(57)【要約】【課題】パッド部近傍における応力に起因する絶縁膜のクラックが抑制された磁気素子、半導体装置および半導体装置の製造方法を実現する。【解決手段】第１磁性体２、コイル層３、第２磁性体４がこの順に積層され、コイル層３が絶縁膜３１と、該絶縁膜内に配置された、コイル３２及びダミー配線３３とを有する磁気素子にて、積層方向から見て、絶縁膜３１のうちコイル３２に形成され、絶縁膜３１及び第２磁性体４から露出したパッド部３２１ａ、３２２ａに隣接する領域をパッド部隣接領域として、コイル３２から電気的に分離したダミー配線３３を、パッド部隣接領域内で該パッド部と該絶縁膜の一部を隔てて配置する。これにより、パッド部隣接領域での応力集中が緩和され、該応力に起因する絶縁膜３１のクラックが抑制された磁気素子となり、基板１の一面１ａ上に磁気素子を配置すれば半導体装置となる。ダミー配線３３は、コイル３２と同時に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁性体（２）と、
絶縁膜（３１）、前記絶縁膜内に配置された、コイル（３２）およびダミー配線（３３）を有してなるコイル層（３）と、
前記絶縁膜上に配置された第２磁性体（４）と、を備え、
前記第１磁性体の表面上には、前記コイル層、前記第２磁性体がこの順に積層されており、
前記コイルは、延設された方向における一端に少なくとも一部が前記絶縁膜および前記第２磁性体から露出したパッド部（３２ａ）を有し、
前記絶縁膜のうち前記表面に対する法線方向から見て前記パッド部に隣接する領域をパッド部隣接領域として、前記ダミー配線は、前記パッド部隣接領域内において前記パッド部と前記絶縁膜の一部を隔てて配置されると共に、前記コイルから電気的に分離している磁気素子。
【請求項２】
一面（１ａ）を有する基板（１）と、
第１磁性体（２）と、
絶縁膜（３１）、前記絶縁膜内に配置された、コイル（３２）およびダミー配線（３３）を有してなるコイル層（３）と、
前記絶縁膜上に配置された第２磁性体（４）と、を備え、
前記基板の前記一面上には、前記第１磁性体、前記コイル層および前記第２磁性体がこの順に積層されており、
前記コイルは、延設された方向における一端に少なくとも一部が前記絶縁膜および前記第２磁性体から露出したパッド部（３２ａ）を有し、
前記絶縁膜のうち前記一面に対する法線方向から見て前記パッド部に隣接する領域をパッド部隣接領域として、前記ダミー配線は、前記パッド部隣接領域内において前記パッド部と前記絶縁膜の一部を隔てて配置されると共に、前記コイルから電気的に分離している半導体装置。
【請求項３】
前記ダミー配線は、前記法線方向から見て、前記パッド部を囲む配置とされている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ダミー配線は、複数形成されており、
前記パッド部は、前記法線方向から見て、複数の前記ダミー配線によって囲まれている請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記コイルのうち前記パッド部との接続部分は、湾曲した形状とされている請求項２ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ダミー配線は、前記法線方向から見たときの最大幅が５０μｍ以下とされている請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記基板を用意することと、
前記第１磁性体を前記一面上に形成することと、
前記コイル層を前記第１磁性体上に形成することと、
前記パッド部を前記絶縁膜から露出させることと、
前記第２磁性体を前記コイル層上に形成することと、を含み、
前記コイル層を形成することにおいては、前記ダミー配線は、前記コイルと同時に形成する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、コイル形成領域を備える磁気素子、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の発明は、半導体基板と、第１磁性体と、絶縁膜および該絶縁膜内に配置されるコイルによりなるコイル層と、第２磁性体とを有し、これらがこの順に積層されたコイル形成領域を備える。
【０００３】
このコイル形成領域をトランスとして機能させる場合には、この半導体装置は、例えば、絶縁膜を介して積層され、パッド部を備える渦巻き状の２つの平面コイルを有し、これらが上面視にて一部を除いて重なるように配置された構成とされる。そして、パッド部は、上面視にて、絶縁膜および第２磁性体から露出し、コイル形成領域の外部の電源等に接続され、平面コイルのうち最内周側の一端側に形成されている。言い換えると、絶縁膜のうちコイルのパッド上の部分には、該パッド部の少なくとも一部を露出させる開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の半導体装置では、コイル層は、コイルと絶縁膜とが交互に積層された構成とされる。コイル層におけるこの積層数が増えると、必然的に複数の絶縁膜で構成される絶縁膜の積層方向における厚み、すなわち膜厚が厚くなり、絶縁膜における応力が大きくなる。
【０００６】
しかしながら、このように絶縁膜の厚みが厚くされた場合、絶縁膜のうち開口部付近に応力が集中してしまい、冷熱サイクルなどの環境に晒されるとクラックが生じてしまう。特許文献１に記載の発明は、絶縁膜のうち開口部付近の応力集中の緩和には対応していない構造である。
【０００７】
一方、絶縁膜における上記の応力集中を緩和するために、絶縁膜を構成する材料を低応力の絶縁性材料を用いることが考えられる。しかしながら、この場合、材料の制約や低応力の絶縁性材料に起因する半導体装置の製造プロセスにおける温度制約などが生じ、半導体装置の設計自由度が小さくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、絶縁膜のうちコイルのパッド部付近の応力集中を緩和し、クラックが抑制された磁気素子、半導体装置および半導体装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の磁気素子は、第１磁性体（２）と、絶縁膜（３１）、絶縁膜内に配置された、コイル（３２）およびダミー配線（３３）を有してなるコイル層（３）と、絶縁膜上に配置された第２磁性体（４）と、を備える。このような構成において、第１磁性体の表面上には、コイル層、第２磁性体がこの順に積層されており、コイルは、延設された方向における一端に少なくとも一部が絶縁膜および第２磁性体から露出したパッド部（３２ａ）を有し、絶縁膜のうち表面に対する法線方向から見てパッド部に隣接する領域をパッド部隣接領域として、ダミー配線は、パッド部隣接領域内においてパッド部と絶縁膜の一部を隔てて配置されると共に、コイルから電気的に分離している。
【００１０】
これにより、ダミー配線がパッド部を囲むように配置されることで、絶縁膜のうち応力が集中しやすいパッド部近傍における絶縁膜を構成する絶縁性材料の量が、ダミー配線を設けない場合に比べて相対的に減った構造の磁気素子となる。そのため、絶縁性材料の量が減ることで絶縁膜のうちパッド部近傍の応力が緩和され、絶縁膜にパッド部近傍の応力に起因するクラックが生じることが抑制された磁気素子となる。
【００１１】
請求項２に記載の半導体装置は、一面（１ａ）を有する基板（１）と、第１磁性体（２）と、絶縁膜（３１）、絶縁膜内に配置された、コイル（３２）およびダミー配線（３３）を有してなるコイル層（３）と、絶縁膜上に配置された第２磁性体（４）と、を備える。このような構成において、基板の一面上には、第１磁性体、コイル層および第２磁性体がこの順に積層されており、コイルは、延設された方向における一端に少なくとも一部が絶縁膜および第２磁性体から露出したパッド部（３２１ａ、３２２ａ）を有し、絶縁膜のうち一面に対する法線方向から見てパッド部に隣接する領域をパッド部隣接領域として、ダミー配線は、パッド部隣接領域内においてパッド部と絶縁膜の一部を隔てて配置されると共に、コイルから電気的に分離している。
【００１２】
これにより、請求項１に記載の磁気素子と同様に、絶縁性材料の量が減ることで絶縁膜のうちパッド部近傍の応力が緩和され、絶縁膜にパッド部近傍の応力に起因するクラックが生じることが抑制された半導体装置となる。
【００１３】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、請求項２ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、基板を用意することと、第１磁性体を一面上に形成することと、コイル層を第１磁性体上に形成することと、パッド部を絶縁膜から露出させることと、第２磁性体をコイル層上に形成することと、を含み、コイル層を形成することにおいては、ダミー配線は、コイルと同時に形成する。
【００１４】
これにより、ダミー配線とコイルとを同時に形成することで、別途ダミー配線を形成する工程を増やすことなく、簡便に絶縁膜にパッド部近傍の応力に起因するクラックが生じることが抑制された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のうちコイル形成領域を示す平面レイアウト図である。
【図２】図１中に示すII-II間の断面を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）はその各工程を示す概略断面図である。
【図４】図３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り、（ａ）〜（ｄ）はその各工程を示す概略断面図である。
【図５】従来の半導体装置におけるパッド部近傍の断面およびクラックの発生を示す拡大断面図である。
【図６】図２中に示す二点鎖線の領域を拡大したものを示す拡大断面図である。
【図７】銅における表皮深さと交流電流の周波数との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態の半導体装置の変形例におけるダミー配線の配置を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ想定される平面レイアウトを示す図である。
【図９】第２実施形態の半導体装置におけるダミー配線の配置を示す平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におけるダミー配線の配置を示す図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ想定される平面レイアウトを示す図である。
【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実施形態の半導体装置について、図１〜図５を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、例えば、自動車などの車両に取り付けられる各種装置を制御する半導体装置などに適用される。
【００１９】
図１では、コイル形成領域の外郭を二点鎖線で示すと共に、後述する一次コイル３２１および二次コイル３２２により構成されたコイル３２の配置を分かり易くするため、一次コイル３２１および二次コイル３２２の一部を省略している。図２〜図５では、構成を分かり易くするため、各構成要素の厚みや幅などをデフォルメしたものを示している。
【００２０】
本実施形態の半導体装置は、図１または図２に示すように、基板１と、第１磁性体２と、絶縁膜３１、コイル３２およびダミー配線３３によりなるコイル層３と、第２磁性体４とを有するコイル形成領域を備える。本実施形態の半導体装置は、図２に示すように、半導体基板１、第１磁性体２、コイル層３および第２磁性体４がこの順に積層された構成とされている。
【００２１】
基板１は、例えば、図２に示すように、一面１ａを有する矩形板状とされ、例えばＳｉなどの半導体材料が用いられる。基板１の一面１ａ上には、第１磁性体２が設けられている。なお、基板１は、板状であれば、円形板状、楕円形板状などであってもよく、他の形状であってもよい。
【００２２】
第１磁性体２は、図２に示すように、基板１の一面１ａ上に形成され、例えば、ニッケル、マンガン亜鉛、フェライト系などの磁性体材料により構成される。第１磁性体２は、例えば、スクリーン印刷法やグリーンシート法などの任意の方法により形成される。
【００２３】
なお、第１磁性体２は、基板１の一面１ａ上に磁性体材料を含む材料が塗布され、乾燥されることで直接形成されてもよいし、グリーンシート法などで別途の支持基板上に形成されたものが基板１に貼り付けられて形成されてもよい。後者の場合には、第１磁性体２は、図示しない任意の有機系の粘着性材料によりなる粘着層を介して基板１上に配置される。
【００２４】
コイル層３は、図２に示すように、第１磁性体２上に配置され、絶縁膜３１と、絶縁膜３１内に形成された、コイル３２およびダミー配線３３と、を有してなる。
【００２５】
絶縁膜３１は、本実施形態では、図２に示すように、第１絶縁層３１１、第２絶縁層３１２、第３絶縁層３１３がこの順に第１磁性体２上に積層されてなる。絶縁膜３１は、絶縁性材料、例えば、Ａｌ２Ｏ３などの無機材料またはポリイミドやポリエーテルサルホン等の樹脂材料などにより構成される。絶縁膜３１は、例えば、無機材料で構成される場合には、プラズマＣＶＤ（chemical vapor depositionの略）やスパッタリングなどの真空成膜法により形成され、樹脂材料で構成される場合には、スピンコート法やスリットコート法などの湿式成膜法により形成される。
【００２６】
コイル３２は、本実施形態では、例えば、図１または図２に示すように、第１磁性体２側に第１絶縁層３１１を介して配置された一次コイル３２１と、第２絶縁層３１２を介して第２磁性体４側に配置された二次コイル３２２とを有してなる。コイル３２は、銅、金、アルミニウム等の金属材料で構成され、電解メッキなどにより形成される。コイル３２は、一次コイル３２１と二次コイル３２２とが基板１の一面１ａに対する法線方向（以下「一面法線方向」という）から見て、後述するパッド部３２１ａ、３２２ａなどの一部を除き、重なるように配置された構成とされている。
【００２７】
一次コイル３２１および二次コイル３２２は、図１に示すように、例えば渦巻状の平面コイルとされ、第２絶縁層３１２を介して積層され、互いに電気的に独立している。一次コイル３２１は、本実施形態では、図１に示すように、一面法線方向から見て、延設方向における少なくとも一端に、図示しない外部の電源等と電気的に接続するためのパッド部３２１ａが形成されている。二次コイル３２２は、本実施形態では、一面法線方向から見て、延設方向における少なくとも一端に、図示しない外部の電源等と電気的に接続するためのパッド部３２２ａが形成されている。
【００２８】
なお、コイル３２は、本実施形態では、図１に示すように、一面法線方向から見て、四角を描くように巻回された渦巻形状とされているが、渦巻状であればよく、円を描くように巻回された渦巻形状とされてもよいし、他の渦巻形状とされてもよい。
【００２９】
パッド部３２１ａ、３２２ａは、本実施形態では、四角形板状とされ、図２に示すように、第２磁性体４側において、その少なくとも一部が絶縁膜３１および第２磁性体４から露出している。パッド部３２１ａ、３２２ａは、図１に示すように、一面法線方向から見て、ダミー配線３３によりその一部が囲まれている。
【００３０】
なお、パッド部３２１ａは、一次コイル３２１の一端および他端の両端に形成されてもよい。パッド部３２２ａも同様である。また、パッド部３２１ａ、３２２ａは、円形板状とされてもよく、他の任意の形状とされてもよい。
【００３１】
ダミー配線３３は、例えば、図１に示すように、一面法線方向から見て、パッド部３２１ａ、３２２ａの一部を囲むように配置され、コイル３２と同じ材料で構成され、電解メッキ法により形成される。ダミー配線３３は、絶縁膜３１のうちパッド部３２１ａ、３２２ａの近傍の絶縁性材料の量を減らすために配置される部材であり、コイル３２の電気特性もしくは磁気特性に影響を与えないようにするため、コイル３２と電気的に分離している。ダミー配線３３は、コイル３２の電気特性もしくは磁気特性への干渉抑制の観点から、コイル３２のみでなく、図示しない外部の電源等の回路配線等から電気的に分離し、電気回路として用いられないことが好ましい。ダミー配線３３の配置やその効果については、後述する。
【００３２】
つまり、コイル層３は、本実施形態では、絶縁膜３１内に配置されたコイル３２が、全体としてトランスとして機能する構成とされると共に、一面法線方向から見て、パッド部３２１ａ、３２２ａを囲むダミー配線３３が絶縁膜３１内に配置された構成とされている。
【００３３】
第２磁性体４は、コイル層３上に配置され、例えば、第１磁性体２と同様に板状とされ、ニッケル、マンガン亜鉛、フェライト系などの磁性体材料により構成されている。第２磁性体４は、第１磁性体２と同様に、例えばスクリーン印刷法やグリーンシート法などにより形成されるが、絶縁膜３１上に直接形成されてもよいし、別途の支持基板に形成された後に絶縁膜３１上に貼り付けられることで形成されてもよい。第２磁性体４は、貼り付けによって形成される場合には、図示しない任意の接着層を介して絶縁膜３１上に配置される。
【００３４】
以上が、本実施形態の半導体装置の構成である。
【００３５】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法の一例について、図３、図４を参照して説明する。なお、本実施形態の半導体装置の製造方法については、コイル３２とダミー配線３３とを同時に形成する点を除いて、任意の半導体プロセスを採用できるため、ここでは、簡単に説明する。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、例えば、一面１ａを有するシリコンによりなる基板１を用意し、図３（ｂ）に示すように、例えば、スクリーン印刷法などにより磁性体材料を含む材料を塗布して乾燥することで、一面１ａ上に第１磁性体２を形成する。
【００３７】
続いて、図３（ｃ）に示すように、例えば、ポリイミド樹脂などの絶縁性のある樹脂材料を溶かした溶液をスピンコート法などの湿式成膜により、第１磁性体２上に塗布し、乾燥することで、第１絶縁層３１１を形成する。また、Ａｌ２Ｏ３などの無機材料を用いる場合には、第１磁性体２上にプラズマＣＶＤやスパッタリングにより、第１絶縁層３１１を形成する。
【００３８】
その後、図３（ｄ）に示すように、パッド部３２１ａを備える一次コイル３２１、およびダミー配線３３を、例えば電解メッキ法により第１絶縁層３１１上に形成する。具体的には、例えば、Ｔｉ／Ｃｕなどによる図示しないシード層をスパッタリングなどにより形成し、シード層上に感光性樹脂材料によりなるレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成後、図示しないマスクを用いて、レジスト膜をフォトリソグラフィエッチング法により所定のパターン形状とし、一次コイル３２１およびダミー配線３３を形成する領域のシード層をレジスト膜から露出させる。そして、メッキ液に浸漬して電界を印加することで、Ｃｕによりなる一次コイル３２１およびダミー配線３３が形成される。続けて、レジスト膜をレジスト剥離液により除去し、レジスト膜の除去により露出したシード層をエッチングにより除去することで、図３（ｄ）に示すように、所定のパターン形状とされた一次コイル３２１およびダミー配線３３が形成される。
【００３９】
そして、図３（ｅ）に示すように、第１絶縁層３１１およびその上に形成された一次コイル３２１およびダミー配線３３を覆う第２絶縁層３１２を、例えば第１絶縁層３１１と同様の手順で形成する。次に、図４（ａ）に示すように、第２絶縁層３１２上にパッド部３２２ａを備える二次コイル３２２、およびダミー配線３３を、例えば一次コイル３２１およびダミー配線３３と同様の手順で形成する。そして、図４（ｂ）に示すように、第２絶縁層３１２、二次コイル３２２およびダミー配線３３を覆う第３絶縁層３１３を、例えば第１絶縁層３１１と同様の手順で形成する。これにより、絶縁層３１１、３１２、３１３が積層されてなる絶縁膜３１と、絶縁膜３１内に配置される、コイル３２およびダミー配線３３と、を備えるコイル層３が形成される。
【００４０】
続いて、図４（ｃ）に示すように、絶縁膜３１のうちパッド部３２１ａ、３２２ａを覆う部分を、例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングやレーザー光照射などの方法により除去して開口部３１ａを形成する。
【００４１】
その後、図４（ｄ）に示すように、例えば、第１磁性体２と同様の手順で、絶縁膜３１上に所定のパターン形状とされた第２磁性体４を形成する。なお、所定のパターン形状については、例えば、スクリーン印刷法やグリーンシート法の場合には所定のパターン形状とされたマスクを用いることで形成される。
【００４２】
以上の工程により、本実施形態の半導体装置を製造することができる。なお、上記した製造方法は、一例であり、上記の方法に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。例えば、絶縁膜３１にパッド部３２１ａ、３２２ａを露出させる開口部３１ａは、第２磁性体４を形成した後に形成されてもよい。
【００４３】
次に、ダミー配線３３の配置およびその効果について、図１、図５、図６を参照して説明する。図５は、ダミー配線３３を有しないコイル形成領域を備える従来の半導体装置（以下、単に「従来の半導体装置」という）における図６に示した領域に相当する領域の断面図である。
【００４４】
ダミー配線３３は、図１に示すように、一面法線方向から見て、絶縁膜３１のうちコイル３２のパッド部３２１ａ、３２２ａに隣接する領域をパッド部隣接領域として、パッド部隣接領域に配置される。具体的には、ダミー配線３３は、図１に示すように、一面法線方向から見て、パッド部隣接領域内においてパッド部３２１ａもしくはパッド部３２２ａと絶縁膜３１の一部を隔てて配置される。ダミー配線３３は、図１に示すように、コイル３２から電気的に分離しつつ、パッド部３２１ａもしくはパッド部３２２ａを囲むように配置されることが好ましい。
【００４５】
ダミー配線３３をパッド部隣接領域に配置する理由は、絶縁膜３１のうちパッド部３２１ａ、３２２ａ近傍、すなわち開口部３１ａ近傍における応力を緩和し、この応力に起因するクラックを抑制するためである。
【００４６】
従来の半導体装置では、一面法線方向から見て、二次コイル３２２の最内周側の一端に形成されたパッド部３２２ａは、例えば、図５に示すように、絶縁膜３１に開口部３１ａが形成されることで、その一部が絶縁膜３１から露出している。そして、従来の半導体装置では、絶縁膜３１のパッド部隣接領域のうち一面法線方向から見て二次コイル３２２の最内周よりも内側の領域内は、特に何も形成されないため、図５に示すように、主として絶縁性材料が配置される。
【００４７】
ここで、絶縁膜３１では、これを構成する絶縁性材料に起因する応力がその内部に生じるが、特に絶縁性材料が除去された部分である開口部３１ａの近傍領域に応力が集中する。そして、コイル層３のうち絶縁膜３１とコイル３２との界面領域には、構成する材料の線膨張係数差に起因する内部応力が生じる。
【００４８】
本発明者らの試作検討の結果、従来の半導体装置では、冷熱サイクル試験などの環境に晒されると、開口部３１ａの近傍領域であって、絶縁膜３１とパッド部３２２ａとの界面領域に、図５に示すように、クラックＸが生じることが判明した。本発明者らは、鋭意検討により、絶縁膜３１のうち応力が集中しやすい開口部３１ａ近傍、すなわちパッド部隣接領域における絶縁性材料の量を減らすことで応力が緩和され、図５に示すようなクラックＸが抑制されることを見出した。
【００４９】
具体的には、図６に示すように、パッド部隣接領域のうちコイル３２（図６の場合、二次コイル３２２）が形成されていない領域にコイル３２から電気的に分離したダミー配線３３を配置し、パッド部隣接領域での絶縁性材料の量が相対的に減少した構造とする。これにより、ダミー配線３３が配置された分だけパッド部隣接領域における絶縁性材料の量が減少し、パッド部隣接領域に生じる内部応力が緩和され、クラックが抑制された半導体装置となる。
【００５０】
なお、上記の説明では、二次コイル３２２のパッド部３２２ａについて述べたが、一次コイル３２１のパッド部３２１ａについても同様に、ダミー配線３３をパッド部隣接領域に配置することでクラック抑制の効果が得られることは言うまでもない。また、一面法線方向から見て、コイル３２の最内周側におけるパッド部３２１ａ、３２２ａだけでなく、最外周側のパッド部３２１ａ、３２２ａの近傍にダミー配線３３が配置される場合も同様の効果が得られる。さらに、冷熱サイクル試験とは、例えば、半導体装置を１５０℃に加熱して５分間保持する加熱した後、該半導体装置を−４０℃に冷却して５分間保持する冷熱工程を任意の回数だけ繰り返す試験である。
【００５１】
また、ここでいうパッド部隣接領域とは、絶縁膜３１の開口部３１ａ近傍の応力が緩和できる程度にパッド部３２１ａもしくはパッド部３２２ａから近く、かつダミー配線３３とコイル３２との電気的絶縁が確保できる程度の距離が確保される領域を意味する。このため、パッド部隣接領域は、絶縁膜３１を構成する絶縁性材料により変わるため、その寸法等については任意である。
【００５２】
次に、ダミー配線３３の好ましい配線幅について説明する。
【００５３】
ダミー配線３３は、その材質およびコイル３２の交流電流に伴う磁束によってダミー配線３３に生じ得る渦電流の周波数（単位：Ｈｚ）に応じて、一面法線方向から見たときの最大幅（単位：μｍ）が適宜調整されることが好ましい。これは、コイル３２に交流電流が流れる際に、ダミー配線３３に渦電流が生じることに伴うコイル３２の電気特性や磁気特性への影響（干渉）を抑制するためである。
【００５４】
ここで、導体に交流電流が流れる場合、当該導体の表面ではその電流密度が高くなり、その表面から離れるほど電流密度が低くなる表皮効果が生じることが知られている。この導体内における電流が、導体表面の電流の１／ｅ、すなわち約０．３７倍となる表皮深さｄは、下記の（１）式で算出される。
【００５５】
ｄ＝（２ρ／ωμ）０．５・・・（１）
なお、（１）式では、ρが導体の電気抵抗率であり、ωが電流の角周波数であり、μが導体の絶対透磁率である。（１）式により導体が銅の場合における交流電流の周波数（単位：ＭＨｚ）と表皮深さ（単位：μｍ）との関係を導くと、図７に示すグラフが得られる。例えば、交流電流の周波数が１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、３ＭＨｚ、４ＭＨｚの場合における表皮深さは、それぞれ約７０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍである。
【００５６】
ここで、例えば、ダミー配線３３を銅で構成する場合において２ＭＨｚの交流電流を流そうとするときについて検討すると、ダミー配線３３の表皮深さは約５０μｍとなる。このとき、ダミー配線３３がこの表皮深さよりも最大幅が小さい場合、ダミー配線３３の内部の磁気抵抗によりダミー配線３３に電流が生じなくなり、渦電流が生じない状態となる。言い換えると、ダミー配線３３の最大幅を表皮深さ以下とすることにより、ダミー配線３３での渦電流の発生およびこれによるコイル３２への干渉を抑制することができる。この場合、ダミー配線３３は、一面法線方向から見て最大幅が５０μｍ以下とされることが好ましい。このように、ダミー配線３３は、その最大幅を表皮深さ以下となるように適宜調整されることが好ましい。
【００５７】
本実施形態によれば、絶縁膜３１のうちコイル３２のパッド部３２１ａ、３２２ａに隣接する領域における応力が緩和され、この応力に起因するクラックが抑制された半導体装置となる。
【００５８】
また、ダミー配線３３をコイル３２の形成と同時に行うことで、別途ダミー配線３３を形成する別工程を設ける必要がなくなり、従来の半導体装置の製造方法と同じ工程数で、パッド部隣接領域における絶縁膜３１のクラックが抑制された半導体装置を製造できる。
【００５９】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の半導体装置の変形例について、図８を参照して説明する。図８では、図１中に示す破線領域におけるダミー配線３３の配置を示している。以降の説明の簡略化のため、一次コイル３２１および二次コイル３２２を「コイル３２」と総称し、パッド部３２１ａ、３２２ａを「パッド部３２ａ」と総称する。
【００６０】
本変形例の半導体装置は、上記第１実施形態に対して、パッド部３２ａに対するダミー配線３３の配置が変更されている。ダミー配線３３は、例えば、図８（ａ）ないし図８（ｃ）に示すように、その配置が変更されてもよい。
【００６１】
ダミー配線３３は、図８（ａ）に示すように、一面法線方向から見て、コイル３２のうちパッド部３２ａとの接続部分（以下「パッド接続部」という）と異なる部分において、パッド部３２ａを連続的に囲むように配置されてもよい。また、ダミー配線３３は、図８（ｂ）に示すように、２つ形成され、パッド部３２ａを隔てて対向する配置とされてもよい。
【００６２】
また、ダミー配線３３は、図８（ｃ）に示すように、２つ形成され、パッド接続部と異なる部分において段階的にパッド部３２ａを囲むように配置されてもよい。具体的には、ダミー配線３３は、一方のダミー配線３３がパッド部３２ａを連続的に囲みつつ、他方のダミー配線３３が一方のダミー配線３３をさらに連続的に囲む配置とされてもよい。言い換えると、１つのダミー配線３３が連続的にパッド部３２ａを囲む状態を「一重に囲む」と称すると、１つのパッド部３２ａが２つのダミー配線３３により二重に囲まれていてもよい。
【００６３】
なお、図８（ｃ）では、１つのパッド部３２ａが２つのダミー配線３３により二重に囲まれた例を示しているが、１つのパッド部３２ａは、３つ以上のダミー配線３３で段階的に囲まれた状態、すなわち三重以上に囲まれていてもよい。
【００６４】
また、ここでいう「囲む配置」とは、一面法線方向から見て、パッド部３２ａをすべて包囲する配置だけでなく、パッド接続部などの一部を除いて部分的に包囲する配置を含む。なお、パッド部３２ａをすべて包囲するダミー配線３３の配置とは、例えば、一次コイル３２１のパッド部３２１ａを二次コイル３２２が配置された平面において枠体状のダミー配線３３が包囲する状態などが考えられる。
【００６５】
本変形例においても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる半導体装置となる。
【００６６】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置について、図９を参照して述べる。図９では、図７と同様に、図１中に示す破線領域に対応する領域におけるダミー配線３３の配置を示している。
【００６７】
本実施形態の半導体装置は、１つのパッド部３２ａが３つ以上のダミー配線３３で断続的に囲まれている点で、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６８】
ダミー配線３３は、例えば、図９に示すように、複数形成され、１つのパッド部３２ａを断続的に囲む配置とされている。複数のダミー配線３３は、コイル３２と電気的に分離しつつ、絶縁膜３１のうちパッド部隣接領域における絶縁性材料の量を減らすことができればよく、その数量や配置が適宜変更されてもよい。
【００６９】
複数のダミー配線３３は、図９に示すように、一面法線方向から見て、その平面寸法が小さくされ、かつ島状に分布した配置とされているため、コイル３２からの磁束を受けた場合でも、ダミー配線３３内における特定方向への電流が生じにくい。
【００７０】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加えて、コイル３２の電流に伴うダミー配線３３での電流および磁束の発生が抑制され、よりコイル３２の電気特性もしくは磁気特性が良好な半導体装置となる。
【００７１】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の半導体装置の変形例について、図１０を参照して説明する。図１０では、図７と同様に、図１中に示す破線領域に対応する領域におけるダミー配線３３の配置を示している。
【００７２】
本変形例では、パッド部３２ａ、パッド接続部およびダミー配線３３の外郭が、一面法線方向から見て、湾曲した形状に変更されている。言い換えると、パッド部３２ａおよびダミー配線３３については、円形板状や楕円形板状とされ、パッド接続部についてはその外郭が円弧状や楕円状とされている。パッド部３２ａ、パッド接続部およびダミー配線３３の外郭が湾曲形状とされることで、絶縁膜３１とこれらとの界面における応力が緩和され、よりクラックが起きにくい半導体装置となる。
【００７３】
なお、この湾曲形状は、角が形成されていない形状であればよく、円弧状のＲとされてもよいし、単に円弧状と異なる曲面となる形状とされてもよく、任意である。
【００７４】
１つのパッド部３２ａは、例えば、図１０（ａ）に示すように、一面法線方向から見て、複数のダミー配線３３により断続的な状態で一重に囲まれていてもよいし、図１０（ｂ）に示すように断続的な状態で二重以上に囲まれていてもよい。
【００７５】
本変形例においても、上記第２実施形態と同様の効果が得られる半導体装置となる。
【００７６】
（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およびその製造方法は、本発明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。
【００７７】
（１）例えば、上記各実施形態では、一次コイル３２１および二次コイル３２２がそれぞれ平面コイルとされた例について説明した。しかし、それぞれ電気的に独立した一次コイル３２１および二次コイル３２２は、それぞれ複数の平面コイルが積層され、これらが電気的に接続された積層コイルとされていてもよい。
【００７８】
（２）上記各実施形態では、コイル３２がそれぞれ電気的に独立した一次コイル３２１および二次コイル３２２により構成され、全体としてトランスとして機能する例について説明した。しかし、コイル３２は、一次コイル３２１および二次コイル３２２が電気的に接続され、インダクタとして機能する構成とされてもよい。
【００７９】
（３）上記各実施形態では、基板１が用いられた半導体装置とされた例について説明した。しかしながら、第１磁性体２が基板１を兼ねる構成、すなわち第１磁性体２の表面上にコイル層３、第２磁性体４がこの順で積層された構成の磁気素子とされてもよい。この場合、第１磁性体２は、その表面に対する法線方向における厚みが製造工程において支障がない程度の厚み（例えば５０μｍ以上）とされる。
【００８０】
このような構成とされた場合であっても、ダミー配線３３により絶縁膜３１のうちコイル３２のパッド部３２１ａ、３２２ａに隣接する領域における応力が緩和され、この応力に起因するクラックが抑制された磁気素子となる。
【符号の説明】
【００８１】
１                          基板
２                          第１磁性体
３                          コイル層
３１                        絶縁膜
３２                        コイル
３２１                      一次コイル
３２２                      二次コイル
３２ａ、３２１ａ、３２２ａ  パッド部
３３                        ダミー配線
４                          第２磁性体
【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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