因此,下端緣E111的長(zhǎng)度L111以及上端緣E112的長(zhǎng)度L112都與剖面116M的寬度W113相等(L111,L112=W113)。這種情況下,為了減小線圈116的電阻而將剖面116M的寬度W113設(shè)定得較大時(shí),則根據(jù)該寬度W113的設(shè)定,長(zhǎng)度L111、L112變大,因此,在線圈116和下部磁性膜12之間產(chǎn)生的寄生電容C111以及在線圈116和上部磁性膜17之間產(chǎn)生的寄生電容C112都會(huì)增加。這是由于,寄生電容C111的大小依賴于根據(jù)長(zhǎng)度L111決定的線圈116和下部磁性膜12之間的對(duì)置面積,另一方面,寄生電容C112的大小依賴于根據(jù)長(zhǎng)度L112決定的線圈116和上部磁性膜17之間的對(duì)置面積,由此,所述的對(duì)置面積越大,寄生電容C111、C112越增加。
而且,當(dāng)線圈116的剖面116M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形時(shí),則側(cè)端緣E113R、E113L的長(zhǎng)度L113R、L113L都與剖面116M的高度H111相等(L113R、L113L=H111),同時(shí),在各繞線間相互相鄰的2個(gè)側(cè)端緣E113R、E113L為相互平行。這種情況下,為了減小線圈116的電阻而將剖面116M的高度H111設(shè)定為較大時(shí),由于隨著該高度H111的設(shè)定,長(zhǎng)度L113R、L113L變大,因此,在各繞線之間產(chǎn)生的寄生電容C113會(huì)增加。這是由于,寄生電容C113的大小依賴于由長(zhǎng)度L113R、L113L決定的各繞線間的對(duì)置面積,因此,該對(duì)置面積越大,寄生電容C113就越增加。
由此,在比較例的薄膜電感器110中,在線圈116和下部磁性膜12及上部磁性膜17之間產(chǎn)生的寄生電容C111、C112增加的同時(shí),產(chǎn)生在該線圈116的各繞線間產(chǎn)生的寄生電容C113也一并增加,很難盡可能地減少全體的寄生電容。
與此相對(duì),本實(shí)施方式的薄膜電感器10(參照?qǐng)D1~圖3),由于線圈16的剖面16M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形,因此,下端緣E11的長(zhǎng)度L11以及上端緣E12的長(zhǎng)度L12都比剖面16M的寬度W15小(W11、W12<W15)。這種情況下,即使為了減小線圈16的電阻而將剖面16M的寬度W15設(shè)定得較大,相應(yīng)于該寬度W15的設(shè)定,長(zhǎng)度L11、L12也不會(huì)變大,即,由于與寬度W15的設(shè)定無(wú)關(guān)另外地將長(zhǎng)度L11、L12設(shè)定為較小,因此,線圈16和下部磁性膜12之間產(chǎn)生的寄生電容C11以及線圈16和上部磁性膜17之間產(chǎn)生的寄生電容C12都減小。
而且,當(dāng)線圈16的剖面16M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形時(shí),在各繞線間相互相鄰的2組側(cè)端緣群(側(cè)端緣E13R、E14R以及側(cè)端緣E13L、E14L)相互不平行。這種情況下,即使為了減小線圈16的電阻而將剖面16M的高度H11設(shè)定得較大,所述的2組側(cè)端緣組對(duì)在各繞線間產(chǎn)生的寄生電容C13也不會(huì)作出貢獻(xiàn),因此,該寄生電容C13減少。
因此,在本實(shí)施方式的薄膜電感器10中,線圈16和下部磁性膜12以及上部磁性膜17之間產(chǎn)生的寄生電容C11、C12減少,同時(shí),在該線圈16的各繞線間產(chǎn)生的寄生電容C13也一并減少,因此,能夠盡可能減少全體的寄生電容。
特別地,在本實(shí)施方式中,在具備下部磁性膜12以及上部磁性膜17的情況下,由于如上所述寄生電容減少,因此,也能夠利用所述的下部磁性膜12以及上部磁性膜17提高薄膜電感器10的電感并且減少寄生電容。
然而,這種情況下,當(dāng)下部磁性膜12和線圈16之間的距離(這里,例如下部絕緣膜13的厚度)以及上部磁性膜17和線圈16之間的距離(這里,例如上部絕緣膜15的厚度)變小時(shí),由于電感器接近于閉合磁路,電感顯著增加,而寄生電容增加,因此,諧振頻率下降。另一方面,下部磁性膜12和線圈16之間的距離以及上部磁性膜17和線圈16之間的距離變大時(shí),由于寄生電容減小,諧振頻率上升,而電感下降。從這一點(diǎn)出發(fā),由于電感和基于寄生電容的諧振頻率為相互折衷的關(guān)系,因此,在設(shè)定下部磁性膜12和線圈16之間的距離以及上部磁性膜17和線圈16之間的距離的情況下,最好,在考慮到電感和基于寄生電容的諧振頻率之間的平衡的同時(shí)進(jìn)行設(shè)定。
又,在這種情況下,可能會(huì)依賴于流過(guò)線圈16的電流的大小而直流疊加特性發(fā)生劣化,我們擔(dān)心這一點(diǎn)在實(shí)用上會(huì)有問(wèn)題。該“直流疊加特性的劣化”是指,一般地,當(dāng)流過(guò)線圈的電流量小的情況下,電感增加,而其電流量大的情況下,由于在磁性膜產(chǎn)生磁飽和,因此,產(chǎn)生電感下降的現(xiàn)象。關(guān)于這一點(diǎn),在本實(shí)施方式中,由于在線圈16的一側(cè)(下側(cè))以及另一側(cè)(上側(cè))具備2個(gè)磁性膜(下部磁性膜12以及上部磁性膜17),與在線圈16的一側(cè)或另一側(cè)僅具有1個(gè)磁性膜的情況相比,從線圈16產(chǎn)生的磁通量的收容量(在磁性膜中能夠收容磁通量的量)增加。由此,被磁性膜收容的磁通量的收容狀態(tài)(磁通量的分布狀態(tài))發(fā)生變化,即在磁性膜中不容易產(chǎn)生磁飽和,因此,能夠改善直流疊加特性。
又,在本實(shí)施方式中,如上所述,通過(guò)使得線圈16的剖面16M在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度,由此,能夠盡可能減少寄生電容,因此,能夠?qū)υ摫∧る姼衅?0的薄型化作出貢獻(xiàn)。具體地,隨著近年相關(guān)于薄膜器件的薄型化的要求,也要求薄膜電感器10的薄型化。關(guān)于該薄膜電感器10的薄型化,例如,隨著背景燈技術(shù)以及薄型低失真襯底的制造技術(shù)的進(jìn)步,在能夠使襯底11的厚度極其薄的同時(shí),通過(guò)控制成膜厚度,能夠使線圈16及絕緣膜(這里,例如,下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15)的厚度極其薄。這種情況下,例如,當(dāng)減小下部絕緣膜13以及上部絕緣膜15的厚度時(shí),由于線圈16與下部磁性膜12以及上部磁性膜17接近,因此,線圈16和下部磁性膜12之間產(chǎn)生的寄生電容以及線圈16和上部磁性膜17之間產(chǎn)生的寄生電容容易增加。關(guān)于這一點(diǎn),在本實(shí)施方式中,通過(guò)構(gòu)成線圈16以使剖面16M在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度,由此使寄生電容減小,因此,與構(gòu)成線圈16以使得剖面16M在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣不具有最小寬度的情形相比,即使在減小下部絕緣膜13以及上部絕緣膜15的厚度的情況下,寄生電容也變小。因此,在本實(shí)施方式中,能夠在減少寄生電容的同時(shí)實(shí)現(xiàn)薄膜電感器10的薄型化。
又,在本實(shí)施方式中,雖然如圖3所示使線圈16的剖面16M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形,然而,并不限定于此,只要剖面16M具有六角形,也可以是上下對(duì)稱且左右非對(duì)稱,或者,上下非對(duì)稱且左右對(duì)稱,或者上下非對(duì)稱且左右非對(duì)稱。這些情況下,也能夠獲得與所述實(shí)施方式相同的效果。
又,在本實(shí)施方式中,雖然如參照?qǐng)D3進(jìn)行說(shuō)明地那樣使得下端緣E11、上端緣E12以及側(cè)端緣E13R、E13L、E14R、E14L都為直線,然而并不限定于此,也可以是使所述下端緣E11、上端緣E12以及側(cè)端緣E13R、E13L、E14R、E14L的一部分或全部彎曲。這種情況下,也能夠獲得與所述實(shí)施方式相同的效果。
又,在本實(shí)施方式中,雖然如圖3所示使得線圈16的剖面16M具有六角形,然而并不限定于此,只要線圈16的剖面16M在最靠近下部磁性膜12以及上部磁性膜17的端緣具有最小寬度,就能夠自由設(shè)定該剖面16M的形狀。具體地,若列舉一個(gè)示例,如對(duì)應(yīng)于圖3的圖6~圖8所示,也可以是,剖面16M是組合了窄寬度的矩形的剖面16MA、寬寬度的矩形的剖面16MB以及窄寬度的矩形的剖面16MC的十字形(參照?qǐng)D6),也可以是剖面16M為菱形(參照?qǐng)D7)或者大致橢圓狀(矩形的角部為帶狀圓形的形狀)(參照?qǐng)D8)。當(dāng)然,在圖6~圖8所示的情況下,關(guān)于剖面16M的形狀,能夠自由設(shè)定對(duì)稱性(上下對(duì)稱性以及左右對(duì)稱性)以及各端緣的狀態(tài)(直線狀或者彎曲狀)。這些情況下,也能夠獲得與所述實(shí)施方式相同的效果。若僅作為參考進(jìn)行說(shuō)明,則在設(shè)定線圈16的剖面16M的形狀的情況下,需要考慮所述寄生電容C11~C13和線圈16的電阻之間的平衡來(lái)決定形狀。
〔第二實(shí)施方式〕接著,對(duì)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖9~圖11是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜器件的薄膜電感器20的結(jié)構(gòu),圖9表示平面結(jié)構(gòu),圖10表示沿圖9所示的X-X線的剖面結(jié)構(gòu),圖11是將圖10所示的主要部分(線圈26)的剖面結(jié)構(gòu)放大地進(jìn)行表示。所述的圖9~圖11分別對(duì)應(yīng)于所述第一實(shí)施方式所示的圖1~圖3。又,在圖9~圖11中,對(duì)于與所述第一實(shí)施方式中已說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素,賦予相同的符號(hào)。
該薄膜電感器20具備線圈26替代線圈16,同時(shí),不具備上部磁性膜17而僅具備下部磁性膜12,除此之外,與所述第一實(shí)施方式已說(shuō)明的薄膜電感器10具有相同的結(jié)構(gòu)。即,薄膜電感器20例如如圖9以及圖10所示具有在襯底11上依次疊層下部磁性膜12、和被下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15埋設(shè)的線圈26的疊層結(jié)構(gòu)。
線圈26具有例如沿下部磁性膜12的表面進(jìn)行卷繞以使得一端(端子26T1)以及另一端(26T2)都向外部導(dǎo)出的螺旋型結(jié)構(gòu)。該線圈26的構(gòu)成材料與線圈16的構(gòu)成材料相同。
特別地,線圈26的剖面26M如圖9以及圖10所示在最靠近下部磁性膜12的端緣具有最小寬度。更加具體地,例如由位于最靠近下部磁性膜12一側(cè)的下端緣E21(長(zhǎng)度L21)、位于最遠(yuǎn)離下部磁性膜12一側(cè)的上端緣E22(長(zhǎng)度L22)、與這些下端緣E21以及上端緣E22的兩端(右端、左端)相接的2個(gè)側(cè)端緣E23R(長(zhǎng)度L23R)、E23L(長(zhǎng)度L23L)劃定剖面26M,即,具有由4個(gè)端緣(下端緣E21、上端緣E22、側(cè)端緣E23R、E23L)劃定的梯形(倒梯形)。
這里,例如,(1)下端緣E21、上端緣E22以及側(cè)端緣E23R、E23L都為直線狀(不彎曲),(2)由側(cè)端緣E23R、E23L規(guī)定的剖面26M的長(zhǎng)度W23隨著靠近下端緣E21而逐漸變窄,由此剖面26M例如具有左右對(duì)稱的梯形。特別地,作為線圈26的剖面26M和線圈16的剖面16M之間的關(guān)系,例如,下端緣E21的長(zhǎng)度L21對(duì)應(yīng)于下端緣E11的長(zhǎng)度L11以及上端緣E12的長(zhǎng)度L12(L21=L11,L12),上端緣E22的長(zhǎng)度L22對(duì)應(yīng)于寬度W15(L22=W15)。又,能夠自由設(shè)定剖面26M的高度(最大高度)H21。
在本實(shí)施方式的薄膜器件中,與下部磁性膜12絕緣地設(shè)置線圈26的情況下,由于該線圈26的剖面26M具有左右對(duì)稱的梯形,即,構(gòu)成薄膜電感器20以使得剖面26M在最靠近下部磁性膜12的端緣具有最小寬度,因此,基于下述理由,能夠盡可能減少寄生電容。
圖12表示作為本實(shí)施方式的薄膜電感器20的比較例的薄膜電感器120的結(jié)構(gòu),圖12對(duì)應(yīng)于圖10。該比較例的薄膜電感器120替代線圈26而具備在所述第一實(shí)施方式中作為比較例已進(jìn)行說(shuō)明的線圈116(參照?qǐng)D5),除此之外,與本實(shí)施方式的薄膜電感器20(參照?qǐng)D9~圖11)具有相同結(jié)構(gòu)。
在比較例的薄膜電感器120(參照?qǐng)D5以及圖12)中,由于線圈116的剖面116M為上下對(duì)稱且左右對(duì)稱四角形,如在所述第一實(shí)施方式中關(guān)于薄膜晶體管110已作說(shuō)明的那樣,為了減小線圈116的電阻,即使將剖面116M的寬度W113設(shè)定得較大,該線圈116和下部磁性膜12之間產(chǎn)生的寄生電容C121也減少,同時(shí),即使為了減小線圈116的電阻而將剖面116M的高度H111設(shè)定得較大,在各繞線間產(chǎn)生的寄生電容C123也會(huì)一并增加。
與此相對(duì),在本實(shí)施方式的薄膜電感器20(參照?qǐng)D9~圖11)中,線圈26的剖面26M具有左右對(duì)稱的梯形,因此,如在所述第一實(shí)施方式中關(guān)于薄膜電感器10已進(jìn)行說(shuō)明得那樣,即使為了減小線圈26的電阻而將剖面26M的寬度W23設(shè)定得足夠大,同時(shí),同樣地即使為了減小線圈26的電阻而將剖面26M的高度H21設(shè)定為較大,產(chǎn)生于各繞線間的寄生電容C23減少。因此,本實(shí)施方式的薄膜晶體管20中,由于寄生電容C21、C23都減少,故能夠盡可能地減少全體的寄生電容。
又,在本實(shí)施方式中,雖然如圖11所示使得線圈26的剖面26M為左右對(duì)稱的梯形,然而,也可以不限定于此,只要剖面26M為梯形,也可以是左右非對(duì)稱。這種情況下,也能夠獲得與所述實(shí)施方式相同的效果。
這里,對(duì)于線圈26的剖面26M為左右非對(duì)稱的梯形情況下的本發(fā)明的薄膜器件的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行補(bǔ)充。即,如在所述的“背景技術(shù)”中已說(shuō)明的那樣,在線圈上設(shè)置錐形的技術(shù)中,通過(guò)僅在線圈一側(cè)設(shè)置錐形,該線圈的剖面具有左右非對(duì)稱的梯形。然而,在該技術(shù)中,由于在具有絕緣性的基體(與線圈之間不產(chǎn)生寄生電容的絕緣性襯底)上設(shè)置線圈,因此,與在具有導(dǎo)電性的基體(與線圈26之間產(chǎn)生寄生電容的下部磁性膜12)上設(shè)置線圈26的本發(fā)明的薄膜器件在結(jié)構(gòu)上顯然不同。而且,在所述的技術(shù)中,即使假設(shè)基體具有導(dǎo)電性,由于線圈的剖面在最靠近基體的端緣具有最大寬度,因此,與線圈26的剖面26M在最靠近下部磁性膜12的端緣具有最小寬度的本發(fā)明的薄膜器件顯然在結(jié)構(gòu)上也不同。
又,在本實(shí)施方式中,雖然圖11所示線圈26的剖面26M為梯形,然而,也并不一定限定于此,只要線圈26的剖面26M在最靠近下部磁性膜12的端緣具有最小寬度,就能夠自由設(shè)定該剖面26M的形狀。具體地,若列舉一個(gè)示例,如對(duì)應(yīng)于圖11的圖13以及圖14所示那樣,剖面26M也可以具有由梯形(倒梯形)的剖面26MA和矩形狀的剖面26MB組合形成的六角形(參照?qǐng)D13),或者也可以具有由窄寬度的矩形狀的剖面26MA和寬寬度的矩形狀的剖面26MB組合形成的凸形狀(參照?qǐng)D14)。當(dāng)然,在圖13以及圖14所示的情況下,關(guān)于剖面26M的形狀,也能夠自由設(shè)定對(duì)稱性(上下對(duì)稱性以及左右對(duì)稱性)以及各端緣的狀態(tài)(直線狀或彎曲狀)。在這些情況下,也能夠獲得與所述實(shí)施方式相同的效果。
又,相關(guān)于本實(shí)施方式的薄膜電感器20的所述以外的結(jié)構(gòu)、作用、效果以及變形,與所述第一實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器10相同。
〔第三實(shí)施方式〕接著,對(duì)于本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖15以及圖16表示作為本發(fā)明第三實(shí)施方式的薄膜器件的薄膜電感器30的結(jié)構(gòu),圖15表示平面結(jié)構(gòu),圖16表示沿圖15所示的XVI-XVI線的剖面結(jié)構(gòu)。所述的圖15以及圖16分別對(duì)應(yīng)于所述第二實(shí)施方式中所示的圖9以及圖10。又,在圖15以及圖16中,對(duì)于與所述第二實(shí)施方式中已說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素,賦予相同的符號(hào)。
該薄膜電感器30替代襯底11以及下部磁性膜12而具有半導(dǎo)體襯底31,除此之外,具有與所述第二實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器20相同的結(jié)構(gòu)。即,薄膜電感器30例如如圖15以及圖16所示具有在半導(dǎo)體襯底31上設(shè)置由下部絕緣膜13、中間絕緣膜14以及上部絕緣膜15埋設(shè)的線圈26的結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體襯底31是具有導(dǎo)電性的基體,用于支撐薄膜電感器30的全體。該半導(dǎo)體襯底31例如由硅(Si)等的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。僅作為參考,由硅構(gòu)成半導(dǎo)體襯底31的情況下,與該半導(dǎo)體襯底31相鄰的下部絕緣膜13也可以是例如通過(guò)將硅的表面熱氧化而形成的熱氧化膜(SiO2)。又,半導(dǎo)體襯底31的結(jié)構(gòu)材料也不一定限于所述的硅,能夠自由進(jìn)行選擇。
在本實(shí)施方式的薄膜器件中,與半導(dǎo)體襯底31絕緣地設(shè)置線圈26的情況下,由于構(gòu)成為薄膜電感器30以使得該線圈26的剖面26M具有左右對(duì)稱的梯形,即,使得剖面26M在最靠近半導(dǎo)體襯底31的端緣具有最小寬度,因此,基于下述理由,能夠盡可能地減少寄生電容。
圖17表示作為本實(shí)施方式的薄膜電感器30的比較例的薄膜電感器130的結(jié)構(gòu),它對(duì)應(yīng)于圖16。該比較例的薄膜電感器130替代線圈26而具備在所述第一實(shí)施方式中作為比較例已進(jìn)行說(shuō)明的線圈116(參照?qǐng)D5),除此之外,具有與本實(shí)施方式的薄膜電感器30(參照?qǐng)D15以及圖16)相同的結(jié)構(gòu)。
在比較例的薄膜電感器130(參照?qǐng)D5以及圖17),由于線圈116的剖面116M具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形,因此,如在所述第一實(shí)施方式中關(guān)于比較例的薄膜電感器110已進(jìn)行說(shuō)明的那樣,若為了減小線圈116的電阻而將剖面116M的寬度W13設(shè)定得較大,則在該線圈116和半導(dǎo)體襯底31之間產(chǎn)生的寄生電容C131增加,同時(shí),若為了減少線圈116的電阻而將剖面116M的高度H111設(shè)定得較大,則在各繞線間產(chǎn)生的寄生電容C133也一并增加。
與此相對(duì),本實(shí)施方式的薄膜電感器30(參照?qǐng)D11、圖15以及圖16),由于線圈26的剖面26M具有左右對(duì)稱的梯形,因此,如在所述第二實(shí)施方式中關(guān)于薄膜電感器20已進(jìn)行說(shuō)明的那樣,即使為了減小線圈26的電阻而將剖面26M的寬度W23設(shè)定得較大,該線圈26和半導(dǎo)體襯底31之間產(chǎn)生的寄生電容C31減少的同時(shí),同樣地,即使為了減小線圈26的電阻而將剖面26M的高度H21設(shè)定得較大,在各線圈間產(chǎn)生的寄生電容C33減少。因此,在本實(shí)施方式的薄膜電感器30中,由于寄生電容C31、C33都減少,因此,能夠盡可能減少全體的寄生電容。
特別地,在本實(shí)施方式中,即使在具備半導(dǎo)體襯底31的情況下,如上所述由于寄生電容減少,利用該半導(dǎo)體襯底31,薄膜電感器30能夠防止從周圍受到電氣上的不良影響,同時(shí)能夠減少寄生電容。作為所述的電氣上的不良影響,例如,能夠使得薄膜晶體管30不容易受到噪聲影響,同時(shí),能夠使得在薄膜電感器30中不容易產(chǎn)生電磁感應(yīng)。
又,相關(guān)于本實(shí)施方式的薄膜電感器30的所述以外的結(jié)構(gòu)、作用、效果以及變形,與所述第一以及第二實(shí)施方式已進(jìn)行說(shuō)明的薄膜電感器10、20相同。
實(shí)施例接著,對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
首先,作為薄膜器件,制造了所述各實(shí)施方式中已說(shuō)明的一系列的薄膜電感器。
(實(shí)施例1)通過(guò)以下的步驟,制造了所述第一實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器。即,作為襯底準(zhǔn)備了硅襯底之后,首先,通過(guò)使用濺射法將鈷鋯鈮合金(CoZrNb)成膜,在襯底上形成下部磁性膜(比磁導(dǎo)率μ=1000)使其厚度為10μm。接著,通過(guò)利用化學(xué)蒸鍍(CVD;Chemica1 VaporDeposition,化學(xué)氣相沉積)法將氧化硅(SiO2)成膜,在下部磁性膜上形成下部絕緣膜(介電常數(shù)ε=4)使其厚度為1μm之后,通過(guò)利用濺射法將鈦(Ti)成膜,在下部絕緣膜上形成種子膜使其厚度為300nm。接著,在種子膜的表面上涂布正型光致抗蝕劑形成光致抗蝕劑膜之后,使用光刻蝕法處理之后,將光致抗蝕劑膜形成圖案(曝光、現(xiàn)像),由此,在種子膜上形成光致抗蝕劑圖案使其厚度為30μm。在形成該光抗蝕劑圖案時(shí),通過(guò)調(diào)整曝光范圍以及曝光量,設(shè)置了具有對(duì)應(yīng)于線圈的剖面形狀的開(kāi)口形狀的開(kāi)口。更具體地,在光刻蝕處理中,使用設(shè)有遮光部和透光部的光掩模,所述遮光部具有對(duì)應(yīng)于線圈的平面形狀(螺旋型結(jié)構(gòu))的圖案形狀并且使曝光用的光不能透過(guò),所述透光部配置在該遮光部的周圍并且使曝光用的光透過(guò),特別地,使用在遮光部中在接近對(duì)應(yīng)于線圈中心的位置的一側(cè)以及遠(yuǎn)離(離開(kāi))它的一側(cè)設(shè)有光量調(diào)整部的光掩模,所述的光量調(diào)整部使得向著所述的接近的一側(cè)以及遠(yuǎn)離的一側(cè)光透過(guò)量逐漸減少。接著,通過(guò)使用光致抗蝕劑圖案將種子膜作為電極膜使銅(Cu)的鍍金膜成長(zhǎng),在該種子膜上厚度為20μm地形成線圈。形成該線圈時(shí),使得具有螺旋型結(jié)構(gòu)(圈數(shù)=21卷)并且同時(shí)剖面具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形(L11、L12=20μm,W15=60μm、H11=20μm)(參照?qǐng)D3)。接著,去除使用完的光抗蝕劑圖案以使種子膜部分地露出之后,使用蝕刻液對(duì)種子膜進(jìn)行濕蝕刻,由此,部分地去除該種子膜中的露出部分。接著,通過(guò)使用CVD法將氧化硅成膜來(lái)形成中間絕緣膜(介電常數(shù)ε=4)使其覆蓋線圈以及其周圍的下部絕緣膜,此后,接著使用CVD法將氧化硅成膜,由此在中間絕緣膜上形成上部絕緣膜(介電常數(shù)ε=4)使其厚度為1μm。最后,使用濺射法將鈷鋯鈮合金(CoZrNb)成膜,由此,在上部絕緣膜上形成上部磁性膜(比磁導(dǎo)率μ=000)其厚度為10μm。由此,完成了在所述第一實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D1~圖3)。
(實(shí)施例2)在形成線圈時(shí),使剖面具有左右對(duì)稱的梯形(L21=20μm、L22=60μm,H21=20μm)(參照?qǐng)D11),同時(shí)不在上部絕緣膜上形成上部磁性膜,除此之外,利用與實(shí)施例1的制造步驟相同的步驟,制造出在所述第二實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D9~圖11)。
(實(shí)施例3)替代襯底以及下部磁性膜,作為半導(dǎo)體襯底使用硅襯底并且在該半導(dǎo)體襯底上形成下部絕緣膜,除此之外,利用與實(shí)施例2的制造步驟相同的步驟,制造出在所述第三實(shí)施方式中已說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D11、圖15以及圖16)。
(比較例1)在形成線圈時(shí),使得剖面具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形,除此之外,通過(guò)與實(shí)施例1的制造步驟相同的步驟,制造在所述第一實(shí)施方式中作為比較例已說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D4以及圖5)。又,在形成線圈時(shí),為了使得與實(shí)施例1電阻相同(使得線圈的剖面面積一致),將線圈的剖面尺寸設(shè)定為L(zhǎng)111、L112=40μm、H111=20μm。
(比較例2)形成線圈時(shí),使得剖面具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形,除此之外,通過(guò)采用與實(shí)施例2的制造步驟相同的步驟,制造出在所述第二實(shí)施方式中已作為比較例進(jìn)行了說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D5以及圖12)。又,形成線圈時(shí),為了使得與實(shí)施例2電阻相同,設(shè)定線圈的剖面尺寸,以使得L111、L112=40μm、H111=20μm。
(比較例3)在形成線圈時(shí),使得剖面具有上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的四角形,除此之外,通過(guò)與實(shí)施例3的制造步驟相同的步驟,制造出在所述第三實(shí)施方式中作為比較例已作說(shuō)明的薄膜電感器(參照?qǐng)D5以及圖17)。又,在形成線圈時(shí),與比較例2同樣地設(shè)定線圈的剖面尺寸。
通過(guò)研究所述實(shí)施例1~3以及比較例1~3的薄膜電感器的動(dòng)作特性,獲得以下一系列的結(jié)果。
首先,研究實(shí)施例1以及比較例1的薄膜電感器的頻率特性,得到圖18所示的結(jié)果。圖18表示實(shí)施例1以及比較例1的薄膜電感器的頻率特性,“橫軸”表示頻率F(MHz),“縱軸”表示電感L(μH)。圖18中的“18A(實(shí)線)”表示實(shí)施例1的薄膜電感,“圖18B(虛線)”表示比較例1的薄膜電感器。
根據(jù)圖18所示的結(jié)果可以判斷,實(shí)施例1的薄膜電感器(18A)的諧振頻率比比較例1的薄膜電感器(18B)的諧振頻率高。從該點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感器在下部磁性膜以及上部磁性膜之間與它們絕緣地設(shè)置線圈的情況下,通過(guò)將該線圈的剖面作成上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形,能夠使諧振頻率升高。
這里,具體研究實(shí)施例1以及比較例1的薄膜電感器的各特性,得到表1所示的結(jié)果。表1中,表示實(shí)施例1以及比較例1的薄膜電感器的各特性,作為各特性,表示有“電感Ls(μH)”、“寄生電容Cp(pF)”以及“諧振頻率Fr(MHz)”。又,在研究薄膜電感器的各特性時(shí),使用利用有限要素法的電磁場(chǎng)解析來(lái)計(jì)算電感Ls以及寄生電容Cp,同時(shí),利用這些電感Ls以及寄生電容Cp和諧振頻率Fr之間的關(guān)系式(Fr=(1/2π)(Ls·Cp)-1/2)計(jì)算諧振頻率Fr。
〔表1〕


根據(jù)表1所示的結(jié)果可以判斷,實(shí)施例1的薄膜電感器的電感Ls=8.26μH、寄生電容Cp=38.1pF、諧振頻率Fr=8.98MHz,與此相對(duì),比較例1的薄膜電感器的電感Ls=8.26μH、寄生電容Cp=65.1pF、諧振頻率Fr=6.87MHz。這表現(xiàn)為,實(shí)施例1的薄膜電感器與比較例1的薄膜電感器相比較,雖然電感Ls相同,然而根據(jù)線圈的剖面形狀(上下對(duì)稱且左右對(duì)稱的六角形)寄生電容Cp減少,故諧振頻率Fr上升。根據(jù)該點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感,通過(guò)減少寄生電容并提高諧振頻率,能夠?qū)⒖勺鳛楣ぷ黝l率使用的頻帶設(shè)定得較高。
接著,研究實(shí)施例2以及比較例2的薄膜電感器的頻率特性,得到圖9所示的結(jié)果。圖19表示實(shí)施例2以及比較例2的薄膜電感器的頻率特性,它對(duì)應(yīng)于圖18所示的頻率特性。圖19中的“19A(實(shí)線)”表示實(shí)施例2的薄膜電感器,“19B(虛線)”表示比較例2的薄膜電感器。
根據(jù)圖19所示的結(jié)果可以判斷,實(shí)施例2的薄膜電感器(19A)的諧振頻率比比較例2的薄膜電感器(19B)的諧振頻率高。根據(jù)該點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感器在下部磁性膜設(shè)置與其絕緣的線圈的情況下,通過(guò)將該線圈的剖面作成左右對(duì)稱的梯形,能夠提高諧振頻率。
這里,具體研究實(shí)施例2以及比較例2的薄膜電感器的各特性,得到表2所示的結(jié)果。表2表示實(shí)施例2以及比較例2的薄膜電感器的各特性,它對(duì)應(yīng)于表1所示的各特性。

根據(jù)表2所示結(jié)果可以判斷,實(shí)施例2的薄膜電感器的電感Ls=2.36μH、寄生電容Cp=17.7pF、諧振頻率Fr=24.6MHz,與此相對(duì),比較例2的薄膜電感器的電感Ls=2.36μH、寄生電容Cp=32.8pF、諧振頻率Fr=18.1MHz。這表現(xiàn)為,實(shí)施例2的薄膜電感器與比較例1的薄膜電感器相比較,雖然電感Ls相同,然而根據(jù)線圈的剖面的形狀(左右對(duì)稱的梯形)寄生電容Cp減少,故諧振頻率Fr上升。根據(jù)該點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感器同樣地通過(guò)減少寄生電容以提高諧振頻率,能夠?qū)⒖勺鳛楣ぷ黝l率使用的頻帶設(shè)定得較高。
最后,研究實(shí)施例3以及比較例3的薄膜電感器的頻率特性,獲得圖20所示的結(jié)果。圖20表示實(shí)施例3以及比較例3的薄膜電感器的頻率特性,它對(duì)應(yīng)于圖18所示的頻率特性。圖20中的“20A(實(shí)線)”表示實(shí)施例3的薄膜電感器,“20B(虛線)”表示比較例3的薄膜電感器。
根據(jù)圖20所示的結(jié)果可以判斷,實(shí)施例3的薄膜電感器(20A)的諧振頻率比比較例3的薄膜電感器(20B)的諧振頻率高。從這一點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感器在半導(dǎo)體襯底上設(shè)置與其絕緣的線圈的情況下,通過(guò)將該線圈的剖面作成為左右對(duì)稱的梯形,能夠使諧振頻率升高。
這里,具體地研究實(shí)施例3以及比較例3的薄膜電感器的各特性,獲得表3所示的結(jié)果。表3表示實(shí)施例3以及比較例3的薄膜電感器的各特性,它對(duì)應(yīng)于表1所示的各特性。
〔表3〕

根據(jù)表3所示結(jié)果可以判斷,實(shí)施例3的薄膜電感器的電感Ls=1.58μH、寄生電容Cp=17.7pF、諧振頻率Fr=30.1MHz,與此相對(duì),比較例3的薄膜電感器的電感Ls=1.58μH、寄生電容Cp=32.8pF、諧振頻率Fr=22.1MHz。這表現(xiàn)為,實(shí)施例3的薄膜電感器與比較例3的薄膜電感器相比較,雖然電感Ls相同,然而根據(jù)線圈的剖面的形狀(左右對(duì)稱的梯形)寄生電容Cp減少,故諧振頻率Fr上升。根據(jù)該點(diǎn)可以確認(rèn),本發(fā)明的薄膜電感器果然能夠通過(guò)減少寄生電容以提高諧振頻率,由此將可作為工作頻率使用的頻帶設(shè)定得較高。這種情況下,特別地,由于諧振頻率Fr超過(guò)30MHz,能夠?qū)⒈∧る姼衅鞯墓ぷ黝l率設(shè)定得極高。
以下,雖然已經(jīng)列舉若干個(gè)實(shí)施方式以及實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明,然而,本發(fā)明并不限定于所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例,也能夠進(jìn)行種種變形。具體地,例如,在所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例中,作為線圈的剖面形狀,關(guān)于在下部磁性膜以及上部磁性膜之間與其絕緣地設(shè)置線圈的情況下,對(duì)于六角形、十字形、菱形形狀以及大致橢圓形狀進(jìn)行了說(shuō)明,同時(shí),關(guān)于在下部磁性膜或半導(dǎo)體襯底絕緣地設(shè)置線圈的情況,對(duì)于梯形、組合了梯形和矩形的六角形以及凸形進(jìn)行了說(shuō)明,然而并不一定限定于此。即,線圈的剖面形狀只要是在最靠近下部磁性膜、上部磁性膜或者半導(dǎo)體襯底等的具有導(dǎo)電性的基體的端緣具有最小寬度,就能夠進(jìn)行自由設(shè)定。當(dāng)然,具有導(dǎo)電性的基體也是同樣地不一定限于下部磁性膜、上部磁性膜或者半導(dǎo)體襯底,只要具有導(dǎo)電性,就能夠自由設(shè)定。
又,在所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例中,雖然使線圈具有螺旋型結(jié)構(gòu),然而,也并不限定于此,線圈也可以具有螺旋型結(jié)構(gòu)以外的其他結(jié)構(gòu)。作為該“其他結(jié)構(gòu)”,可以列舉例如曲折型結(jié)構(gòu)、螺旋線(helical)型結(jié)構(gòu)或者螺線管型結(jié)構(gòu)等。在所述的任何一種情況下,都能夠獲得與所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例相同的效果。
又,在所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例中,對(duì)于將本發(fā)明的薄膜器件適用于薄膜電感器的情況進(jìn)行了說(shuō)明,然而也不限定于此,例如,也可以將本發(fā)明的薄膜器件適用到薄膜電感以外的其他器件。作為該“其他器件”,可以列舉例如薄膜變壓器或者M(jìn)EMS(micro electromechanical systems微電子機(jī)械系統(tǒng)),包含薄膜電感、薄膜晶體管或者M(jìn)EMS的濾波器或者模塊等。將本發(fā)明的薄膜器件適用于所述的其他器件的情況下,也能夠獲得與所述各實(shí)施方式以及實(shí)施例相同的效果。
本發(fā)明的薄膜器件能夠適用于例如薄膜電感器、薄膜變壓器或者M(jìn)EMS、或者包含它們的濾波器或者模塊等。
權(quán)利要求
1.一種薄膜器件,其特征在于,在具有導(dǎo)電性的基體上與該基體絕緣地設(shè)置線圈,所述線圈的剖面在最靠近所述基體的端緣具有最小寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜器件,其特征在于,在所述線圈的一側(cè)配置1個(gè)所述基體。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜器件,其特征在于,所述線圈的剖面具有包含梯形以及組合了梯形和矩形的六角形的組中的任意一種形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜器件,其特征在于,在所述線圈的一側(cè)以及另一側(cè)設(shè)置2個(gè)所述基體。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜器件,其特征在于,所述線圈的剖面具有包含六角形以及十字形的組中的任意一種形狀。
6.如權(quán)利要求1~5中的任意一項(xiàng)所述的薄膜器件,其特征在于,所述基體是磁體。
全文摘要
提供一種能夠盡可能減少寄生電容的薄膜器件。在下部磁性膜(12)以及上部磁性膜(17)之間設(shè)置與它們絕緣的線圈(16)的情況下,構(gòu)成線圈(16)使得剖面(16M)在最靠近所述的下部磁性膜(12)以及上部磁性膜(17)的端緣具有最小寬度。在線圈(16)和下部磁性膜(12)以及上部磁性膜(17)之間產(chǎn)生的寄生電容減小,同時(shí),在該線圈(16)的各繞線之間產(chǎn)生的寄生電容也一并減少。
文檔編號(hào)H01F17/04GK1841580SQ20061007196
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者藤原俊康 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社
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