(57)【要約】【課題】高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能な薄膜磁気デバイスを提供する。【解決手段】下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の表面または裏面のうちの少なくとも一方側に、コイル１３の延在方向（例えば、第２のコイルパターンの延在方向であるＹ軸方向）に沿って延在するキズ状溝１６，１７を形成する。キズ状溝１６，１７の形成領域（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの形成領域）において、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向が制御され、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）がキズ状溝１６，１７によってピン止めされる。したがって、高周波領域でもある程度の透磁率が維持される。また、このようなキズ状溝１６，１７の形成によって、製造工程が複雑化することはない。【選択図】図１
2008192645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜コイルと、
前記薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に積層されると共にこの積層面内において異方性磁化を有する磁性膜と
を備え、
前記磁性膜の表面および裏面のうちの少なくとも一方側に、前記薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝が形成されている
ことを特徴とする薄膜磁気デバイス。
【請求項２】
前記薄膜コイルの延在領域をその巻回方向に沿って分割してなる４つの分割領域が、
互いに対向すると共に前記キズ状溝が形成されていない磁性膜が存在する第１の一対の分割領域と、
互いに対向すると共に前記キズ状溝が形成されている磁性膜が存在する第２の一対の分割領域とから構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項３】
前記第１の一対の分割領域に存在する磁性膜における前記異方性磁化の方向と、前記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜における前記キズ状溝の延在方向とが、互いに直交している
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項４】
前記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜において、前記異方性磁化の方向と、前記キズ状溝の延在方向とが、互いに鋭角をなしている
ことを特徴とする請求項３に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項５】
前記第１の一対の分割領域に存在する磁性膜の裏面側にのみ、非磁性膜が形成されている
ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項６】
前記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜の裏面側にのみ、前記キズ状溝の形成パターンに対応する形状のキズ状溝が表面に形成されたダミー層が形成されている
ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項７】
前記薄膜コイルの延在領域をその巻回方向に沿って分割してなる４つの分割領域に存在する前記磁性膜にそれぞれ、前記キズ状溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項８】
前記キズ状溝が、不連続に形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項９】
前記キズ状溝が、前記薄膜コイルの延在方向に沿って断続的に複数列形成されると共に隣り合う列同士で互いに千鳥状に配列されている
ことを特徴とする請求項８に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項１０】
前記磁性膜において、前記キズ状溝が形成されている側の面の表面粗さとこの磁性膜の厚みとの比率が、０．０２以上である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイス。
【請求項１１】
基板上に薄膜コイルを形成する第１の工程と、
前記薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に、表面および裏面のうちの少なくとも一方側に前記薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を有する磁性膜を形成する第２の工程と、
前記磁性膜の積層面内の所定方向に磁場を印加しつつ熱処理を行う第３の工程と
を含むことを特徴とする薄膜磁気デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第２の工程は、
前記薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に磁性膜を形成する工程と、
前記磁性膜の表面に前記キズ状溝を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第２の工程は、
前記基板の表面またはその上層に、前記薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を形成する工程と、
前記薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側において、前記キズ状溝の形成面上に磁性膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記キズ状溝を形成する工程は、
前記基板の表面またはその上層に樹脂膜を形成する工程と、
前記樹脂膜の表面に、前記キズ状溝の形成パターンに対応する形状の表面を有するナノスタンパを押し当てることにより、前記樹脂膜の表面にキズ状溝を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記磁性膜を形成する工程の後から前記第３の工程の前までの間に、前記磁性膜の積層面内における第３の工程での磁場印加方向とは直交する方向に沿って磁場を印加しつつ熱処理を行う工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記磁性膜を形成する工程において、前記磁性膜の積層面内における前記第３の工程での磁場印加方向とは直交する方向に沿って磁場を印加しつつ、前記磁性膜を形成する
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の薄膜磁気デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜コイルと磁性膜とを備えた薄膜磁気デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種用途の電子機器分野において、集積化受動部品として、薄膜コイルおよび磁性膜を含んで構成される薄膜インダクタや薄膜トランスなどの薄膜磁気デバイスが広く利用されている。
【０００３】
図３０は、矩形状のスパイラルコイルにより構成された従来の薄膜磁気デバイス（薄膜インダクタ１０１）の一例を表したものであり、図３０（Ａ）は平面構成を、図３０（Ｂ）は図３０（Ａ）に示したＶ−Ｖ部分の矢視断面構成を、それぞれ表している。この薄膜インダクタ１０１では、基板１００上に、中央部分に開口１０５Ａを有する下部磁性膜１０４Ａ、絶縁膜１０２、端子１０３Ｔ１，１０３Ｔ２を有する矩形状のスパイラルコイル１０３、および中央部分に開口１０５Ｂを有する上部磁性膜１０４Ｂがこの順にＺ軸方向に積層された積層構造をなしている。また、下部磁性膜１０４Ａおよび上部磁性膜１０４Ｂは、成膜時などにＸ軸方向に所定の磁場が印加されることにより、この磁場印加方向（Ｘ軸方向）に磁場容易軸Ｍｅが形成される一方、これと直交する方向（Ｙ軸方向）に磁場困難軸Ｍｈが形成され、一軸異方性を示すようになっている。
【０００４】
ところで、近年ではこのような薄膜磁気デバイスにおいて、ＧＨｚ（ギガ・ヘルツ）帯域等での高周波用途が期待され、高周波特性の良好な磁性膜、具体的には高周波領域において高い透磁率を示す磁性膜が求められている。
【０００５】
例えば、図３０に示したような従来の薄膜磁気デバイスでは、薄膜コイルが矩形状のスパイラルコイルであるため、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在するコイルパターンがそれぞれ存在し、磁化容易軸Ｍｅに沿ったものと、磁化困難軸Ｍｈに沿ったものとが混在している。そのため、コイルによって生成される磁化方向が磁化容易軸Ｍｅと直交するコイルパターン（Ｘ軸方向のもの）については、もともと低周波領域での透磁率が低いものの、高周波領域まである程度の透磁率を維持できる一方、磁化方向が磁化容易軸Ｍｅと平行するコイルパターン（Ｙ軸方向のもの）については、低周波領域での透磁率が高いものの、高周波領域では透磁率が急激に低下してしまうことになる。よって、磁性膜の磁気特性利用効率が悪く（正方形状のスパイラルコイルの場合、約５０％となる）、高周波領域において高い透磁率を示すことが困難であった。
【０００６】
そこで、高周波領域での透磁率を向上させるため、例えば特許文献１〜３に示したような薄膜磁気デバイスが提案されている。このうち、特許文献１には、矩形状のスパイラルコイルが構成する２方向のコイルパターンにそれぞれ対応させ、磁性膜の形状磁気異方性を利用して磁化容易軸方向がそれぞれ異なることとなるようにしたものが開示されている。具体的には、２方向のコイルパターンに対応して別個に磁場中で磁性膜を形成することにより、両方向のコイルパターンともに磁化容易軸と直交するようにし、高周波領域での透磁率向上を図ったものである。
【０００７】
また、特許文献２には、矩形状のスパイラルコイルのコイルパターンに対応して周回する微細なスリットを形成することにより、磁性膜の磁化容易軸方向を回転させるようにしたものが開示されている。これも上記特許文献１と同様に、両方向のコイルパターンを磁化容易軸と直交させることにより、高周波領域での透磁率向上を図ったものである。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１７２０１５号公報
【特許文献２】特開２００１−１４３９２９号公報
【特許文献３】特開平１１−８７１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１，２に示された薄膜磁気デバイスでは、コイルパターンに対応して磁性膜の成膜回数が増えてしまったり、コイルパターンに対応した微細なスリットを形成する必要が生じるため、製造工程が複雑化してしまうことになる。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能な薄膜磁気デバイスおよび薄膜磁気デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の薄膜磁気デバイスは、薄膜コイルと、この薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に積層されると共にこの積層面内において異方性磁化を有する磁性膜とを備え、この磁性膜の表面および裏面のうちの少なくとも一方側に、薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝が形成されているようにしたものである。ここで、「キズ状溝」とは、意図的に形成したキズ状の溝を意味するものである。
【００１２】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、磁性膜の表面および裏面のうちの少なくとも一方側に薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝が形成されているため、このキズ状溝の形成領域において、磁性膜が有する異方性磁化の磁化方向が制御される。すなわち、例えば積層面内においてコイルの延在方向に直交する方向に磁場を印加したような場合であっても、異方性磁化の磁化方向の変位（回転）が上記キズ状溝によってピン止めされるため、異方性磁化の磁化方向の変位が、磁場印加方向にまでは至らなくなる。よって、高周波領域でもある程度の透磁率が維持される。また、このようなキズ状溝の形成によって、製造工程が複雑化することはない。
【００１３】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、上記薄膜コイルの延在領域をその巻回方向に沿って分割してなる４つの分割領域が、互いに対向すると共にキズ状溝が形成されていない磁性膜が存在する第１の一対の分割領域と、互いに対向すると共にキズ状溝が形成されている磁性膜が存在する第２の一対の分割領域とから構成されているようにすることが可能である。このように構成した場合、第２の一対の分割領域に存在する磁性膜において、異方性磁化の磁化方向が制御され、高周波領域における透磁率がある程度維持される。なお、上記４つの分割領域に存在する磁性膜にそれぞれ、キズ状溝を形成するようにしてもよい。
【００１４】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、上記第１の一対の分割領域に存在する磁性膜における異方性磁化の方向と、上記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜におけるキズ状溝の延在方向とが互いに直交しているように構成することが可能であり、さらに、上記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜において、異方性磁化の方向とキズ状溝の延在方向とが互いに鋭角をなしているように構成可能である。
【００１５】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、上記第１の一対の分割領域に存在する磁性膜の裏面側にのみ、非磁性膜が形成されているようにしてもよく、また、上記第２の一対の分割領域に存在する磁性膜の裏面側にのみ、キズ状溝の形成パターンに対応する形状のキズ状溝が表面に形成されたダミー層が形成されているようにしてもよい。
【００１６】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、上記キズ状溝が不連続に形成されているのが好ましい。このように構成した場合、連続的に形成された場合と比べて磁性膜の体積の減少が抑えられる。言い換えると、連続的に形成された場合と比べて磁性膜の体積が増加するため、薄膜磁気デバイスの磁気特性がより向上する（例えば、薄膜インダクタの場合、インダクタンスがより高まる）。また、この場合において、上記キズ状溝が、薄膜コイルの延在方向に沿って断続的に複数列形成されると共に隣り合う列同士で互いに千鳥状に配列されているようにするのがより好ましい。このように構成した場合、磁性膜の体積の減少がより抑えられるため、薄膜磁気デバイスの磁気特性がさらに向上する。
【００１７】
本発明の薄膜磁気デバイスでは、上記磁性膜において、キズ状溝が形成されている側の面の表面粗さとこの磁性膜の厚みとの比率を０．０２以上とするのが好ましく、０．０４以上とするのがより好ましい。このように構成した場合、キズ状溝の形成領域において、磁性膜における異方性磁化の磁化方向の制御が容易となる。
【００１８】
本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法は、基板上に薄膜コイルを形成する第１の工程と、この薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に、表面および裏面のうちの少なくとも一方側に薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を有する磁性膜を形成する第２の工程と、この磁性膜の積層面内の所定方向に磁場を印加しつつ熱処理を行う第３の工程とを含むようにしたものである。
【００１９】
本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法では、表面および裏面のうちの少なくとも一方側に薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を有する磁性膜が形成されたのち、磁性膜の積層面内の所定方向に磁場を印加しつつ熱処理がなされるため、キズ状溝の形成領域において、磁性膜が有する異方性磁化の磁化方向が制御される。すなわち、磁場の印加方向がコイルの延在方向に直交するような場合であっても、異方性磁化の磁化方向の変位（回転）が上記キズ状溝によってピン止めされるため、異方性磁化の磁化方向の変位が、磁場印加方向にまでは至らなくなる。よって、高周波領域でもある程度の透磁率が維持される。また、このようなキズ状溝の形成によって、製造工程が複雑化することはない。
【００２０】
本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法では、上記第２の工程が、薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側に磁性膜を形成する工程と、この磁性膜の表面に上記キズ状溝を形成する工程とを含むようにすることが可能である。このように構成した場合、磁性膜の表面に直接的にキズ状溝が形成される。なお、この場合において、磁性膜の表面を研磨することによって上記キズ状溝を形成することが可能である。
【００２１】
本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法では、上記第２の工程が、基板の表面またはその上層に薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を形成する工程と、薄膜コイルの延在面の上方および下方のうちの少なくとも一方側において上記キズ状溝の形成面上に磁性膜を形成する工程とを含むようにすることが可能である。このように構成した場合、磁性膜の裏面側にも間接的に、上記キズ状溝の形成パターンに対応したキズ状溝が形成される。なお、この場合において、基板の表面またはその上層を研磨することによって上記キズ状溝を形成することが可能である。また、上記キズ状溝を形成する工程が、基板の表面またはその上層に樹脂膜を形成する工程と、この樹脂膜の表面に、キズ状溝の形成パターンに対応する形状の表面を有するナノスタンパを押し当てることにより樹脂膜の表面にキズ状溝を形成する工程とを含むようにしてもよい。
【００２２】
本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法では、上記磁性膜を形成する工程の後から上記第３の工程の前までの間に、磁性膜の積層面内における第３の工程での磁場印加方向とは直交する方向に沿って磁場を印加しつつ熱処理を行う工程をさらに含むようにするのが好ましい。また、上記磁性膜を形成する工程において、磁性膜の積層面内における第３の工程での磁場印加方向とは直交する方向に沿って磁場を印加しつつ磁性膜を形成するようにするのが好ましい。これらのように構成した場合、第３の工程での磁場印加方向と直交する方向に予め異方性磁化の磁化方向が向いていることになるため、異方性磁化の変位に対するピン止め作用がより強まり、これにより高周波領域での透磁率もより向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の薄膜磁気デバイスによれば、磁性膜の表面および裏面のうちの少なくとも一方側に、薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を形成するようにしたので、このキズ状溝の形成領域において磁性膜が有する異方性磁化の磁化方向を制御することができ、異方性磁化の磁化方向の変位（回転）をキズ状溝によってピン止めすることができる。したがって、高周波領域でもある程度の透磁率を維持することができる。また、このようなキズ状溝の形成によって、製造工程が複雑化することはない。よって、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明の薄膜磁気デバイスの製造方法によれば、表面および裏面のうちの少なくとも一方側に薄膜コイルの延在方向に沿って延在するキズ状溝を有する磁性膜を形成したのち、磁性膜の積層面内の所定方向に磁場を印加しつつ熱処理を行うようにしたので、キズ状溝の形成領域において磁性膜が有する異方性磁化の磁化方向を制御することができ、異方性磁化の磁化方向の変位（回転）をキズ状溝によってピン止めすることができる。また、このようなキズ状溝の形成によって、製造工程が複雑化することはない。よって、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気デバイスとしての薄膜インダクタ１の構成を表しており、図１はＸ−Ｙ平面構成を、図２は図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿ったＸ−Ｚ断面構成を表している。この薄膜インダクタ１は、基板１０上に、下部磁性膜１１、絶縁膜１２、薄膜状のコイル１３、および上部磁性膜１４がこの順に形成された積層構造を有している。
【００２７】
基板１０は、薄膜インダクタ１全体を支持ずる矩形状の基板であり、例えば、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３；いわゆるアルミナ）、セラミックス、半導体または樹脂などにより構成される。ただし、必ずしも上記した一連の材料に限らず、自由に選定可能である。この基板１０の表面の一部（後述する下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄの延在領域に対応する部分）には、後述するコイル１３の延在方向に沿って延在するキズ状溝１６が形成されている。
【００２８】
絶縁膜１２は、コイル１３を周辺から電気的に絶縁するものであり、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの絶縁性材料により構成される。この絶縁膜１２の表面の一部（後述する上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの延在領域に対応する部分）にも、後述するコイル１３の延在方向に沿って延在するキズ状溝１７が形成されている。
【００２９】
コイル１３は、一端（１３Ｔ１）と他端（１３Ｔ２）との間にインダクタを構成するものであり、例えば銅（Ｃｕ）などの導電性材料により構成される。このコイル１３は、Ｘ−Ｙ平面内で端子１３Ｔ１，１３Ｔ２がいずれも外部へ導出されるように巻回された矩形状のスパイラル型構造となっており、Ｘ軸方向に沿って延在するコイルパターン（第１のコイルパターン）と、Ｙ軸方向に沿って延在するコイルパターン（第２のコイルパターン）とを有している。これにより、コイル１３の延在領域は、互いに対向すると共に第１のコイルパターンが延在する一対の分割領域（第１の一対の分割領域）と、互いに対向すると共に第２のコイルパターンが延在する一対の分割領域（第２の一対の分割領域）とからなる４つの分割領域により構成されている。なお、コイル１３のうちの端子１３Ｔ２に通じる部分は、コイル１３のうちの端子１３Ｔ１に通じる部分を含む巻回部分と接触せずに外部に導かれるように、その巻回部分よりも下層に配置されている。
【００３０】
下部磁性膜１１および上部磁性膜１４は、薄膜インダクタ１のインダクタンスを高めるためのものであり、それぞれ中央部に矩形状の開口１５Ａ，１５Ｂを有している。下部磁性膜１１は、絶縁膜１２の下層、すなわち基板１０と絶縁膜１２との間に形成され、上部磁性膜１４は、絶縁膜１２の上層（絶縁膜１２上）に形成されている。これら下部磁性膜１１および上部磁性膜１４は、例えば、コバルト（Ｃｏ）系合金、鉄（Ｆｅ）系合金またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ；いわゆるパーマロイ）などの磁性材料により構成される。このうち、コバルト系合金としては、例えば、薄膜インダクタ１の実用上の観点から、コバルトジルコニウムタンタル（ＣｏＺｒＴａ）系合金またはコバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）系合金などが好ましい。なお、開口１５Ａ，１５Ｂの形状は矩形状には限らず、任意の形状とすることができる。
【００３１】
下部磁性膜１１および上部磁性膜１４は、上記したコイル１３の延在領域をその巻回方向に沿って分割してなる４つの分割領域に対応して存在する４つの下部磁性膜１１Ａ〜１１Ｄおよび４つの上部磁性膜１４Ａ〜１４Ｄにより構成されている。詳細は後述するが、これら下部磁性膜１１Ａ〜１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ａ〜１４Ｄはそれぞれ、積層面（Ｘ−Ｙ平面）内において異方性磁化（後述する異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄ）を有している。下部磁性膜１１Ａ〜１１Ｄのうちの下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄの裏面には、基板１０上にキズ状溝１６が形成されていることにより、間接的にキズ状溝１６の形成パターンに対応した形状のキズ状溝が形成されている。同様に、上部磁性膜１４Ａ〜１４Ｄのうちの上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの裏面には、絶縁膜１２上にキズ状溝１７が形成されていることにより、間接的にキズ状溝１７の形成パターンに対応した形状のキズ状溝が形成されている。
【００３２】
次に、図３〜図１０を参照して、本実施の形態の薄膜インダクタ１の製造方法の一例について説明する。ここで図３〜図９は、薄膜インダクタ１の製造方法の一例を表したものであり、図３および図６はＸ−Ｚ断面構成を、図４，図５，図７〜図９はＸ−Ｙ平面構成を、それぞれ表している。なお、Ｘ−Ｙ平面構成ではコイル１３の図示を省略し、簡略化して表している。
【００３３】
まず、図３に示したように、前述した材料よりなる基板１０上に、開口１５Ａを有すると共に裏面側にキズ状溝１６を有する下部磁性膜１１を形成する。
【００３４】
具体的には、まず、図４（Ａ）に示したように、基板１０の表面を例えば研磨することにより、この基板１０の表面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在することとなるキズ状溝１６を一様に形成する。この際、キズ状溝１６における溝の幅は、例えば５〜２０μｍ程度とし、溝の深さは、例えば０．２〜０．４μｍ程度とする。
【００３５】
続いて、図４（Ｂ）に示したように、キズ状溝１６が形成された基板１０上に、例えば厚みが５００ｎｍ程度のポリイミド膜１８を一様に形成する。なお、このポリイミド膜１８が、本発明における「非磁性膜」の一具体例に対応する。したがって、ポリイミド層１８の代わりに、他の非磁性膜を形成してもよい。
【００３６】
続いて、図５（Ａ）に示したように、ポリイミド層１８を、例えばフォトグラフィー法を用いてパターニングし、第２のコイルパターンが延在することとなる一対の分割領域（第２の一対の分割領域）のみ、ポリイミド膜１８を除去する。したがって、この第２の一対の分割領域にのみキズ状溝１６が形成された基板１０が露出することになると共に、第１の一対の分割領域に存在する下部磁性膜１１（具体的には、下部磁性膜１１Ａ，１１Ｃ）の裏面側にのみ、非磁性膜であるポリイミド膜１８が形成されていることになる。
【００３７】
続いて、図５（Ｂ）に示したように、基板１０およびポリイミド膜１８の上に、前述した材料よりなる下部磁性膜１１を、例えばスパッタリング法やめっき法により一様に形成する。この際、下部磁性膜１１の厚みは、例えば５〜１５μｍ程度に設定する。そして図５（Ｃ）に示したように、所定のエッチング材料を用いて下部磁性膜１１のエッチングを行い、開口１５Ａを形成する。これにより、図３に示した断面構造が形成される。
【００３８】
次に、図６に示したように、基板１０および下部磁性膜１１の上に、前述した材料よりなる絶縁膜１２およびコイル１３を形成する。絶縁膜１２の形成は、例えばスパッタリング法により行い、コイル１３の形成は、例えばめっき法により行う。また、図６のようにコイル１３が絶縁膜１２中に埋設されるようにするため、例えば、絶縁膜１２を上部と下部とに分割形成しつつコイル１３を形成する。
【００３９】
次に、図３〜図５を用いて説明した工程と同様にして、図１および図２に示したように、絶縁膜１２上に、開口１５Ｂを有すると共に裏面側にキズ状溝１７を有する上部磁性膜１４を形成する。具体的には、絶縁膜１２の表面を例えば研磨することにより、この絶縁膜１２の表面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するキズ状溝１７を一様に形成する。この際、キズ状溝１７における溝の幅も、例えば５〜２０μｍ程度とし、溝の深さも、例えば０．２〜０．４μｍ程度とする。また、図４および図５に示したのと同様に、絶縁膜１２上に非磁性膜であるポリイミド膜等（図示せず）を形成したのちに、第２のコイルパターンが延在する一対の分割領域（第２の一対の分割領域）のみ、ポリイミド膜等を除去する。したがって、第２の一対の分割領域にのみキズ状溝１７が形成された絶縁膜１２が露出することになると共に、第１の一対の分割領域に存在する上部磁性膜１４（具体的には、上部磁性膜１４Ａ，１４Ｃ）の裏面側にのみ、非磁性膜であるポリイミド膜等が形成されていることになる。
【００４０】
次に、図７（Ａ）に示したように、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で固定磁場Ｈ１を印加しつつ、熱処理を行う。その際、固定磁場Ｈ１の印加方向は、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向およびキズ状溝１６，１７の延在方向と略平行方向、すなわちこの場合はＹ軸方向となるようにする。また、固定磁場Ｈ１の大きさは例えば３００×１０３／４π［Ａ／ｍ］（＝３００Ｏｅ）程度とし、熱処理温度は例えば３３０℃程度とし、熱処理時間は例えば１時間程度とする。すると図７（Ｂ）に示したように、下部磁性膜１１Ａ〜１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ａ〜１４Ｄにおいて、それぞれの異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄの磁化方向が固定磁場Ｈ１の印加方向（Ｙ軸方向）に沿うようになり、これにより下部磁性膜１１および上部磁性膜１４がＹ軸方向に沿った一軸異方性を示す（Ｙ軸方向に沿って磁化容易軸を有する）ようになる。
【００４１】
次に、図８に示したように、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で固定磁場Ｈ２を印加しつつ、熱処理を行う。その際、固定磁場Ｈ２の印加方向は、コイル１３のうちの第１のコイルパターンの延在方向と略平行方向およびキズ状溝１６，１７の延在方向と略直交方向、すなわちこの場合は固定磁場Ｈ１の印加方向（Ｙ軸方向）とは直交する方向であるＸ軸方向となるようにする。また、固定磁場Ｈ２の大きさは例えば３００×１０３／４π［Ａ／ｍ］（＝３００Ｏｅ）程度とし、熱処理温度は例えば３３０℃程度とし、熱処理時間は例えば１時間程度とする。すると、図９に示したように、キズ状溝１６，１７が形成されていない領域の磁性膜（下部磁性膜１１Ａ，１１Ｃおよび上部磁性膜１４Ａ，１４Ｃ）では、異方性磁化Ｍａ，Ｍｃの磁化方向が、それぞれ固定磁場Ｈ２の印加方向（Ｘ軸方向）に変位（回転）する一方、キズ状溝１６，１７が形成されている領域の磁性膜（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄ）では、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向が制御される。すなわち、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）がキズ状溝１６，１７によってピン止めされ、これにより異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）が、固定磁場Ｈ２の印加方向（Ｘ軸方向）にまでは至らなくなる。
【００４２】
具体的には、例えば図１０（Ａ）に示したように、キズ状溝１６，１７の延在方向と異方性磁化Ｍ１の磁化方向とが積層面内で略直交となっている場合や、キズ状溝１６，１７自体が形成されていない場合（下部磁性膜１１Ａ，１１Ｃおよび上部磁性膜１４Ａ，１４Ｃの場合）には、異方性磁化Ｍ１の磁化方向と積層面内で直交する方向に固定磁場Ｈ２１を印加した場合、異方性磁化Ｍ１の磁化方向は、固定磁場Ｈ２１の印加方向に変位（回転）する。一方、例えば図１０（Ｂ）に示したように、キズ状溝１６，１７の延在方向と異方性磁化Ｍ２の磁化方向とが積層面内で略平行となっている場合（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの場合）には、異方性磁化Ｍ２の磁化方向と積層面内で直交する方向に固定磁場Ｈ２２を印加した場合、異方性磁化Ｍ２の磁化方向の変位（回転）がキズ状溝１６，１７によってピン止めされ、これにより異方性磁化Ｍ２の磁化方向の変位（回転）が、固定磁場Ｈ２２の印加方向にまでは至らなくなる。すなわち、異方性磁化Ｍ２の磁化方向とキズ状溝１６，１７の延在方向とが、互いに所定の角度θ（０°＜θ＜９０°；鋭角）をなすようになる。このようにして、図１および図２に示した薄膜磁気デバイス１が製造される。
【００４３】
なお、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）で示した異方性磁化の変位（回転）については、より具体的には以下のように説明することができる。すなわち、上記のように磁場中の熱処理によって磁性膜の磁性原子の再配列が発生し、磁化容易軸（異方性磁化の磁化方向）を所望の方向に制御することができるが、この場合の磁性原子の移動速度は、表面自由エネルギーをγ、体積拡散係数をＤ、ボルツマン定数をｋ、磁性原子の体積をΩ、とすると、以下の（１）式で表される。そして磁性原子の易動度は移動速度に反比例するので、この場合の磁性原子の易動度Ｅは、比例定数をαとすると、以下の（２）式で表される。ここで、物体の表面には格子欠陥や微細な凹凸など、原子の移動を妨げるものが存在し、それらによって障壁エネルギーが形成される。したがって、例えば、図１０（Ａ）に示したように、キズ状溝１６，１７の延在方向と異方性磁化Ｍ１の磁化方向とが積層面内で略直交となっている場合や、キズ状溝１６，１７自体が形成されていない場合（下部磁性膜１１Ａ，１１Ｃおよび上部磁性膜１４Ａ，１４Ｃの場合）には、積層面内で直交する方向に固定磁場Ｈ２１を印加すると、異方性磁化Ｍ１の磁化方向がキズ状溝１６，１７の延在方向と略平行となったほうがより安定となるため、異方性磁化Ｍ１の磁化方向は、固定磁場Ｈ２１の印加方向に容易に変位（回転）する。一方、例えば図１０（Ｂ）に示したように、キズ状溝１６，１７の延在方向と異方性磁化Ｍ２の磁化方向とが積層面内で略平行となっている場合（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの場合）には、異方性磁化Ｍ２の磁化方向と積層面内で直交する方向に固定磁場Ｈ２２を印加すると、異方性磁化Ｍ２がそのまま固定磁場Ｈ２２の印加方向に変位（回転）した場合には、キズ状溝１６，１７の凸部に異方性磁化Ｍ２が乗り上げることになるため、エネルギー的に不安定な状態となってしまう。このとき、キズ状溝１６，１７の延在方向と印加磁場の方向とがなす角度をφとすると、キズ状溝１６，１７の凸部の障壁によって磁性原子が乗り越えるエネルギーの大きさは、Ｕ（ｈ／ｔ）をポテンシャル障壁の大きさを表す（ｈ／ｔ）の関数、ｔを磁性膜の膜厚、ｈを凸部の高さとすると、以下の（３）式で表される。したがって、（２）式および（３）式により、異方性磁化Ｍ２は、以下の（４）式で表される条件式を満たす範囲で変位（回転）することになる。このようにして、前述のように異方性磁化Ｍ２の磁化方向の変位（回転）がキズ状溝１６，１７によってピン止めされ、これにより異方性磁化Ｍ２の磁化方向の変位（回転）が、固定磁場Ｈ２２の印加方向にまでは至らなくなる。なお、キズ状溝１６，１７の凸部の間隔は、磁性原子によるドメインが十分にポテンシャルを感じることが必要であることから、磁壁の幅の（１／１０）程度であることが望ましく、例えば、２０μｍ以下が望ましい。
（原子の移動速度）＝（２．５πγＤΩ／ｋＴ）                          ……（１）
Ｅ＝（αｋＴ／γＤΩ）                                                ……（２）
（磁性原子が乗り越えるエネルギーの大きさ）＝−Ｕ（ｈ／ｔ）×ｃｏｓφ  ……（３）
（αｋＴ／γＤΩ）＞−Ｕ（ｈ／ｔ）×ｃｏｓφ                          ……（４）
【００４４】
なお、上記した薄膜インダクタ１の製造方法では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４を形成した後に固定磁場Ｈ１を印加しつつ熱処理を行うことにより、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４が予めＹ軸方向に沿った一軸異方性を示す（Ｙ軸方向に沿って磁化容易軸を有する）ようにしているが、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いて固定磁場Ｈ１を印加しつつ下部磁性膜１１および上部磁性膜１４を形成することにより、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４が予めＹ軸方向に沿った一軸異方性を示す（Ｙ軸方向に沿って磁化容易軸を有する）ようにしてもよい。このように製造した場合にも、上記の場合と同様の薄膜インダクタ１を製造することができる。
【００４５】
このようにして本実施の形態の薄膜インダクタ１では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の裏面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するキズ状溝１６，１７が形成されているため、これらキズ状溝１６，１７の形成領域（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの形成領域）において、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向が制御される。すなわち、積層面（Ｘ−Ｙ平面）内において第２のコイルパターンの延在方向に直交する方向（Ｘ軸方向）に固定磁場Ｈ２を印加した場合に、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）がキズ状溝１６，１７によってピン止めされるため、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）が、磁場印加方向（Ｘ軸方向）にまでは至らなくなる。したがって、異方性磁化Ｍａ，Ｍｃについては、例えば図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示したように、固定磁場Ｈ２による磁場中熱処理の前後で、Ｘ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ１１とＹ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ１２とが、図中の符号Ｐ１で示したように互いに入れ替わる一方、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄについては、例えば図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示したように、固定磁場Ｈ２による磁場中熱処理の前後で、Ｘ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ２１とＹ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ２２とが、図中の符号Ｐ２，Ｐ３でそれぞれ示したように、互いに完全には入れ替わらず、変位の途中で維持される。したがって、そのようにＸ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ２１とＹ軸方向の透磁率の周波数特性Ｇ２２とが完全には入れ替わらないで維持される分、図１１（Ａ），（Ｂ）のように完全に入れ替わる場合と比べ、高周波領域での透磁率が維持され、向上する（例えば、５０％程度向上）。また、このようなキズ状溝１６，１７の形成によって、製造工程が複雑化することはない。
【００４６】
次に、図１３，図１４および表１を参照して、薄膜インダクタ１の磁気特性について詳細に説明する。ここで、図１３（Ａ）は、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４の平面形態の一例を拡大して示す顕微鏡像であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の一部を拡大して表した顕微鏡像であり、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部分の矢視断面構成を模式的に表したものである。また、図１４および表１は、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４におけるアスペクト比（＝下部磁性膜１１または上部磁性膜１４における（表面粗さ／厚み）の比率）と異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対するピン止め効果の有無との関係を表したものである。なお、図１４および表１において、ピン止め効果の有無については、「０」が効果なし（異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対する制御性なし）を、「０．５」がある程度効果あり（異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対する制御性がややあり）を、「１」が効果あり（異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対する制御性あり）を、それぞれ表している。
【００４７】
【表１】
2008192645.tif 000003
【００４８】
まず、図１３（Ａ），（Ｂ）に示した顕微鏡像から、実際に下部磁性膜１１または上部磁性膜１４に、一方向に沿ったキズ状溝１６，１７が形成されていることが分かる。また、図１３（Ｃ）に示した模式断面図から、キズ状溝１６，１７における溝の幅ｗが、実際に５〜２０μｍ程度であり、溝の深さｄが、実際に０．２〜０．４μｍ程度となっていることが分かる。
【００４９】
また、図１４および表１から、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４におけるアスペクト比が大きくなると、具体的にはアスペクト比が０．０２以上になると、異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対するピン止め効果がある程度出現し、０．０４以上になると完全に出現していることが分かる。これは、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４における表面粗さの値が大きくなるほど、異方性磁化Ｍａ〜Ｍｄに対するピン止めをしやすくなるためだと考えられる。したがって、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４におけるアスペクト比は、０．０２以上であるのが好ましく、０．０４以上であるのがより好ましい。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の裏面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するキズ状溝１６，１７を形成するようにしたので、これらキズ状溝１６，１７の形成領域（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの形成領域）において、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向を制御することができ、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の変位（回転）をキズ状溝１６，１７によってピン止めすることができる。したがって、高周波領域でもある程度の透磁率を維持することができる。また、このようなキズ状溝１６，１７の形成によって、製造工程が複雑化することはない。よって、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能となる。
【００５１】
また、このように異方性磁化をピン止めすることができるため、仮に薄膜インダクタを形成した後の工程において熱処理を行うような場合であっても、異方性磁化の磁化方向の変位を回避し、高周波領域での高い透時率を維持することが可能となる。
【００５２】
さらに、下部磁性膜１１または上部磁性膜１４におけるアスペクト比を０．０２以上（より好ましくは０．０４以上）とした場合には、キズ状溝１６，１７の形成領域において、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄの磁化方向の制御を容易にすることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、キズ状溝１６，１７が第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って不連続に形成されている場合について説明したが、これらキズ状溝１６，１７が連続的に形成されているようにしてもよい。ただし、本実施の形態のように、キズ状溝１６，１７が不連続に形成されている場合には、連続的に形成された場合と比べ、下部磁性膜１１や上部磁性膜１４の体積の減少を抑えることができる。言い換えると、連続的となるように形成した場合と比べて下部磁性膜１１や上部磁性膜１４の体積を増加させることができるので、薄膜インダクタのインダクタンスをより向上させることが可能となる。なお、このことは、以下説明する第２および第３の実施の形態においても同様である。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の薄膜インダクタは、第１の実施の形態の薄膜インダクタ１とは異なる方法で製造したものである。なお、本実施の形態の薄膜インダクタの基本的な動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
図１５は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ（薄膜インダクタ１Ａ）のＸ−Ｚ断面構成を表したものである。この図において、図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この薄膜インダクタ１Ａは、第２の一対の分割領域（下部磁性膜１１Ａ，１１Ｃおよび上部磁性膜１４Ａ，１４Ｃの形成領域）では、下部磁性膜１１が一対の下部磁性膜１１１，１１２が積層された構成となっていると共に、上部磁性膜１４も一対の上部磁性膜１４１，１４２が積層された構成となっている一方、第１の分割領域（下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄおよび上部磁性膜１４Ｂ，１４Ｄの形成領域）では、下部磁性膜１１が下部磁性膜１１２のみにより構成されていると共に、上部磁性膜１４も上部磁性膜１４２のみにより構成されている。また、下部磁性膜１１１および上部磁性膜１４１の表面には、それぞれキズ状溝１６，１７が第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って形成され、これにより第２の一対の分割領域において、下部磁性膜１１２および上部磁性膜１４２の裏面側にも、間接的にキズ状溝１６，１７の形成パターンに対応した形状のキズ状溝が形成されるようになっている。なお、下部磁性膜１１１および上部磁性膜１４１が本発明における「ダミー層」の一具体例に対応する。したがって、このダミー層としては、磁性膜以外の他の膜で構成してもよい。
【００５６】
次に、図１６〜図１８を参照して、本実施の形態の薄膜インダクタ１Ａの製造方法の一例について説明する。ここで、図１６〜図１８は、薄膜インダクタ１Ａの製造方法の一例を表したものであり、図１６はＸ−Ｚ断面構成を、図１７，図１８はＸ−Ｙ平面構成を、それぞれ表している。なお、これらＸ−Ｙ平面構成ではコイル１３の図示を省略し、簡略化して表している。
【００５７】
まず、図１６に示したように、基板１０上に、開口１５Ａを有すると共に第２の一対の分割領域においてキズ状溝１６を有する下部磁性膜１１を形成する。
【００５８】
具体的には、まず、図１７（Ａ）に示したように、基板１０上にダミー層とするための下部磁性膜１１１を、例えばスパッタリング法やめっき法により一様に形成する。この際、下部磁性膜１１１の厚みは、例えば５００ｎｍ程度に設定する。そして図１７（Ｂ）に示したように、この下部磁性膜１１１を、例えばフォトグラフィー法を用いてパターニングし、第２のコイルパターンが延在することとなる第２の一対の分割領域を除き、下部磁性膜１１１を除去する。
【００５９】
続いて、図１７（Ｃ）に示したように、下部磁性膜１１１の表面を選択的に例えば研磨することにより、この下部磁性膜１１１の表面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在することとなるキズ状溝１６を一様に形成する。これにより、第２の一対の分割領域にのみ、キズ状溝１６が形成されていることになる。なお、キズ状溝１６における溝の幅は、例えば５〜２０μｍ程度とし、溝の深さは、例えば０．２〜０．４μｍ程度とする。
【００６０】
続いて、図１８（Ａ）に示したように、基板１０およびキズ状溝１６が形成された下部磁性膜１１１の上に、下部磁性膜１１２を、例えばスパッタリング法やめっき法により一様に形成する。これにより、第２の一対の分割領域（具体的には、下部磁性膜１１Ｂ，１１Ｄの形成領域）に存在する下部磁性膜１１２の裏面側にのみ、間接的にキズ状溝１６の形成パターンに対応した形状のキズ状溝が形成される。なお、下部磁性膜１１２の厚みは、例えば５〜１５μｍ程度に設定する。そして図１８（Ｂ）に示したように、所定のエッチング材料を用いて下部磁性膜１１１，１１２のエッチングを行い、開口１５Ａを形成する。これにより、図１６に示した断面構造が形成される。
【００６１】
なお、その後は、まず第１の実施の形態と同様に、基板１０および下部磁性膜１１の上に、絶縁膜１２およびコイル１３を形成する。次に、図１６〜図１８を用いて説明した工程と同様にして、図１５に示したように、絶縁膜１２上に、開口１５Ｂを有すると共に第２の一対の分割領域においてキズ状溝１７を有する上部磁性膜１４を形成する。そして第１の実施の形態と同様に、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で、第２のコイルパターンの延在方向およびキズ状溝１６，１７の延在方向と略平行方向（Ｙ軸方向）に固定磁場Ｈ１を印加しつつ熱処理を行い、その後、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で、固定磁場Ｈ１の印加方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に固定磁場Ｈ２を印加しつつ、熱処理を行う。これにより、第１の実施の形態と同様の作用によって、図１５に示した薄膜インダクタ１Ａが製造される。
【００６２】
このようにして本実施の形態では、第２の一対の分割領域において、下部磁性膜１１２および上部磁性膜１４２の裏面に、コイル１３のうちの第２のコイルパターンの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するキズ状溝１６，１７を形成するようにしたので、第１の実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能となる。
【００６３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態の薄膜インダクタは、キズ状溝１６，１７が、第２のコイルパターンの形成領域（第２の一対の分割領域）に加えて第１のコイルパターンの形成領域（第１の一対の分割領域）にも形成されていると共に、これらキズ状溝１６，１７を、研磨を行う代わりに所定形状のナノスタンパを用いることによって形成するようにしたものである。
【００６４】
図１９および図２０は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ（薄膜インダクタ１Ｂ）の構成を表したものであり、図１９はＸ−Ｙ平面構成を、図２０は図１９に示したＩＶ−ＩＶ線に沿ったＸ−Ｚ断面構成を、それぞれ表している。これらの図において、図１および図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この薄膜インダクタ１Ｂは、下部磁性膜１１の裏面側（基板１０と下部磁性膜１１との間）に樹脂膜１９１が形成されると共に、上部磁性膜１４の裏面側（絶縁膜１２と上部磁性膜１４との間）に樹脂膜１９４が形成されている。また、これら樹脂膜１９１，１９４の表面には、コイル１３（第１および第２のコイルパターン）の延在方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に沿ってキズ状溝１６，１７がそれぞれ形成され、これにより下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の裏面側にも、間接的にキズ状溝１６，１７の形成パターンに対応した形状のキズ状溝が形成されるようになっている。
【００６５】
なお、樹脂膜１９１，１９４は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）やフッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂等により構成される。
【００６６】
次に、図２１〜図２４を参照して、本実施の形態の薄膜インダクタ１Ｂの製造方法の一例について説明する。ここで、図２１〜図２４は、薄膜インダクタ１Ｂの製造方法の一例を表したものであり、図２１〜図２３はＸ−Ｚ断面構成を、図２４はＸ−Ｙ平面構成を、それぞれ表している。なお、図２３のＸ−Ｙ平面構成ではコイル１３の図示を省略し、簡略化して表している。
【００６７】
まず、図２１に示したように、基板１０上に、開口１５Ａを有すると共にキズ状溝１６を有する樹脂膜１９１および下部磁性膜１１を形成する。
【００６８】
具体的には、まず、図２２（Ａ）に示したように、基板１０上に、前述した材料よりなる樹脂膜１９１を、例えばスピンコート法により一様に形成する。この際、樹脂膜１９１の厚みは、例えば２００ｎｍ程度に設定する。そして図２２（Ｂ）に示したように、基板１０および樹脂膜１９１を加熱ステージ２１上に設置することにより、基板１０を介して樹脂膜１９１に熱量Ｑを供給し、樹脂膜１９１を加熱する。この際、加熱ステージ２１の温度は、例えば２００℃程度に設定し、例えば１０分程度加熱する。
【００６９】
続いて、図２３（Ａ）に示したように、この状態のまま、樹脂膜１９１の表面に、キズ状溝１６の形成パターンに対応する形状の表面Ｓ１を有するナノスタンパ２２を押し当てる。そしてこの状態を、例えば１５秒程度保つようにする。
【００７０】
続いて、図２３（Ｂ）に示したように、基板１０、樹脂膜１９１およびナノスタンパ２１を冷却ステージ２３上に設置することにより、基板１０を介して樹脂膜１９１から熱量Ｑを奪い、樹脂膜１９１を冷却する。この際、冷却ステージ２３の温度は、例えば２０℃程度に設定し、例えば５分程度冷却する。そして図２３（Ｃ）に示したように、ナノスタンパ２２を樹脂膜１９１の表面から離すことにより、図中の符号Ｐ５，Ｐ６および図２４（Ａ）に示したように、樹脂膜１９１の表面に、コイル１３の延在方向に沿ったキズ状溝１６が形成される。
【００７１】
続いて、図２４（Ｂ）に示したように、キズ状溝１６が形成された樹脂膜１９１上に、下部磁性膜１１を、例えばスパッタリング法やめっき法により一様に形成する。この際、下部磁性膜１１の厚みは、例えば５〜１５μｍ程度に設定する。そして図２４（Ｃ）に示したように、所定のエッチング材料を用いて樹脂膜１９１および下部磁性膜１１のエッチングを行い、開口１５Ａを形成する。これにより、図２１に示した断面構造が形成される。
【００７２】
なお、その後は、まず第１および第２の実施の形態と同様に、基板１０および下部磁性膜１１の上に、絶縁膜１２およびコイル１３を形成する。次に、図２１〜図２４を用いて説明した工程と同様にして、図１９および図２０に示したように、絶縁膜１２上に、開口１５Ｂを有すると共にキズ状溝１７を有する樹脂膜１９４および上部磁性膜１４を形成する。そして第１および第２の実施の形態と同様に、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で、第２のコイルパターンの延在方向と略平行方向（Ｙ軸方向）に固定磁場Ｈ１を印加しつつ熱処理を行い、その後、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の積層面（Ｘ−Ｙ平面）内で、固定磁場Ｈ１の印加方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に固定磁場Ｈ２を印加しつつ、熱処理を行う。これにより、第１および第２の実施の形態と同様の作用によって、図１５に示した薄膜インダクタ１Ａが製造される。
【００７３】
このようにして本実施の形態では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の裏面に、コイル１３の延在方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に沿って４つの分割領域全てに延在するキズ状溝１６，１７を形成するようにしたので、第１の実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高周波領域での透磁率を簡易に向上させることが可能となる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、コイル１３の延在方向に沿って４つの分割領域全てに延在する延在するキズ状溝１６，１７を、樹脂膜１９１，１９４の表面に所定形状のナノスタンパ２２を押し当てることによって形成する場合について説明したが、このようなキズ状溝１６，１７を、例えば図２５に示したようにダイサー３を用いて、下部磁性膜１１や上部磁性膜１４の表面に直接的に（あるいは間接的に）形成するようにしてもよい。このようにしてキズ状溝１６，１７を形成するようにした場合、本実施の形態よりもより簡単に形成することが可能となる。
【００７５】
以上、第１〜第３の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７６】
例えば、上記実施の形態では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４を、例えば最終的な磁場印加である固定磁場Ｈ２の印加方向とは直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿って予め一軸異方性を示す（例えば、Ｙ軸方向に沿って磁化容易軸を有する）ようにしておく場合について説明したが、必ずしもそのように予め一軸異方性を示すようにしておく必要はない。そのような事前の磁場印加（固定磁場Ｈ１の印加）を行わないようにした場合、固定磁場Ｈ２の印加の際に、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の磁化方向がランダムであり定まっていないことになるが、そのような場合でも、ある程度のピン止め効果を得ることが可能である。
【００７７】
また、上記実施の形態では、磁場中熱処理を行う際の熱処理の温度は、第１の一対の分割領域の異方性磁化Ｍａ，Ｍｃが磁場印加方向に変位（回転）することができるエネルギーを与えることが可能な温度よりも高く、かつ、第２の一対の分割領域の異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄをピン止めすることが可能な程度の温度であることが望ましい。ピン止めすることが可能な温度よりも高くなってしまうと、異方性磁化Ｍｂ，Ｍｄも磁場印加方向にまで変位（回転）してしまい、本発明の効果を得ることができなくなってしまうからである。
【００７８】
また、上記実施の形態では、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の裏面側（基板１０側や絶縁膜１２側）にキズ状溝１６，１７を形成した場合について説明したが、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の表面側に形成してもよく、さらに裏面側および表面側の両面に形成してもよい。表面側に形成した場合でも、上記実施の形態で説明したのと同様のピン止め作用によって同様の効果を得ることができる。また、両面に形成した場合、その分ピン止め作用が強まるため、高周波領域での透磁率をより向上させることが可能となる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、キズ状溝１６，１７がコイルパターンの延在方向に沿って不連続に形成されている場合におけるキズ状溝の形成パターンついては特に触れなかったが、このようにキズ状溝１６，１７が不連続に形成されている場合の形成パターンとしては、例えば図２６に示したように、キズ状溝１６，１７がコイルパターンの延在方向に沿って断続的に複数列形成されると共に隣り合う列同士で互いに千鳥状に配列されているような形成パターンと、キズ状溝１６，１７がその方向に沿って断続的に複数列形成されると共に隣り合う列同士で互いに向かい合うように（隣り合うように）配列されている場合とが考えられる。これら２つの形成パターンのうちでは、前者（隣り合う列同士で互いに千鳥状に配列されている場合）の形成パターンのほうが好ましい。下部磁性膜１１や上部磁性膜１４の体積の減少をより抑えることができ、薄膜インダクタのインダクタンスをさらに向上させることが可能となるからである。
【００８０】
また、上記実施の形態では、コイル１３の上方および下方の両方に磁性膜がある場合（下部磁性膜１１および上部磁性膜１４の両方が存在する場合）について説明したが、コイル１３の少なくとも一方側に磁性膜が形成されていればよい。ただし、上記実施の形態のようにコイルの上方および下方の両方にあったほうが、薄膜インダクタのインダクタンスがより大きくなるため、好ましい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、コイル１３が互いに略直交する第１および第２のコイルパターンを有する矩形状のスパイラルコイルから構成されている場合で説明したが、薄膜コイルであるコイル１３の形状は、これには限られない。例えば、図２７に示した薄膜インダクタ１Ｃのように、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４が円形状（楕円形でもよい）であって例えばコイル１３も円形状のスパイラルコイルの場合であってよい。この場合、コイル１３の形状によらずに、例えばＹ軸方向（またはＸ軸方向）に沿って下部磁性膜１１および上部磁性膜１４にキズ状溝１６，１７スリット１６を形成すると共に、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向）に沿って固定磁場Ｈ３を印加しつつ熱処理を行うようにすればよい。
【００８２】
また、例えば図２８に示した薄膜インダクタ１Ｄのように、コイルが矩形状のミアンダコイル１３Ｄであってもよく、また、例えば図２９に示した薄膜インダクタ１Ｅのように、コイルがソレノイドコイル１３Ｅであってもよい。具体的には、図２８に示した薄膜インダクタ１Ｄでは、コイル１３ＤのうちのＸ軸方向に沿ったコイルパターンに沿って、下部磁性膜１１および上部磁性膜１４に、Ｘ軸方向に沿って延在するキズ状溝１６，１７を形成すると共に、Ｘ軸方向に沿って固定磁場Ｈ４を印加しつつ熱処理を行うようにすればよい。また、図２９に示した薄膜インダクタ１Ｅでは、コイル１３ＥのうちのＹ軸方向に沿ったコイルパターンに沿って、磁性膜１１Ｅに、Ｙ軸方向に沿って延在するキズ状溝１６を形成すると共に、Ｘ軸方向に沿って固定磁場Ｈ５を印加しつつ熱処理を行うようにすればよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、薄膜磁気デバイスの一例として薄膜インダクタを挙げて説明したが、本発明はこの他にも薄膜トランスなどに適用することも可能である。すなわち、上記実施の形態で説明した磁性膜と所定の電極とを備えているのであれば、薄膜インダクタには限られず、広く薄膜磁気デバイスとして適用することが可能である。
【００８４】
さらに、上記実施の形態において説明した各層の材料、成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、また他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った薄膜磁気デバイスの構成を表す断面図である。
【図３】図１および図２に示した薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】図３に示した断面構成の製造方法を説明するための平面図である。
【図５】図４に続く断面構成の製造方法を説明するための平面図である。
【図６】図３に続く薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための平面図である。
【図８】図７に続く薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための平面図である。
【図９】図８に続く薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための平面図である。
【図１０】分割領域における異方性磁化方向とキズ状溝の延在方向との関係を説明するための平面模式図である。
【図１１】分割領域における透磁率の周波数依存性の一例を表す特性図である。
【図１２】分割領域における透磁率の周波数依存性の他の例を表す特性図である。
【図１３】キズ状溝の一例を示す顕微鏡写真および断面模式図である。
【図１４】磁性膜における表面粗さと厚みとの比率およびピン止め効果の関係を表す特性図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す断面図である。
【図１６】図１５に示した薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示した断面構成の製造方法を説明するための平面図である。
【図１８】図１７に続く断面構成の製造方法を説明するための平面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す平面図である。
【図２０】図１９のＩＶ−ＩＶ線に沿った薄膜磁気デバイスの構成を表す断面図である。
【図２１】図１９および図２０に示した薄膜磁気デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に示した断面構成の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く断面構成の製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く断面構成の製造方法を説明するための平面図である。
【図２５】第３の実施の形態の変形例に係るキズ状溝の形成方法を説明するための斜視図である。
【図２６】本発明の変形例に係るキズ状溝の形成パターンを表す平面模式図である。
【図２７】本発明の変形例に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す平面図である。
【図２８】本発明の変形例に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す平面図である。
【図２９】本発明の変形例に係る薄膜磁気デバイスの構成を表す斜視図である。
【図３０】従来の薄膜磁気デバイスの構成を表す平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ〜１Ｅ…薄膜インダクタ、１０…基板、１１，１１Ａ〜１１Ｄ，１１１，１１２…下部磁性膜、１１Ｅ…磁性膜、１２…絶縁膜、１３，１３Ｄ，１３Ｅ…コイル、１３Ｔ１，１３Ｔ２…端子、１４，１４Ａ〜１４Ｄ，１４１，１４２…上部磁性膜、１５Ａ，１５Ｂ…開口、１６，１７…キズ状溝、１８…ポリイミド膜、１９１，１９２…樹脂膜、２１…加熱ステージ、２２…ナノスタンパ、２３…冷却ステージ、３…ダイサー、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ３〜Ｈ５…印加磁場、Ｍａ〜Ｍｄ，Ｍ１，Ｍ２…分割領域における異方性磁化、ｗ…キズ状溝の幅、ｄ…キズ状溝の深さ、Ｑ…熱量。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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