(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一形状の上層スパイラルコイルと下層スパイラルコイルとが、上下に重なるように配置されたインダクタの特性調整方法において、
前記上層スパイラルコイルと下層スパイラルコイルとの間に、複数のスルーホールを形成し；
前記スルーホールに導電性材料を充填することで、前記上層スパイラルコイルと下層スパイラルコイルとを接続し；
前記上層スパイラルコイルにおいて、前記スルーホールが形成されていない領域であり、前記下層スパイラルコイルと重複する一部を切断することを特徴とする、インダクタの特性調整方法。
【請求項２】
前記上層スパイラルコイルにおいて、スパイラル最外周部の一部を切断することを特徴とする請求項１に記載のインダクタの特性調整方法。
【請求項３】
前記上層スパイラルコイルにおいて、前記スパイラル最外周部より少なくとも一巻分内側の領域を切断することを特徴とする請求項１又は２に記載のインダクタの特性調整方法。
【請求項４】
集束イオンビームによって前記上層スパイラルコイルを切断することを特徴とする請求項１，２又は３に記載のインダクタの特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、信号送受信回路に使用される可変インダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインダクタを用いた半導体集積回路としては、例えば、電子情報通信学会技術研究報告９３巻第４１６号４３頁から４８頁（１９９３年）（信学技報
Ｖｏｌ.９３ Ｎｏ．４１６ ＥＤ９３−１６３ （１９９４−０１），ｐｐ.４３−４８）に示されているものがある。この論文に示されているスパイラルインダクタは、ＧａＡｓ
ＨＥＭＴ（ガリウム砒素高電子移動度トランジスタ）素子とともに同一基板状に形成できるため、スパイラルインダクタをもつ整合回路内蔵の低雑音前置増幅器などが実現されている。
【非特許文献１】電子情報通信学会技術研究報告９３巻第４１６号
【０００３】
インダクタの特性は、その形状、プロセスのばらつき等の理由により変化する。例えば、信号送受信回路に使用した場合、インダクタの特性がターゲット周波数での最適値からずれてしまい、受信感度が低下する等の問題を引き起こすことがある。このような問題は、周波数が高い場合に顕著になる。インダクタの特性は、印加バイアスを調整することによってある程度は最適値に近づけることができるが、限界がある。
【０００４】
ところで、小型化の要求される電子機器、特に携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器においては、その内部で使用される部品においても小型化が要求されている。また、使用周波数が高くなるにつれて回路は複雑になり、使用部品は狭偏差であることが要求される。しかし、実際、個々の部品には偏差があり、これらの部品を実装して構成した回路が機能しない場合がある。そのため、回路を構成する部品群の一部に可変タイプの部品を使用し、この可変タイプの部品を微調整することにより、回路を機能させる方法が採られている。その一つの方法として、可変インダクタを使用するケースがある。
【０００５】
特開平８−１６２３３１号に開示された可変インダクタは、スパイラル状導体の近傍に開放端を持つループ状の導体を複数個設け、複数の開放端のそれぞれに開放／短絡するスイッチ設けている。これにより、インダクタのインダクタンスが低下すると説明されている。
【０００６】
一方、特開平９−１５３４１１号に開示されたインダクタにおいては、絶縁基板の一方の面上に、２個のスパイラル状の導体パターンからなる第１の導体パターンと、第１の導体パターンを覆う第１の磁性体膜とを形成し、絶縁基板の他方の面上に、２個のスバイラル状の導体パターンからなる第２の導体パターンと、第２の導体パターンを覆う第２の磁性体膜のうちの少なくとも第２の導体パターンを形成し、両面の導体パターンが互いに接続されて１個のコイルを形成し、磁性体膜を切断することによって、インダクタンス値を変化調整させている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６２３３１号
【特許文献２】特開平９−１５３４１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術では、コイルを含む回路構成が複雑になる等の問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、簡易な構成で容易にインダクタの特性調整が可能な方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、簡易な構成で容易に特性調整が可能な可変インダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、複数のコイルを積層し、これら複数のコイルをスルーホールによって電気的に接続して成形されるインダクタの特性調整方法に適用される。そして、最外層の前記コイルの一部を調整領域として定め、当該調整領域の下には前記スルーホールを形成せず、前記最外層のコイルを形成した後に、前記調整領域の少なくとも一部を除去することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る可変インダクタは、導電性材料からなるスパイラル状の第１のコイルと；導電性材料からなるスパイラル状の第２のコイルと；前記第１及び第２のコイルの間に介在される絶縁層と；前記絶縁層中に形成され、前記第１及び第２のコイル同士を電気的に接続するスルーホールとを備える。そして、前記第１のコイルは、当該第１のコイルを形成した後にインダクタとしての特性を調整すべく除去される調整領域を有する。更に、前記調整領域の下には前記スルーホールは形成されないことを特徴とする。
【００１３】
本発明において好ましくは、前記調整領域は、前記最外層のコイルのスパイラル最外周部に定められる。また、最外周部の内側の少なくとも１つの領域を含むことができる。前記調整領域は、集束イオンビームによって除去することができる。
【００１４】
調整領域を切断することにより、インダクタ特性を二値的に調整することが可能となる。また、切断位置をスパイラルコイルの中心から近い位置（内側）に設定すると、インダクタンス値及びＱ値の低下の割合が大きくなる。逆に、切断位置をスパイラルコイルの中心から遠い位置（外側）に設定すると、インダクタンス値及びＱ値の低下の割合は小さくなる。このような原理に基づき、調整領域の切断の有無、位置及び数を適切に設定する。
【００１５】
本発明に係る可変インダクタは、例えば、ＧＰＳ、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線通信の送受信回路に適用可能であり、例えば、アンプや発振器の内部に使用される。本発明は、特に周波数が高い領域の無線通信用送受信回路に好適である。本発明によって調整する特性としては、上述したインダクタンス及びＱ値の他に、アンプのゲイン、ＮＦ（ノイズ・ファクター）等、種々の特性が含まれる。
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で容易にインダクタの特性調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の実施例に係る可変インダクタの構造を示す平面図である。図２は、実施例に係る可変インダクタの断面構造を示し、（Ａ）が図１のＡ−Ａ方向の断面図、（Ｂ）が図１のＢ−ＢＡ方向の断面図である。最初に、本実施例の可変インダクタの構造について説明する。実施例に係る可変インダクタは、半導体基板１２０上に図示しない絶縁層を介して積層される第１〜第４メタル配線層のうち、主に第３配線層及び第４配線層に形成される。第２配線層には、第３配線層に形成されたスパイラルコイル１１６と接続される入／出力ライン１１４が形成される。他方の入／出力ライン１１２は、第４配線層に形成されたスパイラルコイル１１０の外側端部によって構成される。なお、コイルの積層数は二層に限定されず、一層又は三層以上とすることも可能である。
【００１８】
２つのスパイラルコイル１１０，１１６は、アルミニウムや銅等からなる矩形の螺旋コイルであり、略同一形状となっている。なお、本発明においてはスパイラルコイルの形状は矩形に限らず、円形、楕円形等、他の形状とすることができる。第３及び第４配線層に形成されたスパイラルコイル１１６、１１０は、絶縁層中に形成されたスルーホール１１８によって電気的に接続されている。正確には、スルーホールに充填されたタングステン等の導電性材料によって電気的に接続される。スルーホール１１８は、コイル全体に渡り、所定の間隔で複数形成されている。
【００１９】
最上層（第４配線層）のスパイラルコイル１１０において、最外周の一部に調整領域１１０ａが設定される。調整領域１１０ａはインダクタの完成後（ウエハプロセス終了後）に切断される予定の領域であり、調整領域１１０ａの下にはスルーホール１１８が形成されない。調整領域１１０ａの範囲内での切断長さ“Ｌ”は、インダクタ完成後に適宜変更（調整）することができる。すなわち、調整領域１１０ａはあくまで切断予定領域であり、その下にスルーホールが形成されていない領域と考えることができる。なお、調整領域は、最外周の他に、又はそれに代えて、コイル中心に近い側（最外周より少なくとも一巻分内側）に設定することもできる。
【００２０】
スパイラルコイル１１０において、調整領域１１０ａが切断される前の状態では、領域１１０ａにも信号が通り、コイル内部を通る磁束と作用し合うことになる。一方、調整領域１１０ａが切断された後は、領域１１０ａには信号が通ることがなく、コイル内部を通る磁束と作用し合わなくなる。
【００２１】
次に、本実施例の可変インダクタの特性調整方法について説明する。上述のような構造の可変インダクタにおいて、インダクタの完成後（ウエハプロセス終了後）に、所定の検査装置を用いてインダクタの特性を検査する。そして、その検査結果に基づいて、スパイラルコイル１１０の調整領域１１０ａをＦＩＢ装置（集束イオンビーム装置）等を用いて除去する（削る）。例えば、ガリウムイオン源から出力されるイオンビームを集束させ、調整領域１１０ａに照射し、イオンビームとコイル材との相互作用によって、照射部分が除去される。なお、ＦＩＢ方式の他に、レーザートリミング等の方法でコイルを選択的に除去することもできる。
【００２２】
先にも説明した通り、インダクタンス及びＱ値を大きく下げる場合には、調整領域（切断位置）をスパイラルコイル１１０の中心から近い位置（内側）に設定する。一方、インダクタンス及びＱ値を微妙に下げる場合には、調整領域（切断位置）をスパイラルコイル１１０の中心から遠い位置（外側）に設定する。
【００２３】
図３及び図４は、インダクタンスの周波数依存性及び、Ｑ値の周波数依存性を各々示す。なお、グラフ中、「比較例」はコイルを切断しない従来のインダクタであり、「実施例」は調整領域１１０ａ内を切断した場合を示す。グラフから分かるように、実施例においてはインダクタンス及びＱ値共に、比較例より低くすることに成功している。
【００２４】
図５は、本発明の他の実施例に係る可変インダクタの構造を示す平面図であり、調整領域１１０ａに加え、スパイラルコイル１１０の中心から近い位置（内側）に別の調整領域１１０ｂを設定したものを示す。調整領域１１０ｂのコイルを切断することにより、インダクタンス及びＱ値を比較的大きく下げることが可能となる。この例は、コイルの形成面積が小さく最外周の調整領域１１０ａを長く取れない等の場合に有効である。
【００２５】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る可変インダクタの構造を示す平面図である。
【図２】図２は、実施例に係る可変インダクタの断面構造を示し、（Ａ）が図１のＡ−Ａ方向の断面図、（Ｂ）が図１のＢ−ＢＡ方向の断面図である。
【図３】図３は、実施例に作用を示すグラフであり、インダクタンスの周波数依存性を示す。
【図４】図４は、実施例に作用を示すグラフであり、Ｑ値の周波数依存性を示す。
【図５】図５は、本発明の他の実施例に係る可変インダクタの構造を示す平面図である。
【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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