(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気信号による素子層への影響を低減する半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置は、磁気信号を生成する第１コイル２０と、通信コイル２０の下側に第１絶縁層１５を介して配置される閉ループの第２コイル３０と、第２コイル３０の下側に第２絶縁層１３を介して配置される素子層１２と、を備える。通信コイル２０は、平面視して、矩形の形状を有しており、２重のコイル構造を有する。第２コイル３０は、通信コイル２０が生成して放射する磁気信号を受信すると、第２コイル３０を流れる渦電流が発生し、発生した渦電流によって通信コイル２０が放射する磁気信号を打ち消すように磁気を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気信号を生成する第１コイルと、
前記第１コイルの下側に第１絶縁層を介して配置される閉ループの第２コイルと、
前記第２コイルの下側に第２絶縁層を介して配置される素子層と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
前記第２コイルは、平面視して、前記第１コイルの形成領域内に配置される請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数の前記第２コイルを備える請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
複数の前記第２コイルは、一の前記第２コイルが、他の前記第２コイルの形成領域内に配置される請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１コイルに囲まれた領域は、複数の前記第２コイルの形成領域よりも大きい請求項３又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２コイルの下側に第３絶縁層を介して配置される閉ループの第３コイルであって、平面視して、前記第１コイルの形成領域内に配置される第３コイルを備える請求項１〜５の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
複数の前記第３コイルを備え、複数の前記第３コイルの形成領域は、複数の前記第２コイルの形成領域よりも大きい請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
平面視して、前記第２コイルと前記第３コイルとは、一致しないように配置される請求項６又は７に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路素子を有する半導体基板が多層に積層された半導体装置が用いられている。
【０００３】
そして、積層された基板同士の信号を伝達することには、例えば、ワイヤボンディング又はＴＳＶ(Thorugh Silicon Via)が用いられている。
【０００４】
ここで、ワイヤボンディングを用いる場合には、基板間を接続するために配線経路が長くなるので、通信の劣化又は消費電力が増加するおそれがある。
【０００５】
また、ＴＳＶを用いる場合には、基板同士を貼り合わせる際の位置合わせが難しいので、貼り合わせの信頼性が劣るおそれがある。
【０００６】
そこで、コイルの電磁誘導による無線通信を用いて、基板間の信号を伝達する誘導結合通信が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０８９４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３５７７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１９２２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９９２８０号公報
【特許文献５】特開２００９−２６００８０号公報
【特許文献６】特開２０１０−８０５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この誘導結合通信を行う半導体装置は、トランジスタ等の回路素子を有する素子層と、素子層の上に配置され、送信信号に応じて変化する磁気信号を生成する通信コイルとを備える。
【０００９】
半導体装置が誘導結合通信を行う時には通信コイルから磁気信号が送信されるが、この磁気信号は、素子層の側にも放射されるので、磁気信号を受けた素子層では起電力が生じて渦電流が生じる。そして、この渦電流が、トランジスタ等の回路素子の動作に影響を与えるおそれがあった。
【００１０】
そこで、本明細書では、上述した問題を解決し得る半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に開示する半導体装置の一形態によれば、磁気信号を生成する第１コイルと、上記第１コイルの下側に第１絶縁体層を介して配置される閉ループの第２コイルと、上記第２コイルの下側に第２絶縁体層を介して配置される素子層と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
上述した本明細書に開示する半導体装置の一形態によれば、磁気信号による素子層への影響が低減する。
【００１３】
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。
【００１４】
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第１実施形態を示す平面図であり、（Ｂ）は、Ｘ１−Ｘ１線断面図である。
【図２】（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第１実施形態を示す平面図であって、通信コイルに電流が流れている状態であり、（Ｂ）は、Ｘ１−Ｘ１線断面図である。
【図３】（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第１実施形態を示す平面図であって、保護コイルが磁束密度を生成している状態であり、（Ｂ）は、Ｘ１−Ｘ１線断面図である。
【図４】２つの半導体装置が積層された図である。
【図５】（Ａ）は、従来例の半導体装置を示す平面図であり、（Ｂ）は、Ｘ２−Ｘ２線断面図である。
【図６】（Ａ）は、従来例の他の半導体装置を示す平面図であり、（Ｂ）は、Ｘ３−Ｘ３線断面図である。
【図７】本明細書に開示する半導体装置の第２実施形態を示す平面図である。
【図８】図７のＹ１−Ｙ１線断面図である。
【図９】（Ａ）は、第１保護コイルを示す平面図であり、（Ｂ）は、第２保護コイルを示す平面図であり、（Ｃ）は、第１導電層群を示す平面図である。
【図１０】（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第３実施形態を示す平面図であり、（Ｂ）は、Ｙ２−Ｙ２線断面図である。
【図１１】（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第４実施形態を示す平面図であり、（Ｂ）は、Ｙ３−Ｙ３線断面図である。
【図１２】本明細書に開示する半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本明細書で開示する半導体装置の好ましい第１実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００１７】
図１（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第１実施形態を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、Ｘ１−Ｘ１線断面図である。
【００１８】
本実施形態の半導体装置１０は、送信信号に応じて変化する磁気信号を生成して放射する通信コイル２０を用いて、他の半導体装置と無線通信を行う。
【００１９】
半導体装置１０は、半導体の基板１１と、基板１１上に配置される素子層１２とを有する。素子層１２は、例えば、トランジスタ、ダイオード、バラクタ、または抵抗等の素子を有する。
【００２０】
また、半導体装置１０は、素子層１２の上を覆うように基板１１上に配置される第１絶縁体層１３を有する。第１絶縁体層１３は、素子層１２と第１絶縁体層１３の上側の層とを電気的に絶縁する。第１絶縁体層１３は、素子層１２と電気的に接続する図示しない配線層を有していても良い。
【００２１】
第１絶縁体層１３上には、第１コイル層１４が配置される。第１コイル層１４は、導電性を有し、閉ループ構造の保護コイル３０と、保護コイル３０を埋め込む絶縁体１４ａとを有する。
【００２２】
保護コイル３０は、平面視して、矩形の形状を有する。素子層１２は、平面視して、保護コイル３０の形成領域内に配置されることが好ましい。本実施形態の半導体装置１０では、素子層１２は、保護コイル３０の矩形の開口部の中央に配置されている。図１（Ａ）において、保護コイル３０は、半導体装置１０の表面には露出していないが、明確に示すために実線で表されている。このことは、他の図面でも同様である。
【００２３】
第１コイル層１４上には、第２絶縁体層１５が配置される。第２絶縁体層１５は、第１コイル層１４と第２絶縁体層１５の上側の層とを電気的に絶縁する。
【００２４】
第２絶縁体層１５上には、第２コイル層１６が配置される。第２コイル層１６は、送信信号に応じて変化する磁気信号を生成する通信コイル２０と、通信コイル２０を埋め込む絶縁体１６ａとを有する。絶縁体１６ａと第２絶縁体層１５とは、一体に形成されても良い。
【００２５】
通信コイル２０は、例えば、図示しない送信回路から入力した送信信号に応じて変化する磁束密度を生成して放射する。
【００２６】
通信コイル２０は、平面視して、矩形の形状を有しており、２重のコイル構造を有する。
【００２７】
保護コイル３０は、通信コイル２０が生成して放射する磁気信号を受信すると、保護コイル３０を流れる渦電流が発生し、発生した渦電流によって通信コイル２０が放射する磁気信号を打ち消すように磁気を生成する。これにより、保護コイル３０は、通信コイル２０が放射する磁気信号が保護コイル３０の下側に位置する素子層１２に到達することを低減して、素子層１２を磁気信号から保護する。本明細書では、磁気信号は、磁束密度又は磁場を用いた信号を意味する。
【００２８】
絶縁体１４ａ内に埋め込まれている保護コイル３０は、その上下が第１絶縁体層１３及び第２絶縁体層１５に挟まれており、その電位は固定されておらずフローティング状態となっている。
【００２９】
保護コイル３０は、平面視して、通信コイル２０の形成領域内に配置されることが好ましい。
【００３０】
本実施形態の半導体装置１０では、保護コイル３０は、通信コイル２０の矩形の開口部の中央に配置されている。
【００３１】
通信コイル２０又は保護コイル３０の形成材料としては、例えば、銅又はアルミニウム等を用いることができる。
【００３２】
また、第１絶縁体層１３又は第２絶縁体層１５又は絶縁体１４ａ、１６ａの形成材料としては、例えば、ＳｉＯＣ又はＳｉＯ２等を用いることができる。
【００３３】
次に、半導体装置１０の動作を、図２及び図３を参照して、以下に説明する。
【００３４】
まず、通信コイル２０に対して、図示しない送信回路から送信信号が入力される。送信信号を入力した通信コイル２０には、図２（Ａ）中の矢印に示すように、電流が流れる。ここで、図２（Ｂ）において、通信コイル２０のドットの部分には、図面の裏側から表側に向かって電流が流れ、通信コイル２０のクロスの部分には、図面の表側から裏側に向かって電流が流れる。
【００３５】
そして、通信コイル２０は、入力した送信信号に応じて変化する磁束密度Ｂ１を生成して放射する。時間に対して変化する磁束密度Ｂ１の一部が保護コイル３０を突き抜けるので、保護コイル３０には起電力が生じ、保護コイル３０を流れる渦電流Ｉが生成される。ここで、保護コイル３０のドットの部分には、図面の裏側から表側に向かって電流が流れ、保護コイル３０のクロスの部分には、図面の表側から裏側に向かって電流が流れる。
【００３６】
その結果、図３（Ｂ）に示すように、保護コイル３０は、磁束密度Ｂ１を打ち消す向きを有する磁束密度Ｂ２を生成する。
【００３７】
ここで、保護コイル３０は、平面視して、素子層１２を覆うように通信コイル２０の開口部の中央に配置されている。そのため、保護コイル３０が生成する磁束密度Ｂ２は、通信コイル２０が放射する磁束密度Ｂ１の内、素子層１２に向かう部分を打ち消す。
【００３８】
従って、素子層１２が配置された基板１１の部分において、磁束密度Ｂ１により渦電流が生成することが低減される。
【００３９】
一方、磁束密度Ｂ２の強度は、保護コイル３０から離れるにつれて弱くなるので、磁束密度Ｂ２が、保護コイル３０の外側を通過する磁束密度Ｂ１の部分に与える影響は小さい。また、保護コイル３０の外側における磁束密度Ｂ１の向きと、磁束密度Ｂ２の向きとは一致しているので、保護コイル３０の外側の部分では、磁束密度Ｂ２が、磁束密度Ｂ１を積極的に打ち消すことはない。
【００４０】
従って、保護コイル３０が生成する磁束密度Ｂ２が、半導体装置１０と他の半導体装置との間の通信を妨げることはない。
【００４１】
ここで、保護コイル３０の寸法又は位置は、打ち消されるべき磁束密度Ｂ１の程度と、半導体装置１０と他の半導体装置との間で確保されるべき通信状態との兼ね合いにより決定され得る。
【００４２】
次に、上述した半導体装置１０と、半導体装置１０と積層される他の半導体装置との間で行われる通信の例を、図面を参照して、以下に説明する。
【００４３】
図４は、半導体装置１０と他の半導体装置１０’とが積層された図である。
【００４４】
半導体装置１０は、他の半導体装置１０’と無線通信を行う。他の半導体装置１０’は、半導体装置１０と同様の構造を有している。
【００４５】
半導体装置１０と他の半導体装置１０’とは、通信コイル２０と通信コイル２０’とを対向させ、絶縁体である接続層１９を介して一体に積層されており、一つの新たな半導体装置となっている。
【００４６】
他の半導体装置１０’の通信コイル２０’は、通信コイル２０が放射する磁気信号を受信して受信信号を生成し、図示しない受信回路に出力する。
【００４７】
半導体装置１０の通信コイル２０も、他の半導体装置１０’の通信コイル２０’と同様に、通信コイル２０’が放射する磁気信号を受信して受信信号を生成することができる。他の半導体装置１０’が、送信信号を出力する図示しない送信回路を有しており、半導体装置１０が、受信信号を入力する図示しない受信回路を有していれば、半導体装置１０は、通信コイル２０を用いて、他の半導体装置１０’と送受信を行うことができる。
【００４８】
次に、半導体装置の従来の例を、図面を参照して説明することにより、本実施形態の半導体装置１０の保護コイルの役割を更に説明する。
【００４９】
図５（Ａ）は、従来例の半導体装置を示す平面図であり、図５（Ｂ）は、Ｘ２−Ｘ２線断面図である。
【００５０】
従来例の半導体装置１１０は、半導体の基板１１１と、基板１１１上に配置される素子層１１２と、素子層１１２の上を覆うように基板１１１上に配置される絶縁体層１１３と、を有する。
【００５１】
絶縁体層１１３上には、コイル層１１６が配置される。コイル層１１６は、送信信号に応じて変化する磁気信号を生成する通信コイル１２０と、通信コイル１２０を埋め込む絶縁体１１６ａとを有する。
【００５２】
半導体装置１１０は、保護コイルを有していない点が、上述した本実施形態の半導体装置とは実質的に異なる。
【００５３】
次に、半導体装置１１０の動作を、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、以下に説明する。
【００５４】
まず、通信コイル１２０に対して、図示しない送信回路から送信信号が入力される。送信信号を入力した通信コイル１２０には、図５（Ａ）中の矢印に示すように、電流が流れる。
【００５５】
そして、通信コイル１２０は、入力した送信信号に応じて変化する磁束密度Ｂを生成して放射する。時間に対して変化する磁束密度Ｂの一部が基板１１１を突き抜けるので、素子層１１２が配置された基板１１１の表面の部分には起電力が生じ、基板１１１の表面を流れる渦電流Ｉが生成する。
【００５６】
この渦電流Ｉによって、素子層１１２内の素子の動作が影響を受けるおそれが生じる。
【００５７】
一方、本実施形態の半導体装置１０は、保護コイル３０を通信コイル２０と素子層１２との間に配置することにより、渦電流Ｉによって、素子層１２内の素子の動作が影響を受けることが低減される。
【００５８】
図６（Ａ）は、従来例の他の半導体装置を示す平面図であり、図６（Ｂ）は、Ｘ３−Ｘ３線断面図である。
【００５９】
従来例の他の半導体装置１１０は、開ループの保護コイルを有する点が、上述した本実施形態の半導体装置１０とは実質的に異なっている。
【００６０】
次に、半導体装置１１０の動作を、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して、以下に説明する。
【００６１】
まず、通信コイル１２０に対して、図示しない送信回路から送信信号が入力される。送信信号を入力した通信コイル１２０には、図６（Ａ）中の矢印に示すように、電流が流れる。
【００６２】
そして、通信コイル１２０は、入力した送信信号に応じて変化する磁束密度Ｂを生成して放射する。時間に対して変化する磁束密度Ｂの一部が保護コイル１３０を突き抜けるが、保護コイル１３０は開いているので、生成する渦電流Ｉは弱い。
【００６３】
そのため、保護コイル１３０は、磁束密度Ｂを十分に打ち消す向きような磁束密度を生成することができない。
【００６４】
そして、通信コイル１２０が放射する磁束密度Ｂの一部は、保護コイル１３０によって打ち消されることなく基板１１１を突き抜けるので、素子層１１２が配置された基板１１１の表面の部分には起電力が生じ、基板１１１の表面を流れる渦電流Ｉが生成する。
【００６５】
この渦電流Ｉによって、素子層１１２内の素子の動作が影響を受けるおそれが生じる。
【００６６】
一方、本実施形態の半導体装置１０は、閉ループの保護コイル３０を通信コイル２０と素子層１２との間に配置することにより、渦電流Ｉによって、素子層１２内の素子の動作が影響を受けることが低減される。
【００６７】
上述した本実施形態の半導体装置によれば、閉ループの保護コイルにより、通信コイルが放射する磁気信号の一部が打ち消されるので、通信を妨げることなく、磁気信号による素子層への影響を低減できる。
【００６８】
また、本実施形態の半導体装置によれば、閉ループの保護コイルはフローティング状態であり、外部から制御信号等を供給することがないので、単純な構造を有しているため、半導体装置の寸法を大きくすることはない。
【００６９】
更に、本実施形態の半導体装置によれば、閉ループの保護コイルを、素子層との位置関係に基づいて配置することにより、通信コイルの磁気信号を打ち消したい場所の磁気信号を低減することができる。
【００７０】
次に、上述した半導体装置の他の実施形態を、図７〜図１１を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【００７１】
図７は、本明細書に開示する半導体装置の第２実施形態を示す平面図である。図８は、図７のＹ１−Ｙ１線断面図である。図９（Ａ）は、第１保護コイルを示す平面図であり、図９（Ｂ）は、第２保護コイルを示す平面図であり、図９（Ｃ）は、第１導電層群を示す平面図である。
【００７２】
本実施形態の半導体装置１０は、第１絶縁体層１３と第１コイル層１４との間に、第３コイル層１７及び第３絶縁体層１８が配置される。第３絶縁体層１８は、第３コイル層１７と第１コイル層１４との間を電気的に絶縁する。
【００７３】
第１コイル層１４は、導電性を有し、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄを有する第１保護コイル群３１と、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄを埋め込む絶縁体１４ａとを有する。第１保護コイル群３１は、通信コイル２０の矩形の開口部の中央に配置されている。各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄは、矩形の形状を有する。各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄは、大きさが異なっている。
【００７４】
第１保護コイル群３１では、第１保護コイル３１ａは、第１保護コイル３１ｂの形成領域内に配置される。また、第１保護コイル３１ｂは、第１保護コイル３１ｃの形成領域内に配置される。第１保護コイル３１ｃは、第１保護コイル３１ｄの形成領域内に配置される。
【００７５】
従って、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄの形成領域である第１保護コイル群３１の形成領域は、一番大きな寸法を有する第１保護コイル３１ｄの形成領域と一致している。
【００７６】
本明細書では、複数の保護コイルの形成領域が重なっている場合には、複数の保護コイルの形成領域には、一の保護コイルの形成領域に含まれている他の保護コイルの形成領域の部分は除外される。従って、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄの形成領域は、一番大きな寸法を有する第１保護コイル３１ｄの形成領域を意味する。
【００７７】
上述した第１実施形態では、半導体装置は一つの保護コイルを有していたが、本実施形態の半導体装置は、複数の保護コイルを有している。従って、各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄに生成する渦電流の電流密度は、第１実施形態の保護コイルのものよりも小さくなるので、各第１保護コイルにおける渦電流の損失を低減することができる。
【００７８】
そして、第１コイル層１４内に並べて配置された各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄが、通信コイル２０が放射する磁束密度Ｂ１を打ち消すように磁束密度を生成するので、磁束密度Ｂ１が第１保護コイル群３１を通過することを更に防止することができる。
【００７９】
一方、平面視して、通信コイル２０に囲まれた領域は、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄの形成領域である第１保護コイル群３１の形成領域よりも大きい。そのため、第１保護コイル群３１の外側の部分では、第１保護コイル群３１が生成する磁束密度が、通信コイル２０が放射する磁束密度Ｂ１を打ち消すことはない。従って、第１保護コイル群３１が生成する磁束密度が、半導体装置１０と他の半導体装置との間の通信を妨げることはない。
【００８０】
第３コイル層１７は、導電性を有し、複数の第２保護コイル３２ａ〜３２ｄを有する第２保護コイル群３２と、複数の第２保護コイル３２ａ〜３２ｄを埋め込む絶縁体１７ａとを有する。第２保護コイル群３２は、その中心の位置を第１保護コイル群３１の中心を一致させて、通信コイル２０の矩形の開口部の中央に配置されている。各第２保護コイル３２ａ〜３２ｄは、矩形の形状を有する。各第２保護コイル３２ａ〜３２ｄは、大きさが異なっている。
【００８１】
第２保護コイル群３２では、第２保護コイル３２ａは、第２保護コイル３２ｂの形成領域内に配置される。また、第２保護コイル３２ｂは、第２保護コイル３２ｃの形成領域内に配置される。第２保護コイル３２ｃは、第２保護コイル３２ｄの形成領域内に配置される。
【００８２】
従って、複数の第２保護コイル３２ａ〜３２ｄの形成領域である第２保護コイル群３２の形成領域は、一番大きな寸法を有する第２保護コイル３２ｄの形成領域と一致している。
【００８３】
複数の第２保護コイル３２ａ〜３２ｄそれぞれは、平面視して、各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄとは、一致しないように配置されることが、第１保護コイル群３１を通過した磁束密度Ｂ１を第２保護コイル群３２で打ち消す上で好ましい。
【００８４】
また、複数の第２保護コイル３２ａ〜３２ｄの形成領域である第２保護コイル群３２の形成領域は、複数の第１保護コイル３１ａ〜３１ｄの形成領域である第１保護コイル群３１の形成領域よりも大きいことが好ましい。
【００８５】
これにより、通信コイル２０が放射する磁束密度Ｂ１は、第１保護コイル群３１及び第２保護コイル群３２の外側を通って、基板１１側に向かって拡がりながら進行することができるので、半導体装置１０と他の半導体装置との間の通信が妨げられない。
【００８６】
第１保護コイルの数、又は、第２保護コイルの数、又は、第１保護コイル群３１の寸法、又は、第２保護コイル群３２の寸法は、磁束密度Ｂ１を打ち消す量と、良好な通信状態との兼ね合いにより決定され得る。また、第１保護コイルの形状、又は、第２保護コイルの形状も、同様の観点から決定され得る。
【００８７】
また、第１コイル層１４では、第１保護コイル群３１の周りには、第１導電層群４０が配置される。第１導電層群４０は、各第１保護コイル３１ａ〜３１ｄとは離間して、互いに電気的に絶縁された複数の導電層４０ａを有する。複数の導電層４０ａは、第１保護コイル群３１の周りに放射状に配置される。
【００８８】
第１導電層群４０は、第１コイル層１４を通過する磁束密度Ｂ１が、第１コイル層１４内に渦電流を生成することを防止するので、第１保護コイル群３１の外側を進行する磁束密度Ｂ１が、渦電流により妨害されることを防ぐ。これにより、第１保護コイル群３１の外側を進行する磁束密度Ｂ１の部分の損失を低減して、半導体装置１０と他の半導体装置との間の良好な通信状態を確保できる。
【００８９】
第１保護コイル群３１が配置される第１コイル層１４は、例えば、ダマシン法を用いて、ＣＭＰ処理により研磨されて形成され得る。この研磨において、平坦度を確保するために、第１コイル層１４には、第１保護コイル群３１の外側の領域にも、第１保護コイルと同様の導電体を配置することが好ましい。そこで、本実施形態の第１導電層群４０は、研磨における平坦度を確保する目的にも使用され得る。
【００９０】
また、第３コイル層１７では、第２保護コイル群３２の周りには、第２導電層群４１が配置される。第２導電層群４１は、各第２保護コイル３２ａ〜３２ｄとは離間して、互いに電気的に絶縁された複数の導電層４１ａを有する。複数の導電層４１ａは、第２保護コイル群３２の周りに放射状に配置される。
【００９１】
第２導電層群４１は、上述した第１導電層群４０と同様の構造及び働きを有する。
【００９２】
上述した本実施形態の半導体装置１０によれば、通信コイルが放射する磁気信号による素子層への影響が更に低減する。
【００９３】
また、本実施形態の半導体装置１０によれば、半導体装置１０と他の半導体装置との間のより良好な通信が得られる。
【００９４】
次に、本明細書に開示する半導体装置の第３実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。
【００９５】
図１０（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第３実施形態を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、Ｙ２−Ｙ２線断面図である。
【００９６】
本実施形態の半導体装置１０は、第１保護コイル及び第２保護コイルの形状が、上述した第２実施形態とは異なっている。
【００９７】
第１コイル層１４には、４つの第１保護コイル３３を有する第１保護コイル群が配置される。各第１保護コイル３３は、同じ寸法であり、同じ矩形の形状を有する。
【００９８】
各第１保護コイル３３は、間隔を空けて並べられており、全体として矩形の輪郭を有するように配置されている。
【００９９】
第３コイル層１７には、９つの第２保護コイル３４を有する第２保護コイル群が配置される。各第２保護コイル３４は、第１保護コイル３３と形状を有する。
【０１００】
各第２保護コイル３４は、間隔を空けて並べられており、全体として矩形の輪郭を有するように配置されている。９つの第２保護コイル３４が形成する第２保護コイル群の中心の位置は、平面視して、４つの第１保護コイル３３が形成する第１保護コイル群の中心と一致する。
【０１０１】
各第２保護コイル３４は、平面視して、各第１保護コイル３３とは、一致しないように配置されることが、第１保護コイル３３を通過した磁束密度Ｂ１を第２保護コイル３４で打ち消す上で好ましい。
【０１０２】
また、９つの第２保護コイル３４の形成領域は、４つの第１保護コイル３３の形成領域よりも大きいことが好ましい。ここで、９つの第２保護コイル３４の形成領域は、９つの第２保護コイル３４それぞれの形成領域の総和の領域を意味し、４つの第１保護コイル３３の形成領域は、４つの第１保護コイル３３それぞれの形成領域の総和の領域を意味する。
【０１０３】
本明細書では、複数の保護コイルの形成領域それぞれが重なっていない場合には、複数の保護コイルの形成領域は、保護コイルそれぞれの形成領域の総和の領域を意味する。
【０１０４】
これにより、通信コイル２０が放射する磁束密度Ｂ１は、第１保護コイル群及び第２保護コイル群の外側を通って、基板１１側に向かって拡がりながら進行することができるので、半導体装置１０と他の半導体装置との間の通信が妨げられない。
【０１０５】
次に、本明細書に開示する半導体装置の第４実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。
【０１０６】
図１１（Ａ）は、本明細書に開示する半導体装置の第４実施形態を示す平面図であり、図１１（Ｂ）は、Ｙ３−Ｙ３線断面図である。
【０１０７】
本実施形態の半導体装置１０は、第３コイル層を有していない点が、上述した第３実施形態とは実質的に異なっている。
【０１０８】
素子層１２は、内部に素子１２ａを有している。
【０１０９】
素子層１２内の各素子１２ａは、平面して、第１保護コイル３３の形成領域内に配置される。
【０１１０】
上述した本実施形態によれば、各第１保護コイル３３を、素子層１２内の各素子１２ａと対応する位置に配置することにより、通信コイル２０が放射する磁束密度が各素子１２ａに与える影響を確実に低減できる。
【０１１１】
また、第１保護コイル３３を、素子層１２内の各素子１２ａと対応する位置に対応する数だけ配置することにより、第１保護コイル３３を配置する数を減らして、半導体装置１０の良好な通信状態を確保することができる。
【０１１２】
次に、本明細書に開示する半導体装置の製造方法の好ましい一実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。
【０１１３】
図１２は、本明細書に開示する半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するフローチャーである。
【０１１４】
まず、ステップＳ１０において、半導体の基板上に素子層が形成される。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２において、素子層上に第１絶縁体層が形成される。
【０１１６】
次に、ステップＳ１４において、第１絶縁体層上に、導電性を有し、閉ループの保護コイルを有する第１コイル層が形成される。保護コイルは、例えば、ダマシン法等の半導体製造技術を用いて形成することができる。
【０１１７】
次に、ステップＳ１６において、第１コイル層上に第２絶縁体層が形成される。
【０１１８】
そして、ステップＳ１８において、第２絶縁体層上に通信コイルを有する第２コイル層が形成されて、本明細書に開示する半導体装置が得られる。通信コイルは、例えば、ダマシン法等の半導体製造技術を用いて形成することができる。
【０１１９】
本発明では、上述した実施形態の半導体装置及び半導体装置の製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。
【０１２０】
例えば、上述した各実施形態では、保護コイルは、矩形の形状を有していたが、保護コイルは、閉ループ構造を有してれば、円形又は矩形以外の多角形の形状を有していても良い。多角形としては、例えば、６角形、８角形を用いることができる。また、保護コイルは、閉ループ構造を有してれば、不定形であっても良い。
【０１２１】
また、上述した各実施形態は、保護コイルを有するコイル層を３層以上有していても良い。
【０１２２】
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。
【０１２３】
以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２４】
（付記１）
磁気信号を生成する第１コイルと、
前記第１コイルの下側に第１絶縁体層を介して配置される閉ループの第２コイルと、
前記第２コイルの下側に第２絶縁体層を介して配置される素子層と、
を備える半導体装置。
【０１２５】
（付記２）
前記第２コイルは、平面視して、前記第１コイルの形成領域内に配置される付記１に記載の半導体装置。
【０１２６】
（付記３）
複数の前記第２コイルを備える付記１又は２に記載の半導体装置。
【０１２７】
（付記４）
複数の前記第２コイルは、一の前記第２コイルが、他の前記第２コイルの形成領域内に配置される付記３に記載の半導体装置。
【０１２８】
（付記５）
前記第１コイルに囲まれた領域は、複数の前記第２コイルの形成領域よりも大きい付記３又は４に記載の半導体装置。
【０１２９】
（付記６）
前記第２コイルの下側に第３絶縁体層を介して配置される閉ループの第３コイルであって、平面視して、前記第１コイルの形成領域内に配置される第３コイルを備える付記１〜４の何れか一項に記載の半導体装置。
【０１３０】
（付記７）
複数の前記第３コイルを備え、複数の前記第３コイルの形成領域は、複数の前記第２コイルの形成領域よりも大きい付記６に記載の半導体装置。
【０１３１】
（付記８）
平面視して、前記第２コイルと前記第３コイルとは、一致しないように配置される付記６〜７の何れか一項に記載の半導体装置。
【０１３２】
（付記９）
前記第２コイルの周りには、前記第２コイルとは離間して、互いに電気的に絶縁された複数の導電層が、放射状に配置される付記１〜８の何れか一項に記載の半導体装置。
【０１３３】
（付記１０）
前記素子層内の素子は、平面して、前記第２コイルの形成領域内に配置される付記１〜９の何れか一項に記載の半導体装置。
【０１３４】
（付記１１）
第１素子層と、
磁気信号を生成する第１コイルと、
前記第１素子層と前記第１コイルとの間に配置される閉ループの第２コイルと、
を備える第１素子部と、
第２素子層と、
磁気信号を生成する第３コイルと、
前記第２素子層と前記第３コイルとの間に配置される閉ループの第４コイルと、
を備える第２素子部とが、
前記第１コイルと前記第３コイルとを対向させて積層されている半導体装置。
【０１３５】
（付記１２）
基板上に素子層を形成し、
前記素子層の上に第１絶縁体層を介して、閉ループの第１コイルを形成し、
前記第１コイルの上に第２絶縁体層を介して、第２コイルを形成する、半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１３６】
１０    半導体装置
１１    基板
１２    素子層
１３    第１絶縁体層
１４    第１コイル層
１４ａ    絶縁体
１５    第２絶縁体層
１６    第２コイル層
１６ａ    絶縁体
１７    第３コイル層
１７ａ    絶縁体
１８    第３絶縁体層
２０    通信コイル（第１コイル）
３０    保護コイル（第２コイル）
３１    第１保護コイル群
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ    第１保護コイル
３２    第２保護コイル群
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ    第２保護コイル
３３    第１保護コイル
３４    第２保護コイル
４０    第１導電層群
４０ａ    第１導電層
４１    第２導電層
Ｂ    磁束密度
Ｉ    渦電流
【図１】
2014072483.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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