磁性金屬基板和電感元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁性金屬基板和電感元件，該磁性金屬基板為薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異，該電感元件使用上述的磁性金屬基板，為薄型、安裝面積能夠形成得較小、電感值大、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異。電感元件（4）包括：磁性金屬基板（2），其包括具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板（10）、配置在金屬基板（10）的內(nèi)部的第一絕緣層（16a）和配置在第一絕緣層（16a）上且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層（22）；配置在該磁性金屬基板（2）的表面上的第一間隔層（24）；和配置在第一間隔層（24）上的第一磁通產(chǎn)生層（26）。
【專利說明】磁性金屬基板和電感元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性金屬基板和電感元件，特別涉及一種在內(nèi)部具有配線結(jié)構(gòu)的磁性金屬基板和應(yīng)用(使用)該磁性金屬基板的電感元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年的可移動設(shè)備中，不斷要求使其變薄、變輕、更加節(jié)能、電池的壽命更長。因此，特別需要使電源電路變薄、變輕、更加節(jié)能、電池的壽命更長。構(gòu)成電源電路的部件中，尺寸最大的是電感元件。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的電感所使用的配線結(jié)構(gòu)包括繞組型、疊層型和薄膜型。繞組型是將銅線卷繞在鐵磁性材料(鐵磁性體)的磁芯上的結(jié)構(gòu)，按形狀分類，包括環(huán)形(tiOidal)、螺線管(solenoid)等(例如參照專利文獻(xiàn)I)。疊層型是例如將鐵氧磁性材料的氧化物(鐵氧體等)制成片狀并將Ag等的膏印刷、疊層并燒結(jié)，使它們成為一體的配線結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)2。)。在疊層型中，在燒結(jié)體內(nèi)部具有線圈狀的配線。薄膜型是利用濺射、鍍膜、光刻等技術(shù)而形成的。薄膜型是形成有鐵磁性材料的薄膜或螺旋狀銅配線等的配線結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4。)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-172396號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-214424號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開平9-139313號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開平8-88119號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明想要解決的技術(shù)問題
[0011]繞組型電感元件雖然能夠得到大的電感值，實(shí)現(xiàn)大電流化，但是電感元件的尺寸變大，在小型化(體積變小)、薄型化(變薄)方面難以實(shí)現(xiàn)。
[0012]疊層型電感元件在電感元件的尺寸、電感(感應(yīng)系數(shù))值、大電流化、高頻特性等各特性方面優(yōu)異。但是，由于其由陶瓷形成，陶瓷上容易發(fā)生裂縫，因此薄型化是有限度的。
[0013]薄膜型電感元件能夠形成得非常薄，能夠片裝在大規(guī)模集成(LS1:Large ScaleIntegration)電路上,而且高頻特性也優(yōu)異。但是，電感值較小，難以實(shí)現(xiàn)大電流化，而且安裝(封裝)面積相對較大。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)的電感元件中，在采用陶瓷類的情況下，電感用的配線能夠配置在內(nèi)部，但是在使用金屬類的鐵磁性材料的情況下，主流結(jié)構(gòu)是電感用的配線不形成在磁性材料的內(nèi)部，而形成在磁性材料上。
[0015]期望的是，使電感元件形成得更薄，使安裝面積形成得更小。理想地期望的是，研發(fā)出被片裝(on chip)或單片化(one chip,安裝在同一芯片上),能夠內(nèi)置于LSI中的對應(yīng)小型、薄型、大L值、大電流的功率電感元件。
[0016]本發(fā)明的目的在于，提供一種磁性金屬基板和電感元件，該磁性金屬基板為薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異，該電感元件使用上述的磁性金屬基板，為薄型、安裝面積能夠形成得較小、電感值大、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異。
[0017]用于解決問題的技術(shù)方案
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種磁性金屬基板，其包括:具有第一磁導(dǎo)率(即，導(dǎo)磁率)的金屬基板；配置在上述金屬基板的內(nèi)部的第一絕緣層；和配置在上述第一絕緣層上，具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電感元件，其包括:磁性金屬基板，其包括具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板、配置在上述金屬基板的內(nèi)部的第一絕緣層和配置在上述第一絕緣層上并且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層；配置在上述磁性金屬基板的正面(表面)上并且具有第三磁導(dǎo)率的第一間隔層；和配置在上述第一間隔層上并且具有第四磁導(dǎo)率的第一磁通產(chǎn)生層。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種磁性金屬基板和電感元件，該磁性金屬基板為薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異，該電感元件使用上述的磁性金屬基板，為薄型、安裝面積能夠形成得較小、電感值大、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化并且高頻特性優(yōu)異。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1的(a)是第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的示意的平面圖案(pattern)結(jié)構(gòu)圖，圖1的(b)是沿圖1的(a)的1-1線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖1的(C)是沿圖1的(a)的1-1線的另一示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2的(a)是第一實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖2的(b)是沿圖2的(a)的I1-1I線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3的(a)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的、在形成于金屬基板上的槽部配置的金屬配線層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖3的(b)是在圖3的(a)的金屬基板10和金屬配線層22、23上配置有間隔層(gap layer,間隙層)24的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖3的(c)是在圖3的(b)的間隔層上配置有磁通產(chǎn)生層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4的(a)是沿圖3的(C)的II1-1II線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖4的(b)是說明對第二金屬配線層形成有背面電極的情形的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖4的(c)是說明對第二金屬配線層形成有背面電極的情形的另一示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖5的(a)是說明比較例的電感元件的動作的示意的俯視(鳥瞰)結(jié)構(gòu)圖，圖5的(b)是說明應(yīng)用(使用)第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的動作(工作)的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖6的(a)是說明在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，由于在金屬配線層中導(dǎo)通的電流而在金屬配線層的周圍產(chǎn)生磁場H的情形的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖6的(b)是說明在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，利用間隔層和磁通產(chǎn)生層的效果在磁通產(chǎn)生層內(nèi)產(chǎn)生磁通密度B的情形的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖7是說明在包含金屬基板的晶片上形成有多個(gè)應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的情形的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖8是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的頻率特性例。
[0030]圖9的(a)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的磁通產(chǎn)生層的磁化特性例，圖9的(b)是第一實(shí)施方式的磁性金屬基板中應(yīng)用的軟磁性膜的相對磁導(dǎo)率μ r的頻率特性例，圖9的(C)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的磁通產(chǎn)生層的截面SEM (掃描電子顯微鏡)照片例。
[0031]圖10的(a)是表示在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，在金屬基板形成有槽部的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖10的(b)是表示在槽部形成有金屬配線層的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖11的(a)是表示在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，在金屬基板和金屬配線層上形成有間隔層的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖11的(b)是表示在金屬基板的背面形成有金屬配線層23的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖11的(C)是表示在金屬基板的背面形成有背面電極23a的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖12的(a)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件的、在金屬基板上形成的圓形狀的槽部的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖12的(b)是在圖12的(a)的圓形狀的槽部配置有金屬配線層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖12的(c)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件的、在形成在金屬基板上的八邊形狀的槽部配置有金屬配線層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖12的(d)是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件的、在形成在金屬基板上的相對的兩個(gè)三角形狀的槽部配置有金屬配線層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖13是將應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件作為構(gòu)成部件加以應(yīng)用的電源電路的結(jié)構(gòu)例。
[0035]圖14是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意截面結(jié)構(gòu)，其中，圖14的(a)是形成有矩形狀的槽部的例，圖14的(b)是形成有梯形狀的槽部的例，圖14的(c)是形成有三角形狀的槽部的例。
[0036]圖15是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其一)。
[0037]圖16是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其二)。
[0038]圖17是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其三)。
[0039]圖18的(a)說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其四)，圖18的(b)是圖18的(a)的A部分的放大圖。
[0040]圖19是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其五)。
[0041]圖20的(a)是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其六)，圖20的(b)是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的變形例的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖21是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其七)。
[0043]圖22是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其八)。
[0044]圖23是說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意的截面結(jié)構(gòu)圖(其九)。
[0045]圖24是利用應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法形成的電感元件的局部放大結(jié)構(gòu)圖。
[0046]圖25的(a)是第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的示意的平面圖案(pattern)結(jié)構(gòu)圖，圖25的(b)是沿圖25的(a)的IV-1V線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖25的(c)是沿圖25的(a)的IV-1V線的另一示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0047]圖26的(a)是第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖，圖26的(b)是沿圖26的(a)的V-V線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0048]圖27是應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的、在金屬基板10形成狹縫、用絕緣層將其填充、并且在間隔層上配置有分離的磁通產(chǎn)生層的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖28的(a)是沿圖27的V1-VI線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖28的(b)是沿圖27的VI1-VII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0050]圖29的(a)是說明應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的動作的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖29的(b)是表示在金屬基板10形成狹縫并用絕緣層將該狹縫填充的情形的放大后的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)圖。
[0051]圖30的(a)是說明在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，利用在金屬配線層導(dǎo)通的電流在金屬配線層的周圍產(chǎn)生磁場H的情形的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖30的(b)是說明在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，利用間隔層和磁通產(chǎn)生層的效果在磁通產(chǎn)生層內(nèi)產(chǎn)生磁通密度B的情形的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0052]圖31的(a)是說明在金屬基板10產(chǎn)生渦電流的情形的示意的俯視圖，圖31的(b)是說明在形成有狹縫的金屬基板10產(chǎn)生渦電流的情形的示意的俯視圖。
[0053]圖32是應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的、配置于在具有狹縫的金屬基板上形成的槽部的金屬配線層的示意的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0054]圖33的(a)是沿圖32的VII1-VIII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖，圖33的(b)是沿圖32的IX-1X線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0055]圖34表示應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件，其中圖34的(a)是在金屬基板十字狀地設(shè)置有狹縫的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖34的(b)是在金屬基板呈柵格狀地設(shè)置有狹縫的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖34的(c)是在金屬基板呈十字狀且柵格狀地設(shè)置有狹縫的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖34的(d)是在金屬基板呈細(xì)小的柵格狀地設(shè)置有狹縫的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0056]圖35是表示應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的、狹縫SL的數(shù)目與電感及狹縫SL的數(shù)目與Q值之間的關(guān)系的圖。
[0057]圖36的(a)是表示狹縫SL為一條時(shí)的磁通的泄漏狀態(tài)的仿真結(jié)果(S卩，模擬結(jié)果)，圖36的(b)是表示狹縫SL為四條時(shí)的磁通的泄漏狀態(tài)的仿真結(jié)果。
[0058]圖37表示應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件，其中圖37的(a)是表示渦電流回路(loop)的情形的示意的俯視圖，圖37的(b)是沿圖37的(a)的X-X線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0059]圖38表示應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件，其中圖38的(a)是表不潤電流回路的情形的不意的俯視圖，圖38的(b)是沿圖38的(a)的X1-XI線的不意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0060]圖39表示應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例2的磁性金屬基板的電感元件，其中圖39的(a)是表不禍電流回路的情形的不意的俯視圖，圖39的(b)是沿圖39的(a)的XI1-XII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0061]圖40是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的、沿與圖39的(a)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的XI1-XII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0062]圖41是圖40的詳細(xì)的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0063]圖42是表示應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的渦電流的情形的仿真結(jié)果，其中圖42的(a)是表示流過金屬基板的電流密度的平面圖案圖，圖42的(b)是表不與圖42的(a)對應(yīng)的流過金屬基板的電流的情形的不意的俯視圖。
[0064]圖43是表示應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的渦電流的情形的仿真結(jié)果，其中圖43的(a)是表示流過金屬基板的電流密度的平面圖案圖，圖43的(b)是表不與圖43的(a)對應(yīng)的流過金屬基板的電流的情形的不意的俯視圖。
[0065]圖44是表示以金屬基板的材料為參數(shù)的趨膚深度d與頻率的關(guān)系的圖。
[0066]圖45是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其一)，其中圖45的(a)是正面?zhèn)?表面?zhèn)?的不意的俯視圖，圖45的(b)是背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖45的(c)是沿圖45的(a)的XII1-XIII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0067]圖46是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其二)，其中圖46的(a)是正面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖46的(b)是背面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖46的(c)是沿圖46的(a)的XIV-XIV線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0068]圖47是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其二)，其中圖47的(a)是正面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖47的(b)是背面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖47的(c )是沿圖47的(a)的XV-XV線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0069]圖48是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其四)，其中圖48的(a)是正面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖48的(b)是背面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖48的(c)是沿圖48的(a)的XV1-XVI線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0070]圖49是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其五)，其中圖49的(a)是正面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖49的(b)是背面?zhèn)鹊牟灰獾母┮晥D，圖49的(c)是沿圖49的(a)的XVI1-XVII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0071]圖50是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其六)，其中圖50的(a)是正面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖50的(b)是背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖50的(c)是沿圖50的(a)的XVII1-XVIII線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0072]圖51是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其七)，其中圖51的(a)是正面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖51的(b)是背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖51的(c)是沿圖51的(a)的XIX-XIX線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。[0073]圖52是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其八)，其中圖52的(a)是正面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖52的(b)是背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖52的(c )是沿圖52的(a)的XX-XX線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0074]圖53是應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的制造工序(其九)，其中圖53的(a)是正面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖53的(b)是背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮晥D，圖53的(c)是沿圖53的(a)的XX1-XXI線的示意的截面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0075]接著，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下附圖的記載中，對相同或相似部分標(biāo)注相同或相似的附圖標(biāo)記(符號)。其中，應(yīng)注意的是，附圖是示意性的，厚度與平面尺寸的關(guān)系、各層的厚度的比例等與實(shí)際情況是不同的。因此，具體的厚度和尺寸應(yīng)參照以下的說明加以判斷。另外，在附圖相互間，當(dāng)然也包含相互之間的尺寸的關(guān)系或比例不同的部分。
[0076]另外，如下所示的實(shí)施方式是例示用于使本發(fā)明的技術(shù)思想具體的裝置和方法，本發(fā)明的實(shí)施方式并不是將構(gòu)成部件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)、配置等特別指定為如下所述的方式。本發(fā)明的實(shí)施方式在權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠加以各種變更。
[0077][第一實(shí)施方式]
[0078](磁性材料金屬基板)
[0079]第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖1的(a)所示，沿圖1的
(a)的1-1線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖1的(b)所示，沿圖1的(a)的1_1線的另一示意截面結(jié)構(gòu)如圖1的(C)所示。
[0080]第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2如圖1所示，包括:具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板10、配置在金屬基板10的內(nèi)部的第一絕緣層16a、和配置在第一絕緣層16a上并且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層22。
[0081]另外，在第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2中，金屬基板10的第一磁導(dǎo)率大于第一金屬配線層22的第二磁導(dǎo)率。
[0082]另外，金屬基板10也可以由磁性材料形成。
[0083]另外，第一金屬配線層22也可以如圖1的(b)所示，隔著第一絕緣層16a配置在形成在金屬基板10的正面(表面)的矩形狀的槽部(溝槽(trench))內(nèi)。
[0084]另外，第一金屬配線層22也可以如圖1的(C)所示，隔著第一絕緣層16a配置在形成在金屬基板10的正面的U字形狀的槽部內(nèi)。
[0085]另外，第一實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖2的
(a)所示,沿圖2的(a)的I1-1I線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖2的(b)所示。
[0086]第一實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2如圖2所示，還包括:配置在貫通金屬基板10的貫通孔(通孔(through hole))內(nèi)的第二絕緣層16b、和配置在第二絕緣層16b上并且填充貫通孔的第二金屬配線層23。
[0087]槽部(溝槽)能夠通過金屬基板10的濕蝕刻(wet etching,即濕法刻蝕)、激光加工、或沖壓加工形成。
[0088]貫通孔(通孔)能夠通過金屬基板10的濕蝕亥IJ、激光加工、或沖壓加工形成。[0089]第一金屬配線層22也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在槽部內(nèi)的第一絕緣層16a上的籽晶層(seed layer，即種子層或種晶層)18 (參照后述的圖18)上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
[0090]第二金屬配線層23也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b上的籽晶層18 (參照后述的圖18)上，通過電解鍍法形成至填充貫通孔的規(guī)定的厚度。
[0091]第一金屬配線層22例如能夠由Cu、Ag等形成。同樣，第二金屬配線層23例如能夠由Cu、Ag等形成。
[0092]圖1中示出的是第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的最小單位的結(jié)構(gòu)。
[0093]圖1的(b)的結(jié)構(gòu)中，示出了在形成為矩形型的槽部(溝槽)內(nèi)形成第一絕緣層16a后，在第一絕緣層16a上配置有第一金屬配線層22的結(jié)構(gòu)。
[0094]圖1的(C)的結(jié)構(gòu)中，示出了在形成為U字型的槽部內(nèi)形成第一絕緣層16a后，在第一絕緣層16a上配置有第一金屬配線層22的結(jié)構(gòu)。槽部的截面結(jié)構(gòu)也可以是梯形、三角形以及其他任意的形狀。
[0095]在第一實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板2中，在作為磁性材料的金屬基板形成有槽部/貫通孔，在其內(nèi)部配置有第一金屬配線層22/第二金屬配線層23。
[0096](磁性金屬基板的制造方法)
[0097]磁性金屬基板的制造方法的一例如下所述。
[0098](a)首先，將成為金屬基板10的磁性金屬膜洗凈后，進(jìn)行化學(xué)研磨。此處，磁性金屬膜例如能夠應(yīng)用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化學(xué)研磨后的磁性金屬膜的厚度例如為80 μ m?100 μ m左右。
[0099](b)接著，在金屬基板10形成槽部/貫通孔。槽部/貫通孔例如能夠在抗蝕劑圖案形成后，通過濕蝕刻、激光加工、或沖壓加工形成。
[0100](C)接著，在金屬基板10整個(gè)面形成絕緣膜。例如使用等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD:Plasma Chemical Vapor Deposition)技術(shù),將氧化娃膜形成為約I μ m以上的厚度。
[0101](d)接著，在金屬基板10整個(gè)面形成籽晶層。籽晶層例如能夠利用Cu的濺射技術(shù)來形成。
[0102](e)接著，在形成有籽晶層的金屬基板10的整個(gè)面，利用光致抗蝕劑，實(shí)施鍍膜前圖案形成處理。
[0103](f)接著，在實(shí)施了鍍膜前圖案形成處理的金屬基板10的整個(gè)面的籽晶層上，實(shí)施電解鍍，形成含Cu的金屬配線層22、23。
[0104](g)接著，將光致抗蝕劑剝離，通過刻蝕除去剝離后的面上的籽晶層。在籽晶層的刻蝕中，例如能夠使用濕蝕刻技術(shù)或干蝕刻(干法蝕刻)技術(shù)。這樣的結(jié)果是能夠除去多余的Cu。
[0105]通過以上的工序，完成第一實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板2。
[0106]在第一實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板中，通過在作為磁性材料的金屬基板內(nèi)部形成配線結(jié)構(gòu)，能夠使器件的厚度形成得薄。
[0107]在第一實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板中，能夠在包含鐵磁性材料金屬或合金的金屬基板的內(nèi)部配置配線結(jié)構(gòu)，因此相對于配置面積，能夠得到相對大的值的電感。[0108]根據(jù)第一實(shí)施方式及其變形例，能夠提供薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化、且高頻特性優(yōu)異的磁性金屬基板。
[0109](電感元件)
[0110]應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4的、配置于在金屬基板10上形成的槽部12的金屬配線層22、23的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)，如圖3的(a)所示；在圖3的(a)的金屬基板10和金屬配線層22、23上配置有間隔層24的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)，如圖3的(b)所示；在圖3的(b)的間隔層24層上配置有磁通產(chǎn)生層26的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖3的(c)所示。
[0111]另外，沿圖3的(C)的II1-1II線的示意的截面結(jié)構(gòu)如圖4的(a)所示，對在第二金屬配線層23形成有背面電極23a的情形進(jìn)行說明的示意截面結(jié)構(gòu)如圖4的(b)所示，對在第二金屬配線層23形成有背面電極23a的情形進(jìn)行說明的另一示意截面結(jié)構(gòu)，如圖4的(C)所示。
[0112]應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4,如圖3和圖4所不,包括:磁性金屬基板2，其包括具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板10、配置在金屬基板10的內(nèi)部的第一絕緣層16a和配置在第一絕緣層16a上并且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層22 ;配置在磁性金屬基板2上，并且具有第三磁導(dǎo)率的間隔層24 ;和配置在間隔層24上，并且具有第四磁導(dǎo)率的磁通產(chǎn)生層26。
[0113]另外，金屬基板10的第一磁導(dǎo)率大于第一金屬配線層22的第二磁導(dǎo)率和間隔層24的第三磁導(dǎo)率，磁通產(chǎn)生層26的第四磁導(dǎo)率大于間隔層24的第三磁導(dǎo)率。
[0114]另外，金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26也可以由鐵磁性材料形成，間隔層24也可以由順磁性材料或抗磁性材料形成。
[0115]另外，金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26也可以由不同的材料形成。例如，磁通產(chǎn)生層26應(yīng)用高頻特性優(yōu)異的軟磁性材料膜，作為磁場產(chǎn)生層工作的金屬基板10應(yīng)用適合大電流驅(qū)動的磁性金屬膜，由此能夠分擔(dān)兩者的作用。
[0116]另外，第一金屬配線層22也可以具有線圈形狀。此處，線圈形狀也可以具有如圖3所示的矩形、如后述的圖12所示的圓形、八邊形、三角形中的任一平面圖案。另外，線圈形狀也可以具有多邊形或任意的圖案。
[0117]另外，金屬基板10也可以包含具有高飽和磁通密度的軟磁性材料，磁通產(chǎn)生層26也可以包含具有高頻特性的軟磁性材料。
[0118]另外，第一金屬配線層22也可以如圖4 (a)?圖4 (C)所示，隔著第一絕緣膜16a配置在形成于金屬基板10的正面(表面)的槽部內(nèi)。
[0119]另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4,如圖4的(a)?圖4的(C)所示，還可以包括:配置在貫通金屬基板10的貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b ;和配置在第二絕緣層16b上并且填充貫通孔的第二金屬配線層23。另外，如圖4的(b)?圖4的(c)所示，在金屬基板10的背面，具有能夠與第一絕緣層16a和第二絕緣層16b在同一個(gè)工序中形成的絕緣層16。
[0120]另外，第一金屬配線層22如圖3所示，也可以在金屬基板10的正面，使線圈形狀的一端與第二金屬配線層23連接。
[0121]另外，第二金屬配線層23也可以如圖4的(b)?圖4的(C)所示，在配置于金屬基板10的背面的背面電極23a處形成終端。背面電極23a如圖4的(b)所示，也可以在金屬基板10的背面與第二金屬配線層23連接?；蛘撸趁骐姌O23a如圖4的(c)所示，也可以在比金屬基板10的背面更向貫通孔側(cè)凹的面與第二金屬配線層23連接。
[0122]另外，槽部12能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工、或沖壓加工形成。
[0123]同樣，貫通孔能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工、或沖壓加工形成。
[0124]另外，第一金屬配線層22也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在槽部內(nèi)的第一絕緣層16a上形成的籽晶層18 (參照后述的圖18)上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
[0125]另外，第二金屬配線層23也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b上的籽晶層18 (參照后述的圖18)上，通過電解鍍法形成至填充貫通孔的規(guī)定的厚度。
[0126]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感兀件4中，在作為磁場產(chǎn)生層工作的磁性金屬基板2與磁通產(chǎn)生層26之間設(shè)置有間隔層24。在金屬基板10形成有槽部，在槽部內(nèi)部配置有金屬配線層22、23。
[0127]此處，磁通產(chǎn)生層26的主要作用是產(chǎn)生磁通Φ。磁通產(chǎn)生層26能夠由鐵磁性材料形成。這種材料的特征在于，其為高頻特性優(yōu)異的軟磁性材料。
[0128]間隔層24的主要作用是使在磁性金屬基板2中產(chǎn)生的磁場H集中(聚集)。間隔層24能夠由順磁性材料或抗磁性材料形成。這種材料的特征在于，具有薄的厚度，例如為約20 μ m以下，優(yōu)選為5 μ m以下。
[0129]磁性金屬基板2的主要作用是產(chǎn)生磁場H。金屬基板10能夠由鐵磁性材料形成。這種材料的特征在于具有較大的磁導(dǎo)率，飽和磁通密度大。
[0130]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4中，金屬基板10的磁導(dǎo)率大，因此能夠在相同的電流值下產(chǎn)生更大的磁場H。因此，能夠增大電感值。
[0131]另外，所產(chǎn)生的磁場H集中在間隔層24。因此，能夠?qū)⒃肼晫χ車挠绊懸种圃诘退健?br> [0132]另外，磁通產(chǎn)生層26具有優(yōu)異的高頻特性，因此電感元件4能夠高頻工作(動作)。
[0133]另外，金屬基板10能夠由飽和磁通密度大的材料形成，因此電感元件4在大電流下也能夠工作。
[0134]另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4具有利用槽部的高效的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如能夠薄型化至500 μ m以下,優(yōu)選能夠薄型化至200 μ m以下。
[0135]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、薄型化且具有大電流和高頻特性的電感。
[0136]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4中，例如實(shí)現(xiàn)兀件面積為2mmX 2mm,厚度為150 μ m以下，電流容量為約300mA?600mA左右，工作頻率(即，動作頻率)為幾十MHz，電感值為約0.2 μ H?約0.4 μ H左右的電感元件。
[0137](電感元件的動作)
[0138]對比較例的電感元件的動作進(jìn)行說明的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖5的(a)所示，說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的動作的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖5的(b)所示。另外，在圖5的(b)中，在間隔層24上配置有磁通產(chǎn)生層26，但為了使附圖簡單，省略了圖示。
[0139]在比較例的電感元件中，與電感元件為空芯的情形對應(yīng),如圖5的(a)所示,所產(chǎn)生的的磁場H與磁通密度B為相同方向。與此相對，在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，如圖5的(b)所示，基于間隔層24和磁通產(chǎn)生層26的效果，所產(chǎn)生的的磁場H與磁通密度B的矢量方向不同。磁場H主要在Z方向產(chǎn)生，特別集中在間隔層24。另外，磁通密度B在X-Y方向產(chǎn)生，特別集中在磁通產(chǎn)生層26。
[0140]說明在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，利用導(dǎo)通金屬配線層22、23的電流，在金屬配線層22、23的周圍產(chǎn)生磁場H的情形的示意截面結(jié)構(gòu)，如圖6的
(a)所示；說明在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，利用間隔層24和磁通產(chǎn)生層26的效果在磁通產(chǎn)生層26內(nèi)產(chǎn)生磁通密度B的情形的示意截面結(jié)構(gòu)，如圖6的
(b)所示。
[0141]以下說明在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件4中，磁場H和磁通密度B的矢量方向不同的理由。
[0142]通過使電流流過金屬配線層22、23，產(chǎn)生磁場H。該磁場H是在自由電流J的周圍產(chǎn)生的渦狀的場。若用式子說明，則是以滿足▽ XH=J的方式產(chǎn)生的磁場H。磁通密度B是磁通Φ的單位面積的面密度。
[0143]另一方面，當(dāng)對磁性材料施加磁場H時(shí)，產(chǎn)生磁化M。磁通密度B還需要將在磁性材料產(chǎn)生的磁化M考慮在內(nèi)。因此，磁通密度B可表示為B= μ ^ (Η+Μ)，可以說其為將不存在物質(zhì)時(shí)的磁通密度B= μ 0Η與經(jīng)磁化的物質(zhì)的磁通密度μ C1M相加的形式。此處，μ ^是真
空磁導(dǎo)率。
[0144]另外，一般而言，磁化M不一定與外部磁場H的方向一致，而是作為矢量合成的結(jié)果決定磁通密度B的方向。
[0145]圖5的(a)所示的空芯線圈的情況下，因?yàn)椴淮嬖谠摯呕疢，因此磁場H的方向與磁通密度B的方向相同。
[0146]另一方面，在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，其結(jié)構(gòu)上，在包括金屬配線層22、23的線圈的上下，配置有金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26的鐵磁性材料。鐵磁性材料具有自發(fā)磁化，被分割為磁疇,整體的磁化M通常為零。此處，磁疇與磁疇被磁疇壁分隔，其中磁疇壁具有比磁疇內(nèi)高的能量，能夠容易地移動。此時(shí)，若從外部施加磁場H，則以使得勢能降低的方式產(chǎn)生磁化M。由于該磁化M貢獻(xiàn)的量，磁通密度B的方向成為與磁場H不同的方向。
[0147]矢量方向能夠通過求解由麥克斯韋方程導(dǎo)出的磁場分析的基本方程式來確認(rèn)。實(shí)際上，能夠使用有限元方法(Finite Element Method)等的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。
[0148]被磁性金屬基板2和磁通產(chǎn)生層26夾著的間隔層24中，磁場H以Z軸方向的朝向集中的原因如下。
[0149]通過使電流流過包括金屬配線層22、23的線圈，產(chǎn)生磁場H。該磁場H形成圍繞銅線旋轉(zhuǎn)的回路(loop，環(huán))。在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的結(jié)構(gòu)中，在間隔層24的上下配置有包括金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26的鐵磁性材料，因此這部分的磁阻變得非常低。另一方面，間隔層24部分為順磁性材料，距離非常小，磁路處于連接的狀態(tài)。此時(shí)，與金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26的磁導(dǎo)率相比,被金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26夾著的間隔層24的磁導(dǎo)率顯著地小，這是應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的結(jié)構(gòu)上重要的一點(diǎn)。
[0150]間隔層24的部分為順磁性材料，因此可以認(rèn)為，Β=μ占成立。即，磁場H可表示為H=B/μ -此處，μ r為構(gòu)成間隔層24的順磁性材料的磁導(dǎo)率。
[0151]如果令磁路的截面積為S，磁通為Φ，則由于磁通密度可表示為Β=Φ/%因此磁場Η=Φ/ (S.μ J成立。此處，磁通Φ在磁路中是恒定的，在連續(xù)的微小區(qū)域中截面積也可認(rèn)為是恒定的，因此在磁導(dǎo)率μ r小的間隔層24中，磁場H變大。
[0152]磁通密度B產(chǎn)生在XY方向，并集中在磁通產(chǎn)生層26的原因如下所述。
[0153]當(dāng)磁場H作用于磁性材料時(shí),在磁性材料的正面產(chǎn)生虛擬磁荷。該磁荷(Magneticcharge)有極性,在外部形成回路狀(環(huán)狀)的磁場，但是在磁性材料的內(nèi)部形成被稱作退磁磁場(也稱為“退磁場”或“去磁場”)的反向的磁場。由于該退磁磁場的影響，磁性材料內(nèi)部的有效磁場的值減小。
[0154]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的結(jié)構(gòu)中，形成有金屬配線層22、23的金屬基板10中采用磁導(dǎo)率高的鐵磁性材料。從金屬配線層22、23觀察時(shí)，在橫側(cè)和下側(cè)的金屬基板10，配置有磁導(dǎo)率高的鐵磁性材料(例如坡莫合金)。但是，在上側(cè)不存在磁導(dǎo)率高的鐵磁性材料。在這種結(jié)構(gòu)中使電流流過金屬配線層22、23時(shí)，如圖6的(a)所示，在上部空間形成回路狀(環(huán)狀)的磁場H，但是在金屬基板10的內(nèi)部由于退磁場的影響，磁場H顯著變小。
[0155]此時(shí)，如果隔著間隔層24，在上部配置磁通產(chǎn)生層26，則通過該磁場H，在磁阻低的磁通產(chǎn)生層26的磁性材料內(nèi)產(chǎn)生大的磁通密度B。
[0156]當(dāng)磁通產(chǎn)生層26的磁導(dǎo)率高時(shí)，所產(chǎn)生的磁通也變大，能得到大的電感值。更準(zhǔn)確地說，產(chǎn)生與磁場H相同方向的磁通密度B，還在下部的金屬基板10產(chǎn)生磁通密度B。然而，因?yàn)榇嬖跍u電流的影響等，在上部的磁通產(chǎn)生層26產(chǎn)生的磁通密度B的成分的貢獻(xiàn)大，因此磁通密度B集中在上部的磁通產(chǎn)生層26。
[0157](在晶片上形成有多個(gè)的電感元件)
[0158]說明在包含金屬基板10的晶片上形成有多個(gè)應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件4的情形的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖7所示。包括該金屬基板10的晶片能夠通過將磁性金屬膜切成晶片狀而形成。對被切成晶片狀的磁性金屬膜，能夠應(yīng)用半導(dǎo)體工藝或無源部件的制造工藝。例如，圖7中，電感元件4的尺寸Dl XD2為約1.5mmX約1.5mm。
[0159](頻率特性例)
[0160]應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的電感值的頻率特性例如圖8所示。即使在幾十MHz帶的高頻帶域中，也能抑制電感值的下降,能夠?qū)崿F(xiàn)高頻工作。另外，雖省略圖示，但在電感值相對于DC直流偏置電流的變化率特性例中，例如在測定頻率6MHz處，在O?600mA的范圍內(nèi)，為0.5%以下。
[0161](磁化特性例)
[0162]另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4的磁通產(chǎn)生層26的磁化特性例，如圖9的(a)所示。
[0163]另外，在第一實(shí)施方式的磁性金屬基板中應(yīng)用的軟磁性膜的相對磁導(dǎo)率的頻率特性例，如圖9的(b )所示。[0164]應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的磁通產(chǎn)生層26的截面SEM照片例，如圖9的(c)所示。此處，磁通產(chǎn)生層26如圖9的(c)所示，隔著SiO2膜28配置在Si基板30上。
[0165]由圖9的(a)顯而易見,磁通產(chǎn)生層26內(nèi)的磁通密度B相對于外部磁場H (A/m)的變化顯現(xiàn)出磁滯特性。在磁通產(chǎn)生層26中，形成有CoTaZr作為頻率特性良好的非結(jié)晶(amorphous)類軟磁性膜。此處,原子組成比例如為Co:92.5%、Ta:4.6%、Zr:2.9%。通過使基于濺射技術(shù)的形成條件最優(yōu)化，能夠在磁通產(chǎn)生層26形成頻率特性良好的非結(jié)晶類軟磁性膜。
[0166]對于軟磁性膜來說，希望相對磁導(dǎo)率的值為30以上，優(yōu)選為100以上，并且優(yōu)選該值直至高頻均恒定。例如，當(dāng)考慮在DC-DC轉(zhuǎn)換器中使用時(shí)，一方面在低頻時(shí)電感本身或外圍部件(電容器等)的尺寸容易變大，另一方面在聞頻時(shí)開關(guān)損耗容易變大。因此，優(yōu)選例如在約IMHz?約30MHz的頻率范圍內(nèi)，相對磁導(dǎo)率μ r的值為一定值(恒定值)。
[0167]第一實(shí)施方式的磁性金屬基板中應(yīng)用的軟磁性膜的相對磁導(dǎo)率μ r的頻率特性例，如圖9的(b)所示，在約IOOKHz?約IOOMHz的寬的頻率范圍內(nèi)，顯示約500左右的高值。
[0168]表不在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4中在金屬基板10形成有槽部12的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)，如圖10的(a)所示；表示在槽部12形成有金屬配線層22、23的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖10的(b)所示。
[0169]另外,表不在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4中在金屬基板10和金屬配線層22上形成有間隔層24的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖11的(a)所示，表示在金屬基板10的背面形成有金屬配線層23的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖11的(b)所示，表示在金屬基板10的背面形成有背面電極23a的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖11的(c)所示。如圖4的(b)?圖4的(c)所示，在金屬基板10的背面形成有絕緣層16，背面電極23a與金屬基板10之間絕緣。由圖11的(c)顯而易見，背面電極23a配置在金屬基板10的中央部和四角。這五個(gè)背面電極23a中，只有圖11的(b)所示的金屬配線層23所對應(yīng)的兩個(gè)與金屬配線層23電連接，而剩余的三個(gè)則配置在絕緣層16上，未形成接觸。
[0170]例如，如圖11的(b)所示，當(dāng)從金屬配線層22、23連出電極時(shí)，例如如圖11的(b)所示，能夠從配置在中央部和四角的背面電極23a處進(jìn)行電極的取出。
[0171]另外，雖省略了俯視結(jié)構(gòu)，但在間隔層24上，與圖3的(C)、圖4的(a)?圖4的
(c)同樣，形成有磁通產(chǎn)生層26。另外，背面電極23a的配置圖案并不限于金屬基板10的中央部和四角，能夠根據(jù)金屬配線層22、23的平面上(俯視時(shí))的配置圖案來適當(dāng)選擇。另夕卜，從金屬配線層22、23取出電極并不限于金屬基板10的背面，也能夠通過在金屬基板10的正面形成電極取出用的焊盤(pad)電極,從金屬基板10的正面取出。
[0172]另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件4的、形成在金屬基板上10的圓形狀的槽部12的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(a)所示，在圖12的(a)的圓形狀的槽部12配置有金屬配線層22、23的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(b)所示。
[0173]另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件4的、形成在金屬基板10上的圓形狀的槽部12的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(a)所示，在圖12的(a)的圓形狀的槽部12配置有金屬配線層22、23的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(b)所示。另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感元件4的、在形成在金屬基板10上的八邊形狀的槽部12配置有金屬配線層22、23的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(c)所示，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的另一電感兀件4的、在形成在金屬基板10上的相對的兩個(gè)三角形狀的槽部12配置有金屬配線層22、23的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖12的(d)所示。
[0174]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如上所述，第一金屬配線層22具備線圈形狀，該線圈形狀可以具有矩形、圓形、八邊形和三角形的平面圖案中的任一個(gè)。該線圈形狀也可以具有多邊形或任意的平面圖案。
[0175](用于電源電路的應(yīng)用例)
[0176]將應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感兀件4作為構(gòu)成部件加以應(yīng)用的電源電路的構(gòu)成例，如圖13所示。圖13表示DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器(也稱為“DC-DC降壓變換器”)的例子。
[0177]應(yīng)用電感元件4的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器包括DC輸入電壓V1' M0SFETQ、二極管D、電容器C和電感器L,其中，該電感兀件4應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2。應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4應(yīng)用于電感器L。在圖13所不的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器中，通過M0SFETQ的開關(guān)動作，能夠從DC輸入電壓V1使蓄積(蓄存)于電感器L的能量進(jìn)行開關(guān)(即，進(jìn)行轉(zhuǎn)換)，從電容器C的兩端得到從DC輸入電壓V1降壓得到的DC輸出電壓V。。另外，應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的應(yīng)用例并不限于上述的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，也能夠應(yīng)用于DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器、以除去噪聲作為目的的扼流圈用途等。
[0178](電感元件的制造方法)
[0179]說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意截面結(jié)構(gòu)的，形成有矩形狀、梯形狀、三角形狀的槽部12的例子分別如圖14的(a)、圖14的(b)、圖14的(c)所示。
[0180]另外，說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的制造方法的一個(gè)工序的示意截面結(jié)構(gòu)如圖15?圖24所示。
[0181](a)首先，將成為金屬基板10的磁性金屬膜洗凈后，進(jìn)行化學(xué)研磨。此處，磁性金屬膜中例如能夠應(yīng)用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化學(xué)研磨后的磁性金屬膜的厚度例如為80 μ m?100 μ m左右。
[0182](b)接著，如圖15所示，在金屬基板10的正面形成U字結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)12。槽部12例如能夠在抗蝕劑圖案形成后，通過濕蝕刻(使用含有磷酸的蝕刻液)、激光加工、或沖壓加工形成。
[0183](C)接著，如圖16所示，在金屬基板10的背面形成U字結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)14，形成由槽部12、14構(gòu)成的貫通孔。槽部14例如能夠在對金屬基板10的背面進(jìn)行抗蝕劑圖案形成后，通過濕蝕刻(使用含有磷酸的蝕刻液)、激光加工、或沖壓加工形成。
[0184](d)然后，如圖17所示，在金屬基板10的整個(gè)面形成絕緣膜16。例如使用PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition:等離子體氣相沉積)技術(shù),使氧化娃膜形成為約I?2 μ m的厚度。
[0185](e)接著，如圖18所示，在金屬基板10的整個(gè)面形成籽晶層18。籽晶層(兩面)18例如能夠利用Cu的濺射技術(shù)來形成。詳細(xì)而言，籽晶層18具有Ti阻擋層17和Cu層19的
疊層結(jié)構(gòu)。Cu層19的厚度例如為約3000埃(A)，Ti阻擋層17的厚度例如為約500埃。
[0186](f)然后，如圖19所示，在形成有籽晶層18的金屬基板10整個(gè)面，利用光致抗蝕劑20，實(shí)施鍍膜前圖案形成處理。槽部12的寬度例如為約60 μ m?80 μ m，槽部12的深度例如為約30 μ m。另外，槽部12的間隔例如為約90 μ m。
[0187](g)接著，如圖20的(a)所示，在實(shí)施鍍膜前圖案形成處理后的金屬基板10的整個(gè)面的籽晶層18上，實(shí)施電解鍍，從而形成包含Cu的金屬配線層22、23。金屬配線層22的厚度例如為約30 μ m。
[0188]另外，說明應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的制造方法的變形例的一個(gè)工序的示意截面結(jié)構(gòu)如圖20的(b)所示。圖20的(b)表示的是應(yīng)用厚膜抗蝕劑21來替代圖19所示的光致抗蝕劑20的截面結(jié)構(gòu)例。而其他工序是一樣的。
[0189](h)然后，如圖21所示，將金屬基板10的整個(gè)面的光致抗蝕劑20剝離。
[0190](i)然后，如圖22所示，通過蝕刻，除去剝離后的金屬基板10正面上的籽晶層18。籽晶層18的蝕刻中，例如能夠應(yīng)用干蝕刻技術(shù)。結(jié)果是能夠除去多余的Cu層19和Ti阻擋層17。
[0191](j)接著，如圖22所示通過蝕刻，除去剝離后的背面上的籽晶層18。背面的籽晶層18的蝕刻中，例如能夠應(yīng)用濕蝕刻技術(shù)。結(jié)果是能夠除去背面的多余的Cu層19和Ti阻擋層17。
[0192](k)然后，如圖23所示，在金屬基板10正面上形成間隔層24。間隔層24例如能夠由通過PCVD技術(shù)沉積而成的氮化硅膜、氧化硅膜、或依次沉積而成的氮化硅膜/氧化硅膜的疊層膜形成。間隔層24的厚度例如為約I μ m。
[0193](I)接著，如圖23所示，在間隔層24上形成磁通產(chǎn)生層26。磁通產(chǎn)生層26例如能夠利用濺射技術(shù)，由CoTaZr非結(jié)晶膜形成。磁通產(chǎn)生層26的厚度例如為約6 μ m。
[0194](m)接著，省略圖示，形成鈍化膜，并通過剝離(lift-off)法形成焊盤電極。鈍化膜例如能夠利用通過PCVD技術(shù)沉積而成的氧化硅膜。焊盤電極中例如能夠使用Ag/Ni/Ti疊層金屬層。
[0195]通過以上的工序，完成應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4。
[0196]電感元件的局部放大結(jié)構(gòu)例，如圖24所示。圖24的例子與圖14的(a)所示的具有矩形狀的槽部12的電感元件4對應(yīng)。在圖24中，按照槽部12的矩形形狀，依次形成絕緣層16、包括Ti阻擋層17和Cu層19的籽晶層18、金屬配線層22、間隔層24、和磁通產(chǎn)生層26。制造工序與上述的一樣。另外，也能夠同樣形成圖14的(b)、圖14的(c)所示的具有梯形形狀、三角形狀的槽部12的電感元件4。
[0197]另外，在圖23和圖24的結(jié)構(gòu)中，配置在槽部12的金屬配線層22的正面的高度形成在比金屬基板10的正面的高度高的位置，但是并不限于該結(jié)構(gòu)，金屬配線層22的正面的高度既可以與金屬基板10的正面的高度幾乎相等，也可以與其完全一致，或者還可以形成在比金屬基板10的正面的高度低的位置。
[0198]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，金屬基板的磁導(dǎo)率大，因此在相同的電流值時(shí)能夠產(chǎn)生更大的磁場H，能夠增大電感值。
[0199]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感兀件中，所產(chǎn)生的磁場H集中在間隔層，因此能夠?qū)⒃肼晫χ車挠绊懸种频玫汀?br> [0200]另外，在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，磁通產(chǎn)生層具有優(yōu)異的高頻特性，因此，電感元件能夠高頻工作。[0201]另外，在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，金屬基板能夠由飽和磁通密度大的材料形成，因此電感元件在大電流的情況下也能夠工作。
[0202]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，通過在作為磁性材料的金屬基板內(nèi)部形成配線結(jié)構(gòu)，能夠使電感元件的厚度形成得薄。
[0203]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，能夠在包含鐵磁性材料金屬或合金的金屬基板的內(nèi)部配置配線結(jié)構(gòu)，因此相對于平面的配置圖案面積，能夠得到相對較大的值的電感。
[0204]在應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件中，能夠在晶片形狀的金屬基板上應(yīng)用LSI的半導(dǎo)體制造工藝或無源部件的制造工藝，因此能夠同時(shí)量產(chǎn)多個(gè)電感元件，能夠降低制造成本。
[0205][第二實(shí)施方式]
[0206](磁性金屬基板)
[0207]第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖25的(a)所示，沿圖25的(a)的IV-1V線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖25的(b)所示，沿圖25的(a)的IV-1V線的另一示意截面結(jié)構(gòu)如圖25的(c)所示。
[0208]第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2如圖25所示，包括:具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板
10、配置在金屬基板10的內(nèi)部的第一絕緣層16a、和配置在第一絕緣層16a上并且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層22。
[0209]另外，在第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2中，金屬基板10的第一磁導(dǎo)率大于第一金屬配線層22的第二磁導(dǎo)率。
[0210]另外，金屬基板10也可以由磁性材料形成。
[0211]另外，第一金屬配線層22也可以如圖25的(b)所示，隔著第一絕緣層16a配置在形成在金屬基板10的正面的矩形狀的槽部(溝槽(trench))內(nèi)。
[0212]另外，第一金屬配線層22也可以如圖25的(C)所示，隔著第一絕緣層16a配置在形成在金屬基板10的正面的U字形狀的槽部內(nèi)。
[0213]在第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2中，如圖25的(a)?圖25的(C)所示，使金屬基板10薄層化，減少在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流。
[0214]在第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2中，如圖25的(a)?圖25的(C)所不,金屬基板10的背面與槽部的底部的距離優(yōu)選為趨膚深度(即，集膚深度)d以下。圖25的(b)?圖25的(c)所示的例子中表示的是金屬基板10的背面與槽部的底部的距離等于趨膚深度d的情形。
[0215]當(dāng)令金屬基板10的電導(dǎo)率為P，磁導(dǎo)率為μ，工作頻率為f時(shí)，趨膚深度d由下式(I)表示。
[0216]d= ( P / Ji f μ ) 1/2 (I)
[0217]此處，趨膚深度d和頻率f的關(guān)系在后述的圖44中對Cu、CoTaZr、PC坡莫合金的例子進(jìn)行示出。例如，在頻率f=lMHz時(shí)，PC坡莫合金的例子中，趨膚深度d為約3.7 μ m。
[0218]另外，在第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2中，如圖25的(a)?圖25的(C)所示，為了減小在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流，金屬基板10也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0219]在分割為多個(gè)區(qū)域的上述金屬基板10之間，也可以如圖25的(a)?圖25的(C)所示，填充有絕緣分離層32。此處,絕緣分離層32例如能夠由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0220]其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2相同，因此省略重復(fù)說明。
[0221](變形例)
[0222]第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖26的(a)所示,沿圖26的(a)的V-V線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖26的(b)所示。
[0223]第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2如圖26所示，還包括:配置在貫通金屬基板10的貫通孔(通孔(through hole))內(nèi)的第二絕緣層16b、和配置在第二絕緣層16b上并且填充貫通孔的第二金屬配線層23。
[0224]槽部(溝槽)能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工形成。
[0225]貫通孔(通孔)能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工形成。
[0226]第一金屬配線層22也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在槽部內(nèi)的第一絕緣層16a上的籽晶層18 (參照圖18)上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
[0227]第二金屬配線層23也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b上的籽晶層18 (參照圖18)上，通過電解鍍法形成至填充貫通孔的規(guī)定的厚度。
[0228]第一金屬配線層22例如能夠由Cu、Ag等形成。同樣，第二金屬配線層23例如能夠由Cu、Ag等形成。
[0229]在第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2中，如圖26的(a)?圖26的(b)所示，使金屬基板10薄層化，使在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流減少。
[0230]在第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2中，金屬基板10的背面與槽部的底部的距離優(yōu)選為趨膚深度d以下。圖26的(a)?圖26的(b)所示的例子中表示的是金屬基板10的背面與槽部的底部的距離等于趨膚深度d的情形。
[0231]另外，在第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板2中，如圖26的(a)?圖26的(b)所示，為了減小在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流，金屬基板10也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0232]在分割為多個(gè)區(qū)域的上述金屬基板10之間，也可以如圖26的(a)?圖26的(b)所示，填充有絕緣分離層32。此處,絕緣分離層32例如能夠由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0233]其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2相同，因此省略重復(fù)說明。
[0234]第二實(shí)施方式中，磁性金屬基板的制造方法的一例也能夠應(yīng)用與第一實(shí)施方式同樣的方法，因此省略重復(fù)說明。
[0235]第二實(shí)施方式的磁性金屬基板中，能夠使金屬基板薄層化，從而減少渦電流。
[0236]在第二實(shí)施方式的變形例的磁性金屬基板中，能夠?qū)⒔饘倩宸指顬槎鄠€(gè)區(qū)域，減少潤電流。
[0237]在第二實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板中，通過在作為磁性材料的金屬基板內(nèi)部形成配線結(jié)構(gòu)，能夠使器件的厚度形成得薄。
[0238]在第二實(shí)施方式及其變形例的磁性金屬基板中，能夠在包含鐵磁性材料金屬或合金的金屬基板的內(nèi)部配置配線結(jié)構(gòu)，因此相對于配置面積，能夠得到相對大的值的電感。
[0239]根據(jù)第二實(shí)施方式及其變形例，能夠提供薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化、且高頻特性優(yōu)異的磁性金屬基板。
[0240](電感元件)[0241]應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的、在金屬基板10形成狹縫、用絕緣分離層32填充、并且在間隔層24上配置有分離的第一磁通產(chǎn)生層26ρ262、263、264的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)如圖27所示。
[0242]沿圖27的V1-VI線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖28的(a)所示，沿圖27的VI1-VII線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖28的(b)所示。
[0243]應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4，如圖27和圖28所示，包括:磁性金屬基板2，其包括具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板10、配置在金屬基板10的內(nèi)部的第一絕緣層16a、和配置在第一絕緣層16a上并且具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層22 ;配置在磁性金屬基板2上，并且具有第三磁導(dǎo)率的間隔層24 ;和配置在間隔層24上，并且具有第四磁導(dǎo)率的磁通產(chǎn)生層26。
[0244]另外，金屬基板10的第一磁導(dǎo)率大于第一金屬配線層22的第二磁導(dǎo)率和間隔層24的第三磁導(dǎo)率，磁通產(chǎn)生層26的第四磁導(dǎo)率大于間隔層24的第三磁導(dǎo)率。
[0245]另外，金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26也可以由鐵磁性材料形成，間隔層24也可以由順磁性材料或抗磁性材料形成。
[0246]另外，金屬基板10和磁通產(chǎn)生層26也可以由不同的材料形成。例如，磁通產(chǎn)生層26中應(yīng)用高頻特性優(yōu)異的軟磁性材料膜，在作為磁場產(chǎn)生層工作的金屬基板10中應(yīng)用適合大電流驅(qū)動的磁性金屬膜，由此能夠分擔(dān)兩者的作用。
[0247]另外，第一金屬配線層22也可以具有線圈形狀。此處，線圈形狀也可以具有如圖27所示的矩形、如圖12所示的圓形、八邊形、三角形中的任一平面圖案。另外，線圈形狀也可以具有多邊形或任意的圖案。
[0248]另外，金屬基板10也可以包含具有高飽和磁通密度的軟磁性材料，磁通產(chǎn)生層26也可以包含具有高頻特性的軟磁性材料。
[0249]另外，第一金屬配線層22也可以如圖的28的(a)?圖28的(b)所示，隔著第一絕緣膜16a配置在形成于金屬基板10的正面的槽部內(nèi)。
[0250]應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4，如圖28的(a)?圖28的(b)所示，還可以包括:配置在貫通金屬基板10的貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b ;和配置在第二絕緣層16b上并且填充貫通孔的第二金屬配線層23。另外，如圖28的(a)?圖28的(b)所示，在金屬基板10的背面，具有能夠與第一絕緣層16a和第二絕緣層16b在同一個(gè)工序中形成的絕緣層16。
[0251]另外，槽部12能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工、或沖壓加工形成。
[0252]同樣，貫通孔能夠通過金屬基板10的濕蝕刻、激光加工、或沖壓加工形成。
[0253]另外，第一金屬配線層22也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在槽部內(nèi)的第一絕緣層16a上的籽晶層18 (參照圖18)上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
[0254]另外，第二金屬配線層23也可以在通過濺射法、蒸鍍法、或非電解鍍法形成在貫通孔內(nèi)的第二絕緣層16b上的籽晶層18 (參照圖18)上，通過電解鍍法形成至填充貫通孔的規(guī)定的厚度。
[0255](渦電流)
[0256]當(dāng)令電阻分量(S卩，電阻成分)為R，感抗(S卩，電感性電抗)分量為\時(shí)，具有電感值L的線圈的阻抗Z由下式(2)表示。[0257]Z=R+jXL (2)
[0258]另外，具有電感值L的線圈的Q值由下式(3)表示。
[0259]Q=Xl/R (3)
[0260]另外，當(dāng)令角頻率為ω時(shí)，感抗分量\由下式(4)表示。
[0261]Xl= ωL=2 π fL (4)
[0262]另外，具有電感值L的線圈的電阻分量R由下式(5 )表示。
[0263]R-RDC+RAC+Rloop+Reddy ( 5)
[0264]此處，Rdc是線圈的直流電阻分量，Rac是由趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)產(chǎn)生的交流的電阻成分，由RDe+RA。表示線圈配線的電阻成分。另外，R1-(也可表示為“R0K”)表示磁性材料的磁滯損耗，Reddy (也表示為“R.”)表示渦電流的電阻成分。由1?1。。1^_表示線圈材料的電阻成分。
[0265]渦電流是指由磁通變化感應(yīng)的電壓產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。例如，在金屬中由于電流容易流動，因此渦電流大，但是在陶瓷等中，電阻值大，因此渦電流小。
[0266]由(3)式顯而易見，通過減少電阻分量R，能夠增大Q值，特別是在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，通過減小渦電流的電阻成分Reddy，實(shí)現(xiàn)Q值的增大。
[0267]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖28的(a)~圖28的
(b)所示，使金屬基板10薄`層化，使在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流減少。
[0268]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，金屬基板10的背面與槽部的底部的距離優(yōu)選為趨膚深度d以下。圖28的(a)~圖28的(b)所示的例子中表示的是金屬基板10的背面與槽部的底部的距離大致等于零的情形。
[0269]另外，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖28的(a)~圖28的(b)所示，為了減小在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流，金屬基板10也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0270]在分割為多個(gè)區(qū)域的上述金屬基板10之間，也可以如圖28的(a)~圖28的(b)所示，填充有絕緣分離層32。此處,絕緣分離層32例如能夠由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0271]另外，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖27和圖28的
(a)~圖28的(b)所不,第一磁通產(chǎn)生層261、262、263、264也可以分割為多個(gè)區(qū)域。通過將第一磁通產(chǎn)生層26^26^26^264分割為多個(gè)區(qū)域,減小了在第一磁通產(chǎn)生層26內(nèi)的潤電流。
[0272]其他的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4相同，因此省略重復(fù)說明。
[0273](電感元件的動作)
[0274]說明應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的動作的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖29的(a)所示，表示在金屬基板10形成狹縫SL1、SL2并用絕緣分離層32將其填充的情形的放大后的示意的平面圖案結(jié)構(gòu)，如圖29的(b)所示。另外，在圖29的(b)中，在間隔層24上配置有第一磁通產(chǎn)生層26，但為了使附圖簡單，省略了圖示。另外，第一磁通產(chǎn)生層
26也可以形成為單層，也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0275]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖29的(a)所示，通過間隔層24、第一磁通產(chǎn)生層26的效果，所產(chǎn)生的的磁場H與磁通密度B的矢量方向不同。磁場H主要產(chǎn)生在Z軸方向，特別集中在間隔層24。另外，磁通密度B產(chǎn)生在X-Y方向，特別集中在磁通產(chǎn)生層26。此處，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，通過將第一磁通產(chǎn)生層26分割為多個(gè)區(qū)域，能夠減少在第一磁通產(chǎn)生層26內(nèi)產(chǎn)生的渦電流。
[0276]說明在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，利用在金屬配線層22,23中導(dǎo)通的電流，在金屬配線層22的周圍產(chǎn)生磁場H的情形的示意截面結(jié)構(gòu)如圖30的
(a)所示，說明在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，利用間隔層24和磁通產(chǎn)生層26的效果在磁通產(chǎn)生層26內(nèi)產(chǎn)生磁通密度B的情形的示意截面結(jié)構(gòu)如圖30的
(b)所示。
[0277]即，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖30的(a)所示，由于磁性金屬基板2被薄層化，因此由在金屬配線層22、23導(dǎo)通的電流，在薄層化的磁性金屬基板2的上下產(chǎn)生磁場H。因此，如圖30的(b)所示，通過在薄層化的磁性金屬基板2的上下分別配置間隔層24和磁通產(chǎn)生層26，能夠?qū)⒋磐芏菳限制(也可將“限制”替換為“關(guān)”)在薄層化的磁性金屬基板2的上下的磁通產(chǎn)生層26內(nèi)，能夠有效地使用磁通。
[0278]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，使金屬基板10薄層化，使在金屬基板10內(nèi)廣生的潤電流減少。
[0279]另外，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖30的(a)?圖30的(b)所示，為了減小在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流，金屬基板10也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0280]在分割為多個(gè)區(qū)域的上述金屬基板10之間，也可以如圖30的(a)?圖30的(b)所示，填充有絕緣分離層32。
[0281]其他的動作與應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感兀件4相同，因此省略說明。
[0282]說明在金屬基板10廣生潤電流的情形的不意的俯視結(jié)構(gòu)如圖31的(a)所不,說明在形成有狹縫SL的金屬基板10廣生潤電流的情形的不意的俯視結(jié)構(gòu)如圖31的(b)所不。
[0283]在具有磁性的金屬基板10產(chǎn)生的渦電流回路Leddy (即，渦電流回路在沒有形成狹縫SL的塊(bulk)狀態(tài)下，如圖31的(a)所示，形成為大的回路(環(huán))狀。與此相對，在形成有多個(gè)狹縫SL的具有磁性的金屬基板10產(chǎn)生的渦電流回路Leddy如圖31的(b)所示，在被多個(gè)狹縫SL分割的每個(gè)小的金屬基板10，形成為小的回路(環(huán))狀。
[0284]應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的、配置于在具有狹縫SL的金屬基板10上形成的槽部的金屬配線層22的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖32所示。
[0285]另外，沿圖32的VII1-VIII線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖33的(a)所示，沿圖32的IX-1X線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖33的(b)所示。
[0286](變形例I)
[0287]應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例I的磁性金屬基板2的電感元件4的、配置于在具有狹縫SL的金屬基板2上形成的槽部12的金屬配線層22的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖32所示。
[0288]另外，沿圖32的VII1-VIII線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖33的(a)所示，沿圖32的IX-1X線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖33的(b)所示。
[0289]在第二實(shí)施方式的變形例I的電感元件4中，未將金屬基板2薄層化，而通過在金屬基板2呈十字形狀地形成狹縫SL，將金屬基板2分割為多個(gè)區(qū)域。另外，在該狹縫SL填充有絕緣分離層32。此處，絕緣分離層32例如能夠由由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0290]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例I的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖32和圖33的(a)?圖33的(b)所示，通過將金屬基板2分割為多個(gè)區(qū)域，減小了在金屬基板10內(nèi)產(chǎn)生的渦電流。
[0291]在應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例I的磁性金屬基板2的電感元件4中，如圖32和圖33的(a)?圖33的(b)所示，第一磁通產(chǎn)生層26沒有被特別分割，但與第二實(shí)施方式一樣，第一磁通產(chǎn)生層26也可以分割為多個(gè)區(qū)域。
[0292]其他的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式的電感元件4 一樣，因此省略重復(fù)說明。
[0293](狹縫形狀)
[0294]應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4的、在金屬基板10呈十字狀地設(shè)置狹縫SL的俯視結(jié)構(gòu)如圖34的(a)所示，在金屬基板10呈柵格狀地設(shè)置狹縫SL的俯視結(jié)構(gòu)如圖34的(b)所示，在金屬基板10呈十字狀且柵格狀地設(shè)置狹縫SL的俯視結(jié)構(gòu)如圖34的(c)所示，在金屬基板10呈柵格狀地各4個(gè)地(即，四條四條地)設(shè)置狹縫SL的俯視結(jié)構(gòu)如圖34的(d)所示。
[0295]進(jìn)一步，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的磁性金屬基板2的電感元件4中、狹縫SL的數(shù)目與電感及Q值之間的關(guān)系如圖35所示被表示。如圖35所示，可以看出，隨著狹縫SL的數(shù)目增加，由于渦電流減小，Q值具有上升趨勢。另一方面，如圖35所示，可以看出，隨著狹縫SL的數(shù)目增加，由于磁通泄漏，電感值具有下降趨勢。
[0296]表示狹縫SL為一個(gè)(即，一條)時(shí)的漏磁通的狀態(tài)的電磁場仿真結(jié)果如圖36的(a)所示被表示，表示狹縫SL為四個(gè)時(shí)的漏磁通的狀態(tài)的電磁場仿真結(jié)果如圖36的
(b)所示被表示。根據(jù)圖36的(a)和圖36的(b)的比較結(jié)果，當(dāng)狹縫SL為四個(gè)時(shí)，漏磁通Ol明顯增加。此處，狹縫SL為一個(gè)的情形，其實(shí)際的形狀如圖34的(a)所示，與在金屬基板10呈十字狀地設(shè)置狹縫SL的結(jié)構(gòu)對應(yīng)。另外，狹縫SL為四個(gè)的情形，其實(shí)際的形狀如圖34的(c)所示，與在金屬基板10四條四條地呈柵格狀地設(shè)置狹縫SL的結(jié)構(gòu)對應(yīng)。
[0297]在圖36的(a)的結(jié)構(gòu)例中，作為一例，電感為0.472yH，Q值為4.98，而在圖36的
(b)的結(jié)構(gòu)例中，例如電感為0.136 μ H，Q值為2.57，可以看出由于磁通泄漏，電感下降。
[0298](變形例2)
[0299]-渦電流回路Leddy的情形-
[0300]表示第一實(shí)施方式電感元件4的渦電流回路Leddy的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖37的(a)所示,沿圖37的(a)的X-X線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖37的(b)所示。在第一實(shí)施方式的電感兀件4中，表不的是金屬基板10未被分割的例子。
[0301]另一方面，表示第二實(shí)施方式的電感元件4的渦電流回路Leddy的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖38的(a)所示，沿圖38的(a)的X1-XI線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖38的(b)所示。在第二實(shí)施方式的電感元件4中，表示的是將金屬基板10分割為十字狀，并且在相互分割的金屬基板10之間填充有絕緣分離層32的例子。
[0302]表示第二實(shí)施方式的變形例2的電感元件4的渦電流回路Leddy的情形的示意的俯視結(jié)構(gòu)如圖39的(a)所示，沿圖39的(a)的XI1-XII線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖39的(b)所示。在第二實(shí)施方式的變形例2的電感元件4中，表示的是將金屬基板10分割為十字狀和渦旋狀，并且在相互分割的金屬基板10之間填充有絕緣分離層32的例子。[0303]在第二實(shí)施方式的變形例2的電感元件4中，與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式相t匕，金屬基板10的分割程度更加細(xì)密化，因此在各細(xì)密化的金屬基板10內(nèi)形成有微小的渦電流回路Leddy，另外，在金屬配線層22、23的周圍，產(chǎn)生磁通Φ。
[0304](變形例3)
[0305]第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4的、沿與圖39的(a)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的XI1-XII線的示意截面結(jié)構(gòu)如圖40所示被表示，圖40的詳細(xì)的示意截面結(jié)構(gòu)如圖41所示。
[0306]在第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4中，如圖40所示，在磁性金屬基板2的正面設(shè)有間隔層24S，配置在該間隔層24S上的第一磁通產(chǎn)生層26S隔著間隔層241疊層為兩層(26S1、26S2)。此處，第一磁通產(chǎn)生層26S也可以隔著間隔層241疊層為多層。
[0307]同樣，在第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4中，如圖40所示，也可以在磁性金屬基板2的背面設(shè)有間隔層24B，在該間隔層24B上設(shè)有第二磁通產(chǎn)生層26B。第二磁通產(chǎn)生層26B也可以如圖40所示，隔著間隔層241疊層為兩層(26B1、26B2)。此處，第二磁通產(chǎn)生層26B也可以隔著間隔層241疊層為多層。
[0308]在疊層為多層的第一磁通產(chǎn)生層26S1、26S2之間，也可以具有間隔層241。
[0309]同樣,在疊層為多層的第二磁通產(chǎn)生層26B1、26B2之間也可以具有間隔層241。
[0310]另外，金屬基板10的第一磁導(dǎo)率大于間隔層24S、24B、24I的第三磁導(dǎo)率,磁通產(chǎn)生層26S1、26S2、26B1、26B2的第四磁導(dǎo)率大于間隔層24S、24B、24I的第三磁導(dǎo)率。
[0311]另外，間隔層241也可以由順磁性材料或抗磁性材料形成。
[0312]另外，第一磁通產(chǎn)生層26S1、26S2也可以構(gòu)成為在俯視時(shí)分割為多個(gè)區(qū)域。
[0313]同樣，第二磁通產(chǎn)生層26B1、26B2也可以構(gòu)成為在俯視時(shí)分割為多個(gè)區(qū)域。
[0314]另外，在分割為多個(gè)區(qū)域的第一磁通產(chǎn)生層26S1、26S2之間，也可以填充有絕緣分尚層32。
[0315]同樣，在分割為多個(gè)區(qū)域的第二磁通產(chǎn)生層26B1、26B2之間，也可以填充有絕緣分尚層32。
[0316]在第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4中，與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式相t匕，金屬基板10的分割程度更加細(xì)微化。在各細(xì)微化的金屬基板10內(nèi)形成微小的渦電流回路Letldy，另外，在金屬配線層22、23的周圍產(chǎn)生磁通Φ。
[0317]在第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4中，通過設(shè)置第一磁通產(chǎn)生層26S和第二磁通產(chǎn)生層26B，能夠抑制漏磁通Φρ
[0318]在第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4中，使第一磁通產(chǎn)生層26S和第二磁通產(chǎn)生層26Β為疊層結(jié)構(gòu)，由此能夠進(jìn)一步抑制漏磁通Φρ
[0319](表示渦電流的情形的仿真結(jié)果)
[0320]表示作為應(yīng)用第一實(shí)施方式的磁性金屬基板的電感元件的渦電流的情形的仿真結(jié)果的、流過金屬基板10的電流的密度的平面圖案圖如圖42的(a)所示，表示與圖42的(a)對應(yīng)的流過金屬基板10的電流的情形的不意的俯視圖如圖42的(b)所不。
[0321]另一方面，表不作為應(yīng)用第二實(shí)施方式的變形例3的磁性金屬基板的電感兀件的渦電流的情形的仿真結(jié)果的、流過金屬基板IO1UO2UO3UO4的電流的密度的平面圖案圖如圖43的(a)所示，表示與圖43的(a)對應(yīng)的流過金屬基板IO1UO2UO3UO4的電流的情形的示意的俯視圖如圖43的(b)所示。[0322]得到圖42的電磁場仿真結(jié)果的器件結(jié)構(gòu)例，特別如圖3?圖4所示，僅配置一層的磁通產(chǎn)生層26，并且在金屬基板10未設(shè)置狹縫SL。而得到圖43的電磁場仿真結(jié)果的器件結(jié)構(gòu)例，特別如圖39的(a)和圖40?圖41所示，設(shè)置有第一磁通產(chǎn)生層26S1、26S2、第二磁通產(chǎn)生層26B1、26B2，并且在金屬基板10設(shè)置有分割為十字狀和渦旋狀的狹縫SL。通過這樣分割金屬基板IO1UO2UO3UO3,分割得到的金屬基板的各自的電阻值上升，結(jié)果是渦電流變得難以流過。
[0323]在得到圖42的電磁場仿真結(jié)果的器件結(jié)構(gòu)例中，電感為0.463 μ H, Q值為2.79。而在得到圖43的電磁場仿真結(jié)果的器件結(jié)構(gòu)例中，電感為0.461 μ H，Q值為10.05，能夠在抑制電感的下降的同時(shí)增大Q值。
[0324]在第二實(shí)施方式的變形例3的應(yīng)用磁性金屬基板的電感元件中，在金屬基板10形成狹縫，能夠抑制渦電流的產(chǎn)生，并且通過形成在金屬基板10的正面和背面的磁通產(chǎn)生層26S1、26S2、26B1、26B2抑制磁通泄漏，能夠?qū)⒋磐ㄓ行У叵拗圃诮饘倩?0內(nèi)。
[0325](趨膚效應(yīng))
[0326]以金屬基板10的材料為參數(shù)的趨膚深度d與頻率f的關(guān)系如圖44所示。當(dāng)令金屬基板10的電導(dǎo)率為P，磁導(dǎo)率為μ，工作頻率為f時(shí)，趨膚深度d由(I)式表示。此處，趨膚深度d和頻率f的關(guān)系對于Cu、CoTaZr, PC坡莫合金的例子，可表示為如圖44所示。例如，在頻率f=lMHz時(shí)，在PC坡莫合金的例子中，趨膚深度d約為3.7 μ m。
[0327](制造方法)
[0328]第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4的制造方法如圖45?圖53所示。圖45的(a)?圖53的(a)表示正面?zhèn)鹊氖疽獾母┮暯Y(jié)構(gòu)。另外，圖45的(b)?圖53的(b)表示背面?zhèn)鹊氖疽獾母┮暯Y(jié)構(gòu)。
[0329]圖45的(C)表示沿圖45的(a)的XII1-XIII線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖46的(C)表示沿圖46的(a)的XIV-XIV線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖47的(c)表示沿圖47的(a)的XV-XV線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖48的(c)表示沿圖48的(a)的XV1-XVI線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖49的
(c)表示沿圖49的(a)的XVI1-XVII線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖50的(c)表示沿圖50的(a)的XVII1-XVIII線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖51的(c)表示沿圖51的(a)的XIX-XIX線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖52的(c)表示沿圖52的(a)的XX-XX線的示意截面結(jié)構(gòu)，圖53的(c)表示沿圖53的(a)的XX1-XXI線的示意截面結(jié)構(gòu)。
[0330](a)首先，將成為金屬基板10的磁性金屬膜洗凈后，進(jìn)行化學(xué)研磨。此處，磁性金屬膜例如能夠應(yīng)用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化學(xué)研磨后的磁性金屬膜的厚度例如為80 μ m?100 μ m左右。
[0331](b)接著，如圖45所示，在金屬基板10的正面形成例如矩形結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)12。槽部12例如能夠在抗蝕劑圖案形成后，通過濕蝕刻(使用含有磷酸的蝕刻液)、激光加工、或沖壓加工形成。
[0332](c)然后，如圖46所示，在金屬基板10的整個(gè)面形成絕緣膜16a。例如使用PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition:等離子體氣相沉積)技術(shù),使氧化娃膜形成為約I?2 μ m的厚度。
[0333](d)接著，如圖46所示，形成包含Cu的金屬配線層22。金屬配線層22的厚度例如為約30 μ m。[0334](e)然后，如圖47所示，通過研磨和蝕刻，除去正面?zhèn)鹊慕^緣層16a。
[0335](f )接著，如圖48所示，除了金屬配線層22部分外，在金屬基板10的正面，以俯視時(shí)呈十字形狀的方式，形成U字結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)12。
[0336](g)然后，如圖49所示，對金屬基板10的背面進(jìn)行蝕刻，使絕緣層16a露出。此時(shí)，在金屬基板10的中央部分和以十字形狀形成有U字結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)12的部分，形成從金屬基板10的正面貫通至背面的貫通孔。另外，上述的制造工序(f)和制造工序(g)的工序順序也可以顛倒。
[0337](h)接著，如圖50所示，在金屬基板10的中央部分和以十字形狀形成有U字結(jié)構(gòu)的槽部(溝槽)12的部分，填充絕緣分離層32。
[0338](i)然后，除去配置在金屬基板10的背面的絕緣層16a后，如圖51所示，在金屬基板10的正面形成間隔層24S，在金屬基板10的背面形成間隔層24B。間隔層24B、24S例如能夠由通過PCVD技術(shù)沉積而成的氮化硅膜、氧化硅膜或依次沉積而成的氮化硅膜/氧化硅膜的疊層膜形成。間隔層24B、24S的厚度例如為約I μ m。
[0339](j)接著，如圖51所示，在金屬基板10的正面?zhèn)鹊拈g隔層24S上依次疊層形成磁通產(chǎn)生層26S2、間隔層241、磁通產(chǎn)生層26S1。同樣在金屬基板10的背面?zhèn)鹊拈g隔層24B上依次疊層形成磁通產(chǎn)生層26B2、間隔層241、磁通產(chǎn)生層26B1。間隔層241例如能夠由通過PCVD技術(shù)沉積而成的氮化硅膜、氧化硅膜或依次沉積而成的氮化硅膜/氧化硅膜的疊層膜形成。間隔層241的厚度例如為約I μ m。磁通產(chǎn)生層26S2、26S1、26B2、26B1例如能夠利用濺射技術(shù)，由CoTaZr非結(jié)晶膜形成。磁通產(chǎn)生層26S2、26S1、26B2、26B1的厚度例如為約6 μ m0
[0340](k)然后，如圖52所不，在金屬基板10的正面?zhèn)鹊拈g隔層24S、磁通產(chǎn)生層26S2、間隔層241、磁通產(chǎn)生層26S1，以十字狀形成狹縫SL1，在金屬基板10的背面?zhèn)鹊拈g隔層24B、磁通產(chǎn)生層26B2、間隔層241、磁通產(chǎn)生層26BI，以十字狀形成狹縫SL2，在中心部分和角部形成狹縫SLS2。
[0341](I)接著，如圖53所示，在狹縫SLS1、SLS2填充絕緣分離層32。
[0342](m)接著，如圖53所示，在器件的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)刃纬赦g化膜16S、16B，通過剝離(lift-off)法形成背面電極23a。鈍化膜16S、16B例如能夠利用通過PCVD技術(shù)沉積而成的氧化硅膜。背面電極23a例如能夠使用Ag/Ni/Ti疊層金屬層。
[0343]通過以上的工序，完成第二實(shí)施方式的變形例3的電感元件4。
[0344]在第二實(shí)施方式的電感元件中，金屬基板的磁導(dǎo)率大，因此在相同的電流值的情況下能夠產(chǎn)生更大的磁場H,能夠增大電感值。
[0345]根據(jù)第二實(shí)施方式的電感元件，通過在金屬基板配置狹縫，能夠減小渦電流，增大Q值。
[0346]根據(jù)第二實(shí)施方式的電感元件，通過在金屬基板的正面和背面配置磁通產(chǎn)生層，所產(chǎn)生的磁場H集中在磁性金屬基板，因此能夠抑制電感值的減少并且增大Q值。
[0347]根據(jù)第二實(shí)施方式的電感元件，通過在金屬基板的正面和背面配置磁通產(chǎn)生層，所產(chǎn)生的磁場H集中在磁性金屬基板，因此能夠?qū)⒃肼晫χ車挠绊懸种频玫汀?br> [0348]根據(jù)第二實(shí)施方式的電感元件，通過在磁通產(chǎn)生層配置狹縫和間隔層，能夠進(jìn)一步抑制磁通產(chǎn)生層內(nèi)的渦電流的產(chǎn)生，并且抑制電感值的減少，同時(shí)提供Q值大的電感。[0349]能夠增大Q值。
[0350]根據(jù)第二實(shí)施方式，能夠提供一種電感，其減小了渦電流，抑制磁通泄漏，抑制電感值的減少，同時(shí)Q值大。
[0351 ] 如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種磁性金屬基板和電感元件，該磁性金屬基板薄型、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化、并且高頻特性優(yōu)異，該電感元件應(yīng)用上述的磁性金屬基板，薄型、安裝面積能夠形成得較小、大電感值、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化、并且高頻特性優(yōu)異。
[0352](其他的實(shí)施方式)
[0353]如上所述，通過實(shí)施方式進(jìn)行了記載，但是，構(gòu)成上述公開的一部分內(nèi)容的論述和附圖不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限制。顯而易見，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從上述公開內(nèi)容實(shí)現(xiàn)各種各樣的替代實(shí)施方式、實(shí)施例和運(yùn)用技術(shù)。
[0354]如上所述，理所當(dāng)然，本發(fā)明包含此處未記載的各種實(shí)施方式等。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍僅由根據(jù)上述說明妥當(dāng)?shù)臋?quán)利要求的發(fā)明確定事項(xiàng)確定。
[0355]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0356]本發(fā)明的磁性金屬基板和應(yīng)用該磁性金屬基板的電感元件能夠適用于電感器、變壓器、靜噪濾波器、 隔離器等利用電感的所有電子部件、磁性傳感器、位置傳感器等傳感部件、以及無線供電用的線圈等，特別能夠適用于面向可移動設(shè)備的功率電感器和內(nèi)置功率電感器的DC-DC轉(zhuǎn)換器等電子設(shè)備。
[0357]附圖標(biāo)記的說明
[0358]2......磁性金屬基板
[0359]4......電感元件
[0360]IOUO1UO2UO3^ IO4......金屬基板
[0361]12,14......槽部
[0362]16、16a、16b......絕緣層
[0363]16SU6B......鈍化膜
[0364]17......Ti 阻擋層
[0365]18......籽晶層
[0366]19......Cu 層
[0367]20......光致抗蝕劑層
[0368]21......厚膜抗蝕劑層
[0369]22,23......金屬配線層
[0370]23a......背面電極
[0371]24、24B、24S、241......間隔層
[0372]26,26^ 262,263 > 264,26S K 26S2,26B1,26B2......磁通產(chǎn)生層
[0373]28......SiO2 膜
[0374]30......Si 基板
[0375]32、32b......絕緣分離層
[0376]d......趨膚深度
[0377]f......頻率
[0378]J......電流[0379]B......磁通密度
[0380]H......磁通
[0381]D1、D2......寬度
[0382]SL1、SL2、SLS1、SLS2......狹縫
[0383]Leddy......渦電流回路
[0384]Φι......漏磁通
[0385]Φ......磁通
【權(quán)利要求】
1.一種磁性金屬基板，其特征在于，包括: 具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板； 配置在所述金屬基板的內(nèi)部的第一絕緣層；和 配置在所述第一絕緣層上，具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述第一磁導(dǎo)率大于所述第二磁導(dǎo)率。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述第一金屬配線層隔著所述第一絕緣層配置在形成于所述金屬基板的正面的槽部內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的磁性金屬基板，其特征在于，還包括: 配置在貫通所述金屬基板的貫通孔內(nèi)的第二絕緣層；和 配置在所述第二絕緣層上，填充所述貫通孔的第二金屬配線層。
5.如權(quán)利要求3或4所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述金屬基板被實(shí)施薄層化處理，減小了在所述金屬基板內(nèi)產(chǎn)生的渦電流。
6.如權(quán)利要求5所述的磁性金屬基板,其特征在于: 所述基板的背面與所述槽部的底部的距離為趨膚深度以下。
7.如權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述金屬基板被分割為多個(gè)區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的磁性金屬基板，其特征在于: 在分割為多個(gè)區(qū)域的所述金屬基板之間，填充有絕緣分離層。
9.如權(quán)利要求3所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述槽部通過所述金屬基板的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工而形成。
10.如權(quán)利要求4所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述貫通孔通過所述金屬基板的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工而形成。
11.如權(quán)利要求9所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述第一金屬配線層在通過濺射法、蒸鍍法或非電解鍍法形成在所述槽部內(nèi)的所述第一絕緣層上的籽晶層上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
12.如權(quán)利要求10所述的磁性金屬基板，其特征在于: 所述第二金屬配線層在通過濺射法、蒸鍍法或非電解鍍法形成在所述貫通孔內(nèi)的所述第二絕緣層上的籽晶層上，通過電解鍍法形成至填充所述貫通孔的規(guī)定的厚度。
13.—種電感元件，其特征在于，包括: 磁性金屬基板，其包括:具有第一磁導(dǎo)率的金屬基板；配置在所述金屬基板的內(nèi)部的第一絕緣層；和配置在所述第一絕緣層上，具有第二磁導(dǎo)率的第一金屬配線層； 配置在所述磁性金屬基板的正面上，具有第三磁導(dǎo)率的第一間隔層；和 配置在所述第一間隔層上，具有第四磁導(dǎo)率的第一磁通產(chǎn)生層。
14.如權(quán)利要求13所述的電感元件，其特征在于，包括: 配置在所述磁性金屬基板的背面上，具有第三磁導(dǎo)率的第二間隔層；和 配置在所述第二間隔層上，具有第四磁導(dǎo)率的第二磁通產(chǎn)生層。
15.如權(quán)利要求13或14所述的電感元件，其特征在于:所述第一磁導(dǎo)率比所述第二磁導(dǎo)率和所述第三磁導(dǎo)率大，所述第四磁導(dǎo)率大于所述第三磁導(dǎo)率。
16.如權(quán)利要求13所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板和所述第一磁通產(chǎn)生層為鐵磁性材料，所述第一間隔層為順磁性材料或抗磁性材料。
17.如權(quán)利要求14所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板和所述第二磁通產(chǎn)生層為鐵磁性材料，所述第二間隔層為順磁性材料或抗磁性材料。
18.如權(quán)利要求13所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板和所述第一磁通產(chǎn)生層包含不同材料。
19.如權(quán)利要求14所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板和所述第二磁通產(chǎn)生層包含不同材料。
20.如權(quán)利要求13或14所述的電感元件，其特征在于: 所述第一金屬配線層具備線圈形狀。
21.如權(quán)利要求20所述的電感元件，其特征在于: 所述線圈形狀具有矩形、圓形、八邊形、三角形和多邊形中的任一的平面圖案。`
22.如權(quán)利要求13所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板包含具有高飽和磁通密度的軟磁性材料，所述第一磁通產(chǎn)生層包含能夠在IOOkHz以上高頻工作的軟磁性材料。
23.如權(quán)利要求14所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板包含具有高飽和磁通密度的軟磁性材料，所述第二磁通產(chǎn)生層包含具有高頻特性的軟磁性材料。
24.如權(quán)利要求20所述的電感元件，其特征在于: 所述第一金屬配線層隔著所述第一絕緣層配置在形成于所述金屬基板的正面的槽部內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的電感元件，其特征在于，還包括: 配置在貫通所述金屬基板的貫通孔內(nèi)的第二絕緣層；和 配置在所述第二絕緣層上，填充所述貫通孔的第二金屬配線層。
26.如權(quán)利要求25所述的電感元件，其特征在于: 所述第一金屬配線層的所述線圈形狀的一端，在所述金屬基板的正面與所述第二金屬配線層連接。
27.如權(quán)利要求25所述的電感元件，其特征在于: 所述第二金屬配線層在配置于所述金屬基板的背面的背面電極處形成終端。
28.如權(quán)利要求24或25所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板被實(shí)施薄層化處理，減小了在所述金屬基板內(nèi)產(chǎn)生的渦電流。
29.如權(quán)利要求28所述的電感元件，其特征在于: 所述基板的背面與在所述金屬基板的正面形成的槽部的底部的距離為趨膚深度以下。
30.如權(quán)利要求13~29中的任一項(xiàng)所述的電感元件，其特征在于: 所述金屬基板被分割為多個(gè)區(qū)域。
31.如權(quán)利要求30所述的電感元件，其特征在于: 在分割為多個(gè)區(qū)域的所述金屬基板之間，填充有絕緣分離層。
32.如權(quán)利要求13~29中的任一項(xiàng)所述的電感元件，其特征在于: 所述第一磁通產(chǎn)生層被分割為多個(gè)區(qū)域。
33.如權(quán)利要求13~29中的任一項(xiàng)所述的電感元件，其特征在于: 所述第二磁通產(chǎn)生層被分割為多個(gè)區(qū)域。
34.如權(quán)利要求13~29中的任一項(xiàng)所述的電感元件，其特征在于: 所述第一磁通產(chǎn)生層疊層為多層。
35.如權(quán)利要求13~29中的任一項(xiàng)所述的電感元件，其特征在于: 所述第二磁通產(chǎn)生層疊層為多層。
36.如權(quán)利要求34所述的電感元件，其特征在于: 在疊層為多層的所述第一磁通產(chǎn)生層之間，具有第三間隔層。
37.如權(quán)利要求35所 述的電感元件，其特征在于: 在疊層為多層的所述第二磁通產(chǎn)生層之間，具有第三間隔層。
38.如權(quán)利要求24所述的電感元件，其特征在于: 所述槽部通過所述金屬基板的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工而形成。
39.如權(quán)利要求25所述的電感元件，其特征在于: 所述貫通孔通過所述金屬基板的濕蝕刻、激光加工或沖壓加工而形成。
40.如權(quán)利要求38所述的電感元件，其特征在于: 所述第一金屬配線層在通過濺射法、蒸鍍法或非電解鍍法形成在所述槽部內(nèi)的所述第一絕緣層上的籽晶層上，通過電解鍍法形成至規(guī)定的厚度。
41.如權(quán)利要求39所述的電感元件，其特征在于: 所述第二金屬配線層在通過濺射法、蒸鍍法或非電解鍍法形成在所述貫通孔內(nèi)的所述第二絕緣層上的籽晶層上，通過電解鍍法形成至填充所述貫通孔的規(guī)定的厚度。
【文檔編號】H05K1/05GK103765533SQ201280041622
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月26日
【發(fā)明者】鶴見直明, 深江圭佑 申請人:羅姆股份有限公司