(57)【要約】【課題】コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置を実現する。【解決手段】基板１０と、第１の磁性体膜２０１と第２の磁性体膜２０２とを有してなる磁性体膜２０と、一面３０ｂと他面３０ａとを有し、第２の磁性体膜から他面の一部が露出している絶縁膜３０と、絶縁膜に覆われ、法線方向を軸として巻回されているコイル５０と、コイルに接続され、法線方向から見て他面側から露出しているパッド部６０と、を備え、絶縁膜は、貫通孔４０及び堀４１が形成され、第２の磁性体膜は、貫通孔を埋めつつ、法線方向から見て少なくとも絶縁膜のうち他面の一部が露出するように形成され、堀は、絶縁膜のうち他面の一部の領域内もしくは他面の一部の領域に接して設けられ、パッド部と絶縁膜を隔てて配置され、かつ、法線方向から見てパッド部と第２の磁性体膜との間に形成されている半導体装置。【選択図】図１
2018022839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル（５０）を備える半導体装置であって、
表面（１０ａ）を有する基板（１０）と、
前記表面に接して配置された第１の磁性体膜（２０１）と前記第１の磁性体膜上に接して設けられ、前記表面に対する法線方向から見て前記コイルの内側および外側に配置された第２の磁性体膜（２０２）とを有してなる磁性体膜（２０）と、
前記第１の磁性体膜と接する一面（３０ｂ）と前記一面の反対側に位置する他面（３０ａ）とを有し、前記法線方向から見て、前記第１の磁性体膜が形成された領域内で前記第１の磁性体膜に接して配置され、前記第２の磁性体膜から前記他面の一部が露出している絶縁膜（３０）と、
前記絶縁膜に覆われ、前記法線方向を軸として巻回されており、前記基板と電気的に絶縁されているコイル（５０）と、
前記コイルに接続され、前記法線方向から見て前記他面側から露出しているパッド部（６０）と、を備え、
前記絶縁膜は、前記法線方向から見て、前記コイルの内側に前記一面と前記他面とを繋ぐ貫通孔（４０）および前記他面から前記一面側に向かって凹んだ堀（４１）が形成され、
前記第２の磁性体膜は、前記貫通孔を埋めつつ、前記法線方向から見て少なくとも前記絶縁膜のうち前記他面の一部が露出するように形成され、
前記堀は、前記絶縁膜のうち前記他面の一部の領域内もしくは前記他面の一部の領域に接して設けられ、前記パッド部から離れて配置され、かつ、前記法線方向から見て前記パッド部と前記第２の磁性体膜との間に形成されている半導体装置。
【請求項２】
前記堀は、前記法線方向から見て前記パッド部を中心として放射状に広がる方向のうち前記パッド部が前記コイルと接続されている方向とは異なる方向の少なくとも一部に設けられ、前記パッド部を囲むように形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記堀は、複数個設けられ、前記法線方向から見て前記パッド部を中心として同心状に広がるように形成されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記法線方向から見て前記パッド部から放射状に広がる方向を幅方向として、前記堀のうち前記他面に面する開口部の幅を堀幅とし、前記複数個の堀のうち前記パッド部に近い位置に形成された前記堀ほど前記堀幅が広い請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記堀の壁面のうち前記法線方向から見て前記パッド部側をパッド側壁面として、前記堀の壁面のうち前記パッド側壁面の反対方向側を磁性体側壁面とし、少なくとも前記磁性体側壁面は前記一面に対して垂直または前記パッド部の反対方向へ倒れるように傾斜している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記パッド側壁面が前記一面に対して垂直もしくは前記パッド部の反対方向へ倒れるように傾斜している請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
表面（１０ａ）を有する基板を用意することと、
前記表面に接する第１の磁性体膜（２０１）を形成することと、
前記第１の磁性体膜と接する一面（３０ｂ）と前記一面の反対側に位置する他面（３０ａ）とを有し、前記表面に対する法線方向から見て、前記第１の磁性体膜が形成された領域内に配置されている絶縁膜（３０）と、前記絶縁膜に覆われ、前記法線方向を軸として巻回されており、前記基板と電気的に絶縁されているコイル（５０）と、前記コイルに接続されるパッド部（６０）を形成することと、
前記絶縁膜のうち前記法線方向から見て前記コイルの内側の領域に前記一面と前記他面とを繋ぐ貫通孔（４０）を形成することと、
前記法線方向から見て前記他面から前記パッド部が露出するように前記絶縁膜を部分的に除去することと、
前記法線方向から見て前記絶縁膜のうち前記他面の一部が露出するように少なくとも前記コイルの内側および外側の領域に第２の磁性体膜（２０２）を塗布により形成し、前記貫通孔を前記第２の磁性体膜で充填することと、を含み、
前記第２の磁性体膜を塗布により形成する前に、前記法線方向から見て前記他面の一部の領域内のうち前記パッド部と前記第２の磁性体膜が形成される領域との間であって、前記パッド部から離れた領域に前記他面側から前記一面側へと凹む堀（４１）を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記堀を形成することにおいては、一方向に直線的に伸びる前記堀を少なくとも１つ形成し、
前記第２の磁性体膜を塗布により形成することにおいては、第２の磁性体膜の塗布に用いる塗布装置のうち第２の磁性体膜の材料を含む溶液を前記表面側へ送り出す送出部を進行させる方向を塗布方向として、前記塗布方向に対して垂直方向に伸びるように直線状の前記堀を配置しつつ、前記塗布方向に対して前記堀、前記パッド部の順に配置されるように前記基板を配置する請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記堀を形成することにおいては、前記法線方向から見て前記パッド部を中心として放射状に広がる方向のうち前記パッド部が前記コイルと接続されている方向とは異なる方向の少なくとも一部に、前記パッド部を囲む前記堀を形成する請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記堀を形成することにおいては、前記法線方向から見て前記パッド部を中心として同心状に広がるように複数個の前記堀を形成する請求項７ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル構造を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の一面側にコイル構造を有する半導体装置が知られている。具体的には、このような半導体装置は、基板の一面に接して形成された絶縁膜と、該絶縁膜に埋められるように設けられ、該基板の一面に対する法線方向を軸として巻くように形成されたコイルと、該コイルに接続されたパッド部と、磁性体膜を有する。また、コイルについては基板と電気的に絶縁され、パッド部については該一面に対する法線方向から見て絶縁膜から露出している。さらに、基板の法線方向から見て、絶縁膜のうちコイルの内側の領域については、貫通孔が形成されており、当該貫通孔には磁性体材料が充填され、磁性体膜を形成している。また、該一面に対する法線方向から見て該コイルの外側であって、絶縁膜が形成されていない領域についても磁性体膜が形成されている。このような半導体装置におけるコイル構造は、電流を流すことで磁性体膜に作用する磁束がコイル周囲に発生し、インダクタやトランスとして機能する。
【０００３】
ここで、このような半導体装置を安価に製造する方法として、印刷やディスペンサーなどにより磁性体材料を塗布して磁性体膜を形成する方法が知られている。この場合において、パッド部の露出部分近傍に塗布された磁性体材料が濡れ広がると、パッド部の露出部分へ磁性体材料が混入しうる。磁性体材料が混入した場合、磁性体材料がパッド部の露出部分を覆ってしまうため、パッド部とコンタクトを取ることができず、コイルに通電できなくなり、コイルが機能を発揮できなくなる。
【０００４】
そこで、このような不具合の対応策として、上記のような磁性体材料の濡れ広がり、すなわち磁性体材料の滲みなどを考慮した構造設計にする、滲まない磁性体材料に変更する等が考えられる。しかし、滲みを考慮した構造設計とする場合には、コイルの仕様が制限されるため、コイルの特性悪化が懸念される。また、滲まない磁性体材料に変更する場合には、材料選択の余地が狭くなり、印刷やディスペンサーの塗布条件が制限され、工程設計の自由度が小さくなる。
【０００５】
このような滲みを抑制する構造としては、特許文献１に記載の封止構造が挙げられる。特許文献１に記載の封止構造は、一面を有する回路基板と、回路の一面側に実装された電子部品と、電子部品を封止する樹脂と、回路基板の一面側に設けられ、樹脂による封止領域の周囲を囲む二重の輪状突起部とを有する電子装置に採用されている。また、二重の輪状突起部は、実装された電子部品を中心としてその周囲を囲うように形成されている。具体的には、二重の輪状突起部は、電子部品側の輪状突起部（以下「内側輪状突起部」という。）および内側輪状突起部を囲む輪状突起部（以下「外側輪状突起部」という。）により構成されている。
【０００６】
特許文献１に記載の封止工程においては、外側輪状突起部と内側輪状突起部とに挟まれた領域を覆いつつ、内側輪状突起部により囲まれた領域を露出する貫通孔を有するマスクを用意する。そして、該マスクの貫通孔の外郭が内側輪状突起部から外側輪状突起部にはみ出さないようにしつつ、内側輪状突起部と重なるように基板の一面側に配置し、該貫通孔に樹脂を流し込んで電子部品を封止する。
【０００７】
これにより、内側輪状突起部がダムとしての役割を果たし、樹脂すなわち塗布材料が内側輪状突起部を超えて外側輪状突起部側へ濡れ広がることを抑制することができる。このような構造を備えることで、塗布工程における塗布材料の滲みを抑制できる構造となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のようにダムとしての役割を果たす形状を設けた構造の半導体装置では、塗布材料の滲みを抑制することで塗布材料の滲みによるパッド部への塗布材料混入を抑制できる構造となる。しかしながら、この方法では、塗布材料の滲みを抑制するための膜の形成およびそのパターニングが必要となり、製造工程が増加してしまう。また、別の膜を追加した構造とすると、追加した膜と基板や塗布材料との密着性などの信頼性を確保しなければならなくなる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、別の膜を追加することなく、塗布材料の滲みによるパット部への塗布材料混入を抑制する構造を有する半導体装置およびその製造方法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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、コイル（５０）を備える半導体装置であって、表面（１０ａ）を有する基板（１０）と、表面に接して配置された第１の磁性体膜（２０１）と第１の磁性体膜上に接して設けられ、表面に対する法線方向から見てコイルの内側および外側に配置された第２の磁性体膜（２０２）とを有してなる磁性体膜（２０）と、第１の磁性体膜と接する一面（３０ｂ）と一面の反対側に位置する他面（３０ａ）とを有し、法線方向から見て、第１の磁性体膜が形成された領域内で第１の磁性体膜に接して配置され、第２の磁性体膜から他面の一部が露出している絶縁膜（３０）と、絶縁膜に覆われ、法線方向を軸として巻回されており、基板と電気的に絶縁されているコイル（５０）と、コイルに接続され、法線方向から見て他面側から露出しているパッド部（６０）と、を備える。このような構成において、絶縁膜は、法線方向から見て、コイルの内側に一面と他面とを繋ぐ貫通孔（４０）および他面から一面側に向かって凹んだ堀（４１）が形成され、第２の磁性体膜は、貫通孔を埋めつつ、法線方向から見て少なくとも絶縁膜のうち他面の一部が露出するように形成され、堀は、絶縁膜のうち他面の一部の領域内もしくは他面の一部の領域に接して設けられ、パッド部から離れて配置され、かつ、法線方向から見てパッド部と第２の磁性体膜との間に形成されている。
【００１２】
これにより、絶縁膜に堀を有する構造とすることで、別途の膜を追加することなく、磁性体材料の滲みを抑制しつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置とすることができる。
【００１３】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、表面（１０ａ）を有する基板を用意することと、表面に接する第１の磁性体膜（２０１）を形成することと、第１の磁性体膜と接する一面（３０ｂ）と一面の反対側に位置する他面（３０ａ）とを有し、表面に対する法線方向から見て、第１の磁性体膜が形成された領域内に配置されている絶縁膜（３０）と、絶縁膜に覆われ、法線方向を軸として巻回されており、基板と電気的に絶縁されているコイル（５０）と、コイルに接続されるパッド部（６０）を形成することと、絶縁膜のうち法線方向から見てコイルの内側の領域に一面と他面とを繋ぐ貫通孔（４０）を形成することと、法線方向から見て他面からパッド部が露出するように絶縁膜を部分的に除去することと、法線方向から見て絶縁膜のうち他面の一部が露出するように少なくともコイルの内側および外側の領域に第２の磁性体膜（２０２）を塗布により形成し、貫通孔を第２の磁性体膜で充填することと、を含む。加えて、第２の磁性体膜を塗布により形成する前に、法線方向から見て他面の一部の領域内のうちパッド部と第２の磁性体膜が形成される領域との間であって、パッド部から離れた領域に他面側から一面側へと凹む堀（４１）を形成することを含む。
【００１４】
これにより、絶縁膜に堀を形成することにより、別途の膜を追加することなく、磁性体材料の塗布において磁性体材料の滲みを抑制でき、コイルへのコンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置を製造することができる。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の半導体装置におけるコイル構造を示す上面レイアウト図である。
【図２】第１実施形態の半導体装置のコイル構造の断面図である。
【図３】第１実施形態の半導体装置における堀の形成例を示す上面レイアウト図である。
【図４】第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す図である。
【図５】図４に続く第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】第２の磁性体膜の成膜における磁性体材料の滲みによるパッド部の露出部分の被覆とこれを抑制する堀の形成について示した断面図である。
【図７】第２実施形態の半導体装置を示す上面レイアウト図である。
【図８】第２実施形態の半導体装置のうちパッド部近傍の断面図である。
【図９】第２実施形態の半導体装置における磁性体膜の塗布方向と堀の形成位置とを示す上面レイアウト図である。
【図１０】第２実施形態の半導体装置の変形例１を示す上面レイアウト図である。
【図１１】第２実施形態の半導体装置の変形例２を示す上面レイアウト図である。
【図１２】第２実施形態の半導体装置の変形例２のうちパッド部近傍の断面図である。
【図１３】パッド部近傍の堀の配置例を示す図である。
【図１４】パッド部近傍の堀の配置例を示す図である。
【図１５】パッド部近傍の堀の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１８】
（第１実施形態）
第１実施形態のコイル構造を有する半導体装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１、図３では、図１、図２に示す基板１０の表面１０ａに対する法線方向Ｙ１から見た際に、後述する露出していない絶縁膜３０の一部を二点鎖線で示し、同様に露出していないコイル５０については破線で示している。図２では、図１に示した上面レイアウト図において一点鎖線ＩＩ−ＩＩ面で半導体装置を切断した場合の断面を示している。なお、図１では、第１実施形態の半導体装置のうちコイル構造を形成する領域、すなわちコイル構造形成領域を示している。
【００１９】
本実施形態の半導体装置は、図１に示すように、表面１０ａを有する基板１０と、磁性体膜２０と、絶縁膜３０と、絶縁膜３０に埋めるように設けられたコイル５０と、コイル５０に接続されたパッド部６０を有している。
【００２０】
基板１０は、例えば表面１０ａを有する矩形板状とされ、例えばＳｉなどの半導体材料により構成されている。基板１０の表面１０ａ上には、磁性体膜２０が設けられている。なお、基板１０は、板状であれば、円状、楕円状などであってもよく、他の形状とすることもできる。
【００２１】
磁性体膜２０は、基板１０の表面１０ａに接して設けられ、例えばニッケル、マンガン亜鉛、フェライト系等の磁性体膜材料により構成されている。磁性体膜２０は、図２に示すように基板１０の表面１０ａ上に設けられた第１の磁性体膜２０１と第１の磁性体膜２０１上に設けられた第２の磁性体膜２０２とを有してなる。また、磁性体膜２０は、法線方向Ｙ１から見て、コイル構造形成領域のうちコイル５０の内側および外側に設けられ、かつ、絶縁膜３０のうちコイル５０の内側に設けられた後述する貫通孔４０を埋めるように形成されている。
【００２２】
絶縁膜３０は、図２に示すように、第１の磁性体膜２０１上に設けられ、例えばポリイミドやフェノール樹脂等の樹脂材料やＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物により構成されている。絶縁膜３０は、本実施形態では、少なくともコイル５０と２つのパッド部６０ａ、６０ｂの一部を覆っている。絶縁膜３０は、絶縁膜３０のうち第１の磁性体膜２０１と接する面を一面３０ｂとして、該一面３０ｂの反対側を他面３０ａとし、法線方向Ｙ１から見てコイル５０の内側に該一面３０ｂと該他面３０ａとを繋ぐ貫通孔４０が形成されている。絶縁膜３０には、２つのパッド部６０ａ、６０ｂを囲むように他面３０ａ側から一面３０ｂ側へ凹んだ後述する複数の堀４１が形成されている。
【００２３】
コイル５０は、法線方向Ｙ１を軸として巻回された渦巻形状とされ、例えば銅、金、アルミニウム等で構成されている。コイル５０は、絶縁膜３０に埋められるように形成されており、周囲を絶縁膜３０で覆われている。コイル５０は、本実施形態では、表面１０ａに対して平行な平面上で広がる第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂとを有してなる。
【００２４】
具体的には、第１層平面コイル５０ａは、図２に示すように、第２層平面コイル５０よりも一面３０ｂ側に設けられている。本実施形態では、コイル５０をトランスとして機能させる構造とする例を示しており、第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂは、同じ向きに巻回されており、絶縁膜３０を挟んで距離を隔てて配置されている。コイル５０をトランスとして機能させる場合には、第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂは、互いに電気的に絶縁されるように形成されている。
【００２５】
なお、本実施形態では、渦巻形状の第１層平面コイル５０ａのうち次に説明するパッド部６０ａが接続された端部と反対側の端部に接続される配線等については省略しているが、製品等の仕様に合わせて適宜形成できる。
【００２６】
パッド部６０は、本実施形態では、２つのパッド部６０ａとパッド部６０ｂとを有してなる。そして、渦巻形状のコイル５０の一方の端部および他方の端部にこれらのパッド部６０ａ、６０ｂが接続されている。法線方向Ｙ１から見てコイル５０の内側に配置されたパッド部６０ａ（以下「内側パッド部６０ａ」という。）は、法線方向Ｙ１から見て後述する絶縁膜３０の他面３０ａから露出している。また、コイル５０の外側に配置されたパッド部６０ｂ（以下「外側パッド部６０ｂ」という。）についても、同様に法線方向Ｙ１から見て絶縁膜３０の他面３０ａから露出している。内側パッド部６０ａおよび外側パッド部６０ｂは、給電配線等をコイル５０に接続するためのコンタクト部として用いられる部位であり、例えば銅、金、アルミニウム等で構成されている。内側パッド部６０ａは、第１層平面コイル５０ａと同じく絶縁膜３０の一面３０ｂ側に設けられている。外側パッド部６０ｂは、第２層平面コイル５０ｂと同じく絶縁膜３０の他面３０ａ側に設けられている。
【００２７】
次に、複数の堀４１の詳細について説明する。複数の堀４１は、本実施形態では、内側パッド部６０ａを部分的に囲うように設けられた堀４１ａａ、４１ａｂと外側パッド部６０ｂを部分的に囲うように設けられた堀４１ｂａ、４１ｂｂとによりなる。
【００２８】
堀４１ａａ、４１ａｂは、図１に示すように、絶縁膜３０のうち内側パッド部６０ａを含む領域であって、法線方向Ｙ１から見て磁性体膜２０から露出している領域Ｒ１内に形成されている。堀４１ｂａ、４１ｂｂは、図１に示すように、絶縁膜３０のうち外側パッド部６０ｂを含む領域であって、法線方向Ｙ１から見て磁性体膜２０から露出している領域Ｒ２内に形成されている。
【００２９】
具体的には、堀４１ａａは、法線方向Ｙ１から見て、内側パッド部６０ａと磁性体膜２０のうちコイル５０の内側の部位に位置する磁性体膜２０ａ（以下、「内側磁性体膜２０ａ」という。）との間に形成されている。堀４１ａｂは、法線方向Ｙ１から見て内側パッド部６０ａと磁性体膜２０のうちコイル５０の外側の部位に位置する磁性体膜２０ｂ（以下、「外側磁性体膜２０ｂ」という。）との間に形成されている。また、堀４１ａｂは、コイル５０を挟んで内側パッド部６０ａの反対側の位置に形成されている。つまり、内側パッド部６０ａを部分的に囲うように、堀４１ａａ、４１ａｂが形成されている。
【００３０】
堀４１ｂａは、法線方向Ｙ１から見て外側パッド部６０ｂと外側磁性体膜２０ｂとの間に形成されている。堀４１ｂｂは、法線方向Ｙ１から見て外側パッド部６０ｂと内側磁性体膜２０ａとの間に形成されている。また、堀４１ｂｂは、法線方向Ｙ１から見てコイル５０を挟んで外側パッド部６０ｂの反対側の位置に形成されている。つまり、外側パッド部６０ｂを部分的に囲うように堀４１ｂａ、４１ｂｂが形成されている。
【００３１】
次に、堀４１の配置について、図３を参照して説明する。図３では、図１に示した領域Ｒ１のみを示している。なお、領域Ｒ２についても領域Ｒ１とほぼ同様の構造であるため、領域Ｒ１を主に説明する。
【００３２】
堀４１ａａ、４１ａｂは、内側パッド部６０ａを囲うように配置するが、図３に示すように、法線方向Ｙ１から見て絶縁膜３０の他面３０ａからコイル５０が露出しないように形成されることが好ましい。コイル５０をトランスとして動作させたい場合においては、第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂとが第２の磁性体膜２０１の磁性体材料を介して電気的に接続されると短絡してしまい、コイル５０がトランスとして機能しなくなるためである。
【００３３】
このようにパッド部６０ａ、６０ｂを囲うように複数の堀４１を設けた構造とすると、磁性体膜２０を構成する磁性体材料が滲んでもパッド部６０ａ、６０ｂの露出部へと流れ込みにくくなる。これにより、磁性体材料によるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制しつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置となる。
【００３４】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図４を参照して説明する。
【００３５】
まず、表面１０ａを有する基板１０を用意し、図４（ａ）に示すように、表面１０ａ上に第１の磁性体膜２０１を例えばスクリーン印刷などの塗布法により形成する。
【００３６】
続いて、図４（ｂ）に示すように、第１の磁性体膜２０１を設けた領域内に絶縁膜３０の一部である第１の絶縁膜３０１を例えばスクリーン印刷などの塗布法により形成する。
【００３７】
第１の絶縁膜３０１を形成した後、図４（ｃ）に示すように、第１層平面コイル５０ａおよび内側パッド部６０ａを例えば電解メッキなどにより形成する。
【００３８】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１層平面コイル５０ａおよび内側パッド部６０ａを覆うように絶縁膜３０の一部である第２の絶縁膜３０２を例えばスクリーン印刷などの塗布法により形成する。続いて、第２の絶縁膜３０２の上に例えば電解メッキにより第２層平面コイル５０ｂおよび外側パッド部６０ｂを形成する。これにより、第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂとを有するコイル５０が形成されるとともに、第１層平面コイル５０ａに接続された内側パッド部６０ａや第２層平面コイル５０ｂに接続された外側パッド部６０ｂが形成される。
【００３９】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第２層平面コイル５０ｂおよび外側パッド部６０ｂを埋めるように絶縁膜３０の一部である第３の絶縁膜３０３を例えばスクリーン印刷などの塗布法により形成する。これにより、コイル５０およびパッド部６０ａ、６０ｂを覆う絶縁膜３０が形成される。
【００４０】
次に、図５（ａ）に示すように、コイル５０の内側に後述する図６（ａ）、（ｂ）で示す磁性体材料２０ｃを充填するための貫通孔４０を形成する。また、パッド部６０ａ、６０ｂを部分的に囲む複数の堀４１ａａ、４１ａｂ、４１ｂａ、４１ｂｂと、パッド部６０ａ、６０ｂを露出するための堀４２ａ、４２ｂを形成する。これらについては、例えばレーザー加工やＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｇ：反応性イオンエッチングの略）により形成する。なお、これらをすべて同時に形成してもよいし、これらのうちの一部を同時に形成してもよいし、それぞれを別々に形成してもよい。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、堀４１ａａ、４１ａｂ、４１ｂａ、４１ｂｂおよびパッド部６０ａ、６０ｂを含む領域を覆うマスク７０を用意し、第２の磁性体膜２０２を例えばスクリーン印刷などの塗布法により形成する。このとき、マスク７０は、堀４１ａａ、４１ａｂ、４１ｂａ、４１ｂｂを覆っている。この状態で第２の磁性体膜２０２の材料である磁性体材料２０ｃの塗布を行うことで、絶縁膜３０のうち図１の領域Ｒ１、Ｒ２とは異なる領域、すなわち貫通孔４０およびコイル５０の外側の領域に磁性体膜材料２０ｃが塗布される。
【００４２】
その結果、図５（ｃ）に示すように、第２の磁性体膜２０２を塗布した後にマスク７０を除去することで、コイル構造形成領域のうち領域Ｒ１、Ｒ２とは異なる領域に第２の磁性体膜２０２が形成される。また、必要に応じてコイル構造形成領域とは異なる領域に図示しない回路素子等を形成するが、コイル構造を形成した後に回路素子等を形成してもよいし、コイル構造を形成する前に回路素子等を形成してもよい。
【００４３】
このような製造方法により、コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置を製造できる。ここで、堀４１が形成されていない従来の構造と堀４１が形成された本実施形態の構造との違いについて、図６を参照して説明する。図６（ａ）では、堀４１が形成されていない従来の構造を示し、図６（ｂ）では、堀４１が形成された本実施形態の構造を示している。なお、図６では、内側パッド部６０ａ付近の断面図を示しており、ほぼ同様の構造である外側パッド部６０ｂ付近の構成については省略している。
【００４４】
図６（ａ）に示した従来の構造においては、第２の磁性体膜を構成する磁性体材料２０ｃを図５（ｂ）で説明したように塗布すると、図６（ａ）で示すように、絶縁膜３０の他面３０ａ上で磁性体材料２０ｃが滲むことがある。具体的には、磁性体材料２０ｃがマスク７０と絶縁膜３０の他面３０ａとの間の隙間を通じて滲んだり、マスク７０を除去後に磁性体材料２０ｃが絶縁膜３０の他面３０ａ上で濡れ広がるように滲んだりすることが想定される。また、内側パッド部６０ａを露出するために設けられた堀４２ａ内に、他面３０ａ上で滲んだ磁性体材料２０ｃが流れ込み得る。このような場合、図６（ａ）で示すように、内側パッド部６０ａの露出部を磁性体材料２０ｃが覆ってしまい、内側パッド部６０ａとコンタクトを取ることができなくなる。
【００４５】
一方、堀４１が形成された本実施形態の構造とし、磁性体材料２０ｃを図５（ｂ）で説明したように塗布した場合でも、磁性体材料２０ｃが絶縁膜３０の他面３０ａ上で滲み得る。しかし、この場合、図６（ｂ）に示すように、滲んだ磁性体材料２０ｃが内側パッド部６０ａに到達する前に、内側パッド部６０ａを囲うように形成されている堀４１ａａ、４１ａｂに流れ込むこととなる。つまり、内側パッド部６０ａを囲うように複数の堀４１ａａ、４１ａｂを形成することにより、磁性体材料２０ｃがパッド部６０ａを露出させるために形成された堀４２ａに流れ込むこと、すなわちパッド部６０ａの被覆を抑制できる。これは、外側パッド部６０ｂであっても同様である。
【００４６】
このようにして、第１実施形態のコイル構造を有する半導体装置を製造することができる。これにより、滲み抑制のための新たな膜を追加することなく、塗布工程において、磁性体材料２０ｃが滲むことによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制しつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置を製造できる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のコイル構造を有する半導体装置について図７〜図１０を参照して説明する。図７、図９、図１０では、図１と同様に、法線方向Ｙ１から見た際に、露出していない絶縁膜３０の一部を二点鎖線で示し、同様に露出していないコイル５０については、破線で示している。図８では、図７に示した上面レイアウト図において一点鎖線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ面で半導体装置を切断した場合の断面を示している。
【００４８】
本実施形態の半導体装置は、法線方向Ｙ１から見て、内側パッド部６０ａをコイル５０の内側の中心付近に配置し、外側パッド部６０ｂをコイル５０の周方向から外れた位置に配置した点で、上記第１実施形態の半導体装置と異なる。また、内側パッド部６０ａと内側磁性体膜２０ａとの間に設けた堀４１ａが、直線状に形成されている点が上記第１実施形態の半導体装置と異なる。同様に、外側パッド部６０ｂと外側磁性体膜６０ｂとの間に設けた堀４１ｂが、直線状に形成されている点が上記第１実施形態の半導体装置と異なる。さらに、堀４１ａ、４１ｂが絶縁膜３０を貫通しないように形成されている点が上記第１実施形態の半導体装置と異なる。本実施形態の半導体装置では、これらの相違点について主に説明する。
【００４９】
本実施形態の半導体装置におけるコイル５０は、図７に示すように、渦巻形状の部位と、渦巻形状から外れるように伸びつつ内側パッド部６０ａまたは外側パッド部６０ｂに接続される部位とにより構成されている。そして、内側パッド部６０ａが法線方向Ｙ１から見てコイル５０の内側の中心付近に設けられており、コイル５０のうち渦巻形状の部位と距離を隔てて配置されている。また、外側パッド部６０ｂが法線方向Ｙ１から見てコイル５０の外側であって、コイル５０の渦巻形状の部位から離れて配置されている。
【００５０】
内側パッド部６０ａおよび外側パッド部６０ｂは、コイル５０のうち渦巻形状の部位と最も近い位置であっても少なくとも３００μｍ以上離れて配置されていることが好ましい。内側パッド部６０ａ、６０ｂがコイル５０に電流を流した際に生じる磁束の一部を吸収してエネルギーを損失すること、すなわち渦電流損の発生を避けるためである。
【００５１】
具体的には、コイル５０に電流を印加すると、法線方向Ｙ１から見たときのコイル５０の内側と外側を通って、コイル５０の渦巻形状の部位を周回するような磁束が生じる。コイル５０付近に近い位置ほどこの磁束が強いため、パッド部６０ａ、６０ｂをコイル５０から遠い位置に配置することで、パッド部６０ａ、６０ｂがコイル５０から生じる磁束の一部を吸収する作用を低減できる。これにより、コイル５０から生じる磁束の損失を抑え、コイル５０の磁気特性を高めることができる。なお、シミュレーションによりコイル５０から生じる磁束の強さを算出したところ、コイル５０の渦巻形状の部位から３００μｍ以上離れた位置ではコイル５０の磁束の強さが大きく減衰する結果であった。すなわち、パッド部６０ａ、６０ｂをコイル５０のうち渦巻形状の部位から少なくとも３００μｍ離れた位置に配置することで、コイル５０から生じる磁束の一部をパッド部６０ａ、６０ｂが吸収する作用を大きく低減できることを意味する。
【００５２】
次に、堀４１ａ、４１ｂの深さについて、本実施形態では、これらの深さについては絶縁膜３０を貫通しないという点で同じであることから、ここでは堀４１ｂを例に図８を参照して説明する。上記のように、堀４１ｂの法線方向Ｙ１に沿った深さは、図８に示すように絶縁膜３０を貫通しない程度とされている。堀４１ｂの深さが絶縁膜３０を貫通しない程度であっても、上記第１実施形態と同様に磁性体材料２０ｃによる外側パッド部６０ｂの被覆を抑制することができる。これは堀４１ａについても同様である。
【００５３】
このとき、図８に示すように堀４１ｂの底面と絶縁膜３０の一面３０ｂとの距離をＤ１として、堀４１ｂの深さは、Ｄ１が少なくとも５０μｍ以上となる程度とすることが好ましい。パッド部６０ｂから生じる磁束を絶縁膜３０が妨げることにより、磁性体材料２０ｃによる外側パッド部６０ｂの被覆を抑制しつつ、コイル５０の磁気特性の低下を抑制できるためである。
【００５４】
具体的には、コイル５０に電流を流すと、コイル５０に接続されているパッド部６０ａ、６０ｂにも必然的に電流が流れるため、コイル５０のみならず、パッド部６０ａ、６０ｂにも磁束が生じる。ここで、堀４１ａ、４１ｂが絶縁膜３０を貫通するように形成され、かつ、堀４１ａ、４１ｂに磁性体材料２０ｃが入って第１の磁性体膜２０１と第２の磁性体膜２０２とが堀４１ａ、４１ｂ内で繋がった場合について考える。このような場合、パッド部６０ａ、６０ｂで発生する磁束が堀４１ａ、４１ｂを通り抜けてしまい、コイル５０から生じる磁束に対する反磁場が生じる。しかし、コイル５０で生じた磁束を妨げる働きをする反磁場が生じるのは、コイル５０の磁気特性を高める観点で好ましくない。
【００５５】
そこで、絶縁膜３０を貫通しないように堀４１ａ、４１ｂを形成し、堀４１ａ、４１ｂの底部に絶縁膜３０が残るようにする。これにより、パッド部６０ａ、６０ｂにより発生する磁束を絶縁膜３０により遮蔽でき、コイル５０から生じる磁束に対する反磁場が形成されることを抑制できる。なお、堀４１ａ、４１ｂの底部に残される絶縁膜３０の厚みについては任意であるが、５０μｍ程度の厚みがあれば、所望の磁気抵抗を得ることができる。
【００５６】
次に、堀４１ａ、４１ｂの形成位置について図９を参照して説明する。図９では、上記第１実施形態の半導体装置の製造方法で説明した図５（ｂ）に相当する第２の磁性体膜２０２を塗布で成膜する工程を示している。図９では、第２の磁性体膜２０２の塗布方向Ｙ２を矢印で示し、図５（ｂ）で示したマスク７０については省略している。
【００５７】
図９で示すように、堀４１ａ、４１ｂは、法線方向Ｙ１から見て直線状に伸びるように形成されている。また、例えばスクリーン印刷においては、第２の磁性体膜２０２を構成する磁性体材料２０ｃの溶液を図９では図示しないマスク７０上から基板１０の表面１０ａ側に送り出されるが、この溶液を送出する送出部を進行させる方向が塗布方向Ｙ２である。そして、直線状の堀４１ａ、４１ｂが、法線方向Ｙ１から見て塗布方向Ｙ２に対して垂直方向に伸びるように、基板１０が配置されている。
【００５８】
このように、直線状の堀４１ａ、４１ｂは、法線方向Ｙ１から見て塗布方向Ｙ２に対して垂直方向に伸びるように形成されることが好ましい。これは、例えばスクリーン印刷の際に磁性体材料２０ｃにかかるスクリーン印刷のスキージ圧が塗布方向Ｙ２に対して垂直方向にかかり、磁性体材料２０ｃが当該垂直方向に滲みやすいためである。つまり、磁性体材料２０ｃが滲みやすい当該垂直な方向に沿って伸びるように堀４１ａ、４１ｂが形成されていれば、第２の磁性体膜２０２を成膜する際に図６（ｂ）で示したのと同様に磁性体材料２０ｃが堀４１ａ、４１ｂへ流れ込む。これにより、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制できる。
【００５９】
また、第２の磁性体膜２０２の塗布の際において、少なくとも第２の磁性体膜２０２の塗布開始位置から内側パッド部６０ａとの間に直線状の堀４１ａが配置されるように、基板１０を配置することが好ましい。このような位置に堀４１ａが形成されていれば、磁性体材料２０ｃが滲んだ場合でも堀４１ａに流れ込み、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａの被覆を抑制できるためである。これは、堀４１ｂもついても同様である。
【００６０】
具体的には、例えばスクリーン印刷においては、磁性体材料２０ｃは、印刷マスクのメッシュからスキージにより押し出され、塗布方向Ｙ２に沿って流動する。言い換えると、スキージが内側パッド部６０ａを通過した後に塗布された磁性体材料２０ｃは、塗布方向Ｙ２に沿って流動するものの、塗布方向Ｙ２の反対方向には逆流しにくい。そのため、少なくとも堀４１ａが上記のように配置されていれば、絶縁膜３０の他面３０ａ上で滲んだ磁性体材料２０ｃが堀４１ａで受け止められるため、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａの被覆を抑制できる。これは、堀４１ｂについても同様である。
【００６１】
なお、塗布方向Ｙ２と平行な方向については、例えばスクリーン印刷の場合には、スクリーン印刷におけるスキージ圧がかからないため、磁性体材料２０ｃが滲みにくい。そのため、法線方向Ｙ１から見て塗布方向Ｙ２に対して垂直方向に直線状に伸びる堀４１ａ、４１ｂが少なくとも１つずつ形成されていればよい。このように直線状の堀４１ａ、４１ｂが塗布方向Ｙ２に対して垂直方向に伸びるように基板１０を配置することで、堀４１ａ、４１ｂをより小さく形成できるため、レーザー加工やＲＩＥによる堀４１ａ、４１ｂの形成工程を必要最小限に抑えることができる。これにより、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑えつつ、半導体装置の製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００６２】
なお、図１０に示すように、第２の磁性体膜２０２の塗布方向をＹ３のように変更した場合には、法線方向Ｙ１から見て塗布方向Ｙ３に対して垂直方向に伸びる直線状の堀４１ａ、４１ｂが配置されるように、基板１０を配置することが好ましい。このような場合、パッド部６０ａは、パッド部６０ａの外郭線の一部が法線方向Ｙ１から見て塗布方向Ｙ３に対して垂直方向に向くように形成されることがより好ましい。このような配置とすることで、堀４１ａ、４１ｂの形成を必要最小限に抑えることができるためである。
【００６３】
具体的には、法線方向Ｙ１から見て四角形状のパッド部６０ａの一方の対角線が直線状の堀４１ａに対して平行となる場合について検討する。このような場合において、磁性体材料２０ｃが滲んだとき、パッド部６０ａに向かう磁性体材料２０ｃをすべて受け止める幅、すなわち少なくともパッド部６０ａの角のうち対角線上の２つを結ぶ幅の堀４１ａが必要となる。これに対して、上記のような配置とすれば、少なくともパッド部６０ａの該外郭線の一辺と同じ幅の堀４１ａを形成すれば、磁性体材料２０ｃがパッド部６０ａの方向へ滲んでも、磁性体材料２０ｃが堀４１ａにすべて流れ込むこととなる。つまり、堀４１ａの長手方向の幅を最小限に抑えることができる。これは、堀４１ｂについても同様である。
【００６４】
このように、堀４１ａ、４１ｂが必要最小限の位置に形成される構造とすることにより、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制しつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する安価な半導体装置となる。また、パッド部６０ａ、６０ｂをコイル５０による磁気特性を考慮した配置とすることで、パッド部６０ａ、６０ｂによる磁気特性の低下を抑えたコイル構造を有する半導体装置となる。
【００６５】
（第２実施形態の変形例）
次に、第２実施形態の変形例について、図１１、図１２を参照して説明する。図１１では、図１と同様に、法線方向Ｙ１から見た際に、露出していない絶縁膜３０の一部を二点鎖線で示し、同様に露出していないコイル５０については、破線で示している。図１２では、図１１に示した上面レイアウト図において一点鎖線ＸＩＩ−ＸＩＩ面で半導体装置を切断した場合の断面を示している。
【００６６】
当該変形例の半導体装置は、図１１に示すように、法線方向Ｙ１から見て該塗布方向Ｙ４、Ｙ５に対して垂直方向に伸びる直線状の堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄが形成された構造である点で上記第２実施形態と異なる。また、当該変形例の半導体装置は、これらの堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄは、基板１０の表面１０ａに対して傾いたテーパ角が設けられた構造である点で上記第２実施形態と異なる。当該変形例では、これらの相違点を主に説明する。
【００６７】
第２の磁性体膜２０２の塗布において塗布方向Ｙ４、Ｙ５と複数ある場合、磁性体材料２０ｃが塗布により複数の方向に滲み得る。そこで、法線方向Ｙ１から見て第２の磁性体膜２０２を塗布する際における塗布方向Ｙ４、Ｙ５に対して垂直方向に複数の堀４１を形成する。そして、これらの複数の堀４１が塗布方向Ｙ４、Ｙ５に対して垂直方向となるように基板１０を配置して、第２の磁性体膜２０２を塗布する。これにより、上記第２実施形態で説明したのと同様に、必要最小限の堀４１の形成により、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制できる。
【００６８】
次に、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄのテーパ角について、堀４１ｂｃ、４１ｂｄを例に図１２を参照して説明する。
【００６９】
堀４１ｂｃ、４１ｂｄは、上記のように塗布方向Ｙ４、Ｙ５に対して垂直方向に配置されるように形成された結果、外側パッド部６０ｂを挟んで向き合うように形成されている。そして、それぞれ外側パッド部６０ｂの反対側の側壁が基板１０の表面１０ａに対して傾くテーパ角が設けられている。
【００７０】
具体的には、図１２に示すように堀４１ｂｃの側壁のうち外側パッド部６０ｂの反対側を側壁Ｋ１とし、外側パッド部６０ｂ側を側壁Ｋ２として、側壁Ｋ１が外側パッド部６０ｂの反対側に倒れ込むように基板１０の表面１０ａに対して傾くように形成されている。また、堀４１ｂｄの側壁のうち外側パッド部６０ｂの反対側の側壁をＫ４とし、外側パッド部６０ｂ側の側壁をＫ３として、側壁Ｋ４が外側パッド部６０ｂの反対側に倒れ込むように基板１０の表面１０ａに対して傾くように形成されている。
【００７１】
このように側壁Ｋ１、Ｋ４は、外側パッド部６０ｂの反対側に倒れ込むような傾斜、すなわち順テーパの傾斜とされていることが好ましい。側壁Ｋ１、Ｋ４が順テーパの傾斜となると、磁性体材料２０ｃが滲んだ際に、磁性体材料２０ｃが堀４１ｂｃまたは堀４１ｂｄへと流れ込みやすい形状となる。これにより、堀４１ｂｃまたは堀４１ｂｄに流れ込まずに、外側パッド部６０ｂへ回り込むような磁性体材料２０ｃの流れが生じることを防ぎ、磁性体材料２０ｃによる外側パッド部６０ｂの被覆を抑制できるためである。これは、堀４１ａｃ、４１ａｄについても同様である。
【００７２】
一方、側壁Ｋ２、Ｋ３は、基板１０の表面１０ａに対して垂直または外側パッド部６０ｂの反対側に倒れ込むような傾斜、すなわち逆テーパの傾斜とされていることが好ましい。外側パッド部６０ｂやコイル５０の一部が必要以上に露出することを防ぎつつ、法線方向Ｙから見て堀４１ｂｃ、４１ｂｄから外側パッド部６０ｂの露出部までの距離を稼ぐことで、磁性体材料２０ｃによる外側パッド部６０ｂの被覆を抑制できるためである。これは、堀４１ａｃ、４１ａｄについても同様である。
【００７３】
次に、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄの幅と絶縁膜３０のうちこれらの堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄと貫通孔４０との間の幅について説明する。
【００７４】
ここで、例えば堀４１ｂｄの幅とは、図１２に示すように、基板１０の表面１０ａに対して平行な方向における堀４１ｂｄの底面の幅Ｗ１（以下「堀幅Ｗ１」という。）をいう。また、絶縁膜３０のうち例えば堀４１ｂｃと貫通孔４０との間の幅とは、外側パッド部６０ｂの反対側の側壁Ｋ４と絶縁膜３０の側面３０ｃとの基板１０の表面１０ａに対して平行な方向における最短距離Ｗ２（以下「土手幅Ｗ２」という。）をいう。堀幅および土手幅については、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄのいずれも同様に考えることができることから、堀４１ｂｃ、４１ｂｄを主に説明する。
【００７５】
堀幅Ｗ１は、１００〜２００μｍ程度であることが好ましい。磁性体材料２０ｃとして磁性体粒子材料を含むものを用いた場合において、一般的に用いられる磁性体粒子の粒径が２００μｍ以下であることから、磁性体材料２０ｃが確実に流れ込めるようにするためである。なお、堀幅Ｗ１が２００μｍを超えるように堀４１ｂｄを形成しても、磁性体材料２０ｃによる外側パッド部６０ｂの被覆を抑制することができるが、必要以上に堀４１ｂｄを形成する意義が薄いため、堀幅Ｗ１は２００μｍ以下が好ましい。
【００７６】
土手幅Ｗ２は、１００〜２００μｍ程度であることが好ましい。例えばスクリーン印刷により、第２の磁性体膜２０２を塗布する場合において、マスク７０の位置決めが行いやすく、また、堀４１ｂｃ内に磁性体材料２０ｃが直接塗布されるのを防ぐためである。
【００７７】
具体的には、第２の磁性体膜２０２を塗布する場合、図１１に示す内側パッド部６０ａと堀４１ａｃ、４１ａｄとを含む領域Ｒ３および外側パッド部６０ｂと堀４１ｂｃ、４１ｂｄとを含む領域Ｒ４とは異なる領域に磁性体材料２０ｃを塗布する。このとき、マスク７０のうち絶縁膜３０を露出させる領域が領域Ｒ３、Ｒ４に重なるように配置し、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄ内に磁性体材料２０ｃが直接塗布されないようにする必要がある。つまり、土手幅Ｗ２が１００μｍ未満となるとマスク７０の位置合わせが困難になり、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄ内に磁性体材料２０ｃが直接塗布されるおそれがある。このような場合、滲んだ磁性体材料２０ｃが堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄを乗り越えて、パッド部６０ａ、６０ｂの露出部まで流れ込みかねない。一方で、土手幅Ｗ２が２００μｍを超えるように堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄが形成されてもこれらの堀に磁性体材料２０ｃが直接塗布されるのを抑制できるが、必要以上に土手幅Ｗ２を広くする意義が薄い。
【００７８】
このように、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄが必要最小限に形成される構造とすることにより、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆を抑制しつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する安価な半導体装置となる。また、堀４１ａｃ、４１ａｄ、４１ｂｃ、４１ｂｄの側壁にテーパ角を設けることで、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０ａ、６０ｂの被覆をより抑えつつ、コンタクトが安定したコイル構造を有する半導体装置となる。
【００７９】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００８０】
例えば、上記第１実施形態、第２実施形態で示した複数の堀４１の形成例の他に、図１３〜図１５のように堀４１を形成することもできる。図１３〜図１５では、パッド部６０を囲むように複数の堀４１を形成した場合において、法線方向Ｙ１から見て絶縁膜３０が露出する領域Ｒ５の上面レイアウトを示している。また、図１３〜図１５では、法線方向Ｙ１から見て露出していないコイル５０については破線で示している。なお、ここでのパッド部６０とは、内側パッド部６０ａまたは外側パッド部６０ｂを指し、堀４１とはパッド部６０を囲うように形成される堀を指す。
【００８１】
（１）図１３に示すように、例えばパッド部６０を囲むように複数の堀４１１、４１２、４１３を形成してもよい。この場合、パッド部６０に近い堀ほど幅を広くすることが好ましい。粒径が異なる磁性体粒子を含む材料を磁性体材料２０ｃとして用いる場合に、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０の被覆を抑制しつつ、パッド部６０から生じる磁束の発生を抑制してコイル５０の磁気特性を高めることができるためである。
【００８２】
具体的には、パッド部６０で生じる磁束については、パッド部６０に近いほど高く、これを遮蔽することが好ましい。また、粒径の大きい磁性体粒子ほど複素透磁率が高く、複素透磁率が高いほど磁束をシールドする効果が高い。そのため、パッド部６０に近い位置ほど粒径の大きい磁性体粒子を配置したほうが、パッド部６０で生じる磁束を効果的に遮蔽できる。
【００８３】
つまり、図１３で示した複数の堀４１１、４１２、４１３の堀幅については、最もパッド部６０から遠い堀４１１、堀４１１の次にパッド部６０から遠い堀４１２、パッド部６０に最も近い堀４１３の順に広くすればよい。例えば、堀４１１の堀幅を１０μｍ程度、堀４１２の堀幅を５０〜６０μｍ程度、堀４１３の堀幅を１００〜２００μｍ程度とすることなどが考えられる。
【００８４】
なお、パッド部６０の周囲に複数の堀４１が３つ形成された例を挙げたが、これに限られず、２つ形成されたものであってもよいし、４つ以上形成されたものであってもよい。
【００８５】
（２）図１３に示すように、１つの堀４１がパッド部６０を囲むような形状としてもよいが、図１４に示すように、パッド部６０が複数の堀４１によって囲まれるような構造としてもよい。これにより、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０の被覆を抑制しつつ、パッド部６０で生じる磁束を効果的に遮蔽できるためである。
【００８６】
具体的には、法線方向Ｙ１から見て１つの堀４１がパッド部６０を囲むように形成され、基板１０の表面１０ａに対して平行な平面上で繋がっていると、磁性体材料２０ｃが堀４１に流れ込んだ場合に磁路が形成される。この磁路では、パッド部６０で生じる磁束が遮蔽されるものの、電磁誘導により当該磁路内で誘導電流が流れると、さらに別の磁束が生じることとなる。このような磁束が生じると、コイル５０の磁気特性を低下させる要因となりうることから、パッド部６０を部分的に囲む堀４１内に広い面積を有する磁路が形成されるのを防ぐことが好ましい。したがって、図１４に示すように、細かく分断された複数の堀４１がパッド部６０を囲うような構造とすると余計な磁路が形成されないことから、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０の被覆を抑制しつつ、コイル５０の磁気特性の高い半導体装置となる。
【００８７】
なお、図１４では、法線方向Ｙ１から見て堀４１が円形状となる例を示しているが、四角形状、多角形状、楕円状などの形状としてもよく、他の形状とすることもできるが、角のない形状とすることが絶縁膜３０の応力緩和の観点から好ましい。これは、上記第１実施形態、第２実施形態などで示した堀４１についても同様である。
【００８８】
（３）図１４の配置の変形例として、図１５に示すようにパッド部６０を囲みつつ、パッド部６０を中心として放射状に広がるように複数の堀４１が形成された構造としてもよい。この場合においても、図１３で説明したのと同様の理由により、パッド部６０に近い堀４１ほど堀幅を広くすることが好ましい。また、図１４での説明と同様の理由により、磁路が形成されないことから、パッド部６０で生じる磁束の遮蔽効果を高めることができる。よって、このような構造とすることで、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０の被覆を抑制しつつ、コイル５０の磁気特性の高い半導体装置となる。
【００８９】
（４）磁性体材料２０ｃの塗布方法として、スクリーン印刷を挙げたが、これに限られず、ディスペンサー、インクジェットなどの方法であってもよく、他の塗布方法であってもよい。なお、磁性体材料２０ｃの塗布方法として何を選択しても、磁性体材料２０ｃが滲みやすい方向とパッド部６０との間に堀４１を１つまたは複数設ければよい。また、第２の磁性体膜２０２をスクリーン印刷により塗布する場合には、印刷マスクの位置合わせを考慮して、堀４１に嵌まるような形状に加工した印刷マスクを用いてもよい。
【００９０】
（５）絶縁膜３０の他面３０ａのうち第２の磁性体膜２０２の塗布領域から囲まれている領域については、堀４１を形成することに加えて、例えばレーザー加工によって表面を粗くしたり、単分子膜を形成したりすることにより撥水処理がされていてもよい。これにより、磁性体材料２０ｃが絶縁膜３０の他面３０ａ上で滲みにくくなり、磁性体材料２０ｃによるパッド部６０の被覆をより抑制できる構造を有する半導体装置となるからである。
【００９１】
（６）上記第１実施形態、第２実施形態の半導体装置では、トランスとして機能させるコイル５０の構造例を示したが、コイル５０をインダクタとして機能させる構造としてもよい。具体的には、コイル５０のうち第２層平面コイル５０ｂを第１層平面コイル５０ａの逆巻きとして、これらが接続された構造としてもよい。
【００９２】
また、このようにコイル５０をインダクタとして機能させる構造とする場合には、法線方向Ｙ１から見てパッド６０とコイル５０とが接続される方向に堀４１を形成してもよい。この場合、コイル５０をトランスとして機能させる場合とは異なり、そもそも第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂとが電気的に接続された構造であるためである。
【００９３】
このように、インダクタとして機能させたい場合やトランスとして機能させたい場合などの製品等の仕様に応じて、コイル５０の構造を適宜変更することができる。
【００９４】
（７）コイル５０の巻き数については、上記第１実施形態、第２実施形態では第１層平面コイル５０ａと第２層平面コイル５０ｂとがそれぞれ２巻きの例を挙げたが、これに限られず、巻き数を半導体装置の仕様等に合わせて適宜増減させてもよい。また、コイル５０の形状については、上記第１実施形態、第２実施形態では複数の長方形状を延設してつなげた渦巻形状の例を挙げたが、角が出来ないように接続された形状であってもよく、適宜他の形状とすることができる。
【００９５】
（８）パッド部６０の配置については、上記第１実施形態、第２実施形態で示した例に限らず、適宜、他の配置としてもよい。パッド部６０ａ、６０ｂがコイル５０の螺旋形状の部位から少なくとも３００μｍ以上離して配置される場合には、パッド部６０ａ、６０ｂの配置には特に制限はなく、どの位置に配置してもよい。例えば、法線方向Ｙ１から見て内側パッド部６０ａをコイル５０の内側中心付近に配置しつつ、外側パッド部６０ｂをコイル５０の渦巻形状の部位に沿って配置することなどが考えられる。
【００９６】
（９）上記第１実施形態、第２実施形態の半導体装置では、内側パッド部６０ａと外側パッド部６０ｂとを有する構造を例として挙げた。しかし、上記（４）の例のように、コイル５０をインダクタとして機能させる構造とする場合には、法線方向Ｙ１から見て２つのパッド部６０をコイル５０の内側と外側にそれぞれ配置しなくてもよく、２つともパッド部６０をコイル５０の外側に配置してもよい。
【００９７】
（１０）上記第１実施形態では、複数の堀４１のすべてが、絶縁膜３０を貫通するように形成された例を挙げたが、絶縁膜３０を貫通しないように複数の堀４１が形成されていてもよい。また、絶縁膜３０を貫通するように形成された堀４１と絶縁膜３０を貫通しないように形成された堀４１とが混在していてもよい。さらに、複数の堀４１の内部に磁性体膜材料２０ｃが入り込んでいてもよい。また、上記第２実施形態の変形例で示したのと同様に、複数の堀４１の一部または全部にテーパ角が設けられていてもよい。これは、上記第２実施形態および他の実施形態（１）ないし（３）についても同様である。
【００９８】
（１１）上記第１実施形態、第２実施形態等では、コイル５０が絶縁膜３０から露出しないように形成した例を挙げたが、磁性体膜２０の絶縁性を確保できる場合には、コイル５０が絶縁膜３０から露出するような堀４１が形成されていてもよい。具体的には、堀４１が磁性体材料２０ｃを絶縁性の樹脂などをコンポジットした材料とすることで、磁性体膜２０の絶縁性が確保できる場合には、絶縁膜３０の他面３０ａからコイル５０が露出するような堀４１が形成されていてもよい。このような場合には、パッド部６０をすべて包囲するように堀４１が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０  基板
２０  磁性体膜
３０  絶縁膜
４０  貫通孔
４１  堀
５０  コイル
６０  パッド部
７０  マスク
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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