(57)【要約】【課題】デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが可能な薄膜デバイスを提供する。【解決手段】コイル１１に設けられた厚さ方向の窪み１１Ｓに磁性膜１２が収容されるように、薄膜デバイス１０を構成する。コイル１１に磁性膜１２が付設されている場合においても総厚Ｈ１０が目標厚さＨ０に等しくなるため（Ｈ１０＝Ｈ０）、デバイス厚さが薄くなる。しかも、コイル１１に窪み１１Ｓが設けられている場合においても高周波抵抗が小さくなるため、動作性能も確保される。これにより、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保が両立される。【選択図】図２
2007103520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向の窪みを有するスパイラル状のコイルと、
その窪みに収容された磁性膜と、を備えた
ことを特徴とする薄膜デバイス。
【請求項２】
前記コイルが、相対的に大きな厚さを有する第１のコイル部分および相対的に小さな厚さを有する第２のコイル部分を含み、
それらの第１のコイル部分および第２のコイル部分により前記窪みが構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイス。
【請求項３】
前記第１のコイル部分が、前記磁性膜の磁化困難軸と平行な方向に延在し、
前記第２のコイル部分が、前記磁性膜の磁化困難軸と直交する方向に延在している
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜デバイス。
【請求項４】
前記第１のコイル部分の、前記コイルに前記窪みが設けられている側の面と、前記磁性膜の一面とが、共通の面内に位置している
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の薄膜デバイス。
【請求項５】
前記コイルが、厚さ方向の一方側に前記窪みを有している
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄膜デバイス。
【請求項６】
さらに、前記コイルと前記磁性膜との間に設けられた絶縁膜を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄膜デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル状のコイルと共に磁性膜を備えた薄膜デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種用途のデバイス分野において、スパイラル状のコイルと共に磁性膜を備えた薄膜デバイスが広く利用されている。この薄膜デバイスの一例としては、コイルを利用してインダクタンスを向上させる薄膜インダクタが挙げられる。この薄膜インダクタは、主に、基板の一面に、絶縁膜により埋設されたコイルと、インダクタンスを高める磁性膜とがこの順に積層された構成を有している。
【０００３】
薄膜デバイスは、磁性膜の磁化反転を利用して動作する。この磁化反転は、一般に、磁化容易軸方向では磁壁移動モードにおいて生じ、一方、磁化困難軸方向では磁化回転モードにおいて生じる。この磁壁移動モードでは、数１００ｋＨｚの高周波数帯域において、磁壁が慣性質量の影響を受けることにより外部磁場の変化に追従できなくなるため、透磁率が低下することに起因して磁気特性が劣化してしまう。このことを踏まえ、薄膜デバイスでは、高周波数帯域において磁化容易軸方向の磁化反転を利用せず、磁化困難軸方向の磁化反転現象を利用している。
【０００４】
この種の薄膜デバイスとしては、例えば、スパイラル状のコイルのうちの磁化容易軸に平行な巻線部分と重なるように磁性膜が配置された薄膜インダクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３３８２２１５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、電子機器の小型化に伴い、その電子機器に搭載される薄膜デバイスの小型化が要望されている。しかしながら、従来の薄膜デバイスでは、コイルに磁性膜が付設されている構造的要因に起因して、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが困難であるという問題があった。すなわち、コイル厚さを維持したままコイルに磁性膜を付設しようとすると、その磁性膜の厚さ分だけデバイス厚さが厚くなるため、十分な動作性能が得られるのに対してデバイスサイズが大きくなる。一方、デバイス厚さを維持したままコイルに磁性膜を付設しようとすると、その磁性膜の厚さ分だけコイル厚さを薄くしなければならないため、デバイスサイズが小さくなるのに対して十分な動作性能が得られない。
【０００６】
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、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが可能な薄膜デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る薄膜デバイスは、厚さ方向の窪みを有するスパイラル状のコイルと、その窪みに収容された磁性膜とを備えたものである。
【０００８】
本発明に係る薄膜デバイスでは、スパイラル状のコイルに設けられた厚さ方向の窪みに磁性膜が収容されているため、コイルに磁性膜が付設されている場合においてもデバイス厚さが薄くなると共に、そのコイルに窪みが設けられている場合においても動作性能が確保される。
【０００９】
本発明に係る薄膜デバイスでは、コイルが相対的に大きな厚さを有する第１のコイル部分および相対的に小さな厚さを有する第２のコイル部分を含み、それらの第１のコイル部分および第２のコイル部分により窪みが構成されていてもよい。この場合には、第１のコイル部分が磁性膜の磁化困難軸と平行な方向に延在し、第２のコイル部分が磁性膜の磁化困難軸と直交する方向に延在していると共に、第１のコイル部分のコイルに窪みが設けられている側の面と磁性膜の一面とが共通の面内に位置しているのが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る薄膜デバイスでは、コイルが厚さ方向の一方側に窪みを有していてもよい。この場合には、さらに、コイルと磁性膜との間に設けられた絶縁膜を備えていてもよい。
【００１１】
ここで、上記した一連の文言の意味は、以下の通りである。第１に、「磁性膜が窪みに収容されている」とは、磁性膜が窪みに全体的に収容されている場合だけでなく、その磁性膜が窪みに部分的に収容されている場合も含む意味である。第２に、「第１のコイル部分が磁性膜の磁化困難軸と平行な方向に延在している」とは、第１のコイル部分が厳密に磁化困難軸と平行な方向に延在している場合に限らず、その磁化困難軸と平行な方向に延在するように意図して第１のコイル部分を配置する限りにおいて、第１のコイル部分の延在方向と磁化困難軸と平行な方向との間に多少の方向ずれが生じる場合をも含む意味である。同様に、「第２のコイル部分が磁性膜の磁化困難軸と直交する方向に延在している」とは、第２のコイル部分が厳密に磁化困難軸と直交する方向に延在している場合に限らず、その磁化困難軸と直交する方向に延在するように意図して第２のコイル部分を配置する限りにおいて、第２のコイル部分の延在方向と磁化困難軸と直交する方向との間に多少の方向ずれが生じる場合をも含む意味である。第３に、「共通の面」とは、第１のコイル部分の面および磁性膜の一面の双方に平行な仮想面であり、「第１のコイル部分の面および磁性膜の一面が共通の面内に位置している」とは、第１のコイル部分の面および磁性膜の一面の双方が略同一の仮想面内に位置していることを意味している。確認までに、「略同一の仮想面内に位置する」とは、第１のコイル部分の面および磁性膜の一面の双方が厳密に同一の仮想面内に位置している場合に限らず、両者の面が同一の仮想面内に位置するように意図して第１のコイル部分および磁性膜を配置する限りにおいて、その両者の面の間に多少の位置ずれが生じる場合をも含む意味である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る薄膜デバイスによれば、スパイラル状のコイルに設けられた厚さ方向の窪みに磁性膜が収容されているので、デバイス厚さが薄くなると共に動作性能が確保される。したがって、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの構成について説明する。図１および図２は薄膜デバイス１０の構成を表しており、図１は平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を示し、図２は図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示している。
【００１５】
本実施の形態に係る薄膜デバイス１０は、各種用途のデバイス分野において利用されるものであり、例えば、薄膜インダクタ、薄膜トランス、薄膜センサ、薄膜アクチュエータ、薄膜磁気ヘッドまたはＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）などである。
【００１６】
この薄膜デバイス１０は、例えば、図１および図２に示したように、コイル１１と共に磁性膜１２を備えており、図示しない基板の一面などに設けられている。
【００１７】
なお、薄膜デバイス１０の詳細な構成は、以下で説明する構造的特徴を有するコイル１１および磁性膜１２を備えている限り、自由に設定可能である。具体的には、例えば、薄膜デバイス１０は、上記したコイル１１および磁性膜１２と共に、他の構成要素を併せて備えていてもよい。ここでは、例えば、薄膜デバイス１０は、コイル１１および磁性膜１２と共に、それらのコイル１１と磁性膜１２との間に設けられた絶縁膜１３を備えている。ただし、図１では、絶縁膜１３の図示を省略している。
【００１８】
コイル１１は、導電性を利用して各種機能を実行する機能膜である。このコイル１１は、一端を中心として巻回された巻線状（スパイラル状）のパターン形状（平面形状）を有しており、例えば、各種金属などに代表される導電性材料により構成されている。
【００１９】
特に、コイル１１は、厚さ方向（Ｚ軸方向）の窪み１１Ｓを有している。より具体的には、コイル１１は、例えば、相対的に大きな厚さＴ１を有するコイル部分１１Ａ（第１のコイル部分）および相対的に小さな厚さＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）を有するコイル部分１１Ｂ（第２のコイル部分）を含んでおり、それらのコイル部分１１Ａ，１１Ｂにより囲まれた空間として窪み１１Ｓが構成されている。磁性膜１２の磁化特性に寄与する２種類の磁化軸（磁化容易軸および磁化困難軸）を基準とすると、コイル部分１１Ａは、磁性膜１２の磁化困難軸と平行な方向に延在し、コイル部分１１は、磁性膜１２の磁化困難軸と直交する方向（磁化容易軸と平行な方向）に延在している。この「磁化容易軸」とは、Ｙ軸と平行な軸であり、一方、「磁化困難軸」とは、Ｘ軸と平行な軸である。「コイル部分１１Ａが磁性膜１２の磁化困難軸と平行な方向に延在している」とは、コイル部分１１Ａが厳密に磁化困難軸と平行な方向に延在している場合に限らず、その磁化困難軸と平行な方向に延在するように意図してコイル部分１１Ａを配置する限りにおいて、コイル部分１１Ａの延在方向と磁化困難軸と平行な方向との間に多少の方向ずれが生じる場合をも含む意味である。同様に、「コイル部分１１Ｂが磁性膜１２の磁化困難軸と直交する方向に延在している」とは、コイル部分１１Ｂが厳密に磁化困難軸と直交する方向に延在している場合に限らず、その磁化困難軸と直交する方向に延在するように意図してコイル部分１１Ｂを配置する限りにおいて、コイル部分１１Ｂの延在方向と磁化困難軸と直交する方向との間に多少の方向ずれが生じる場合をも含む意味である。
【００２０】
ここでは、例えば、コイル１１のうちのＹ軸方向における中央近傍に、Ｘ軸方向における一端（左端）から他端（右端）に至る範囲に渡ってコイル部分１１Ｂが設けられていると共に、コイル１１が窪み１１Ｓを１つだけ有している。より具体的には、例えば、コイル１１は、厚さ方向の一方側（上方側）のみに窪み１１Ｓを有することにより、略Ｕ字型の断面形状を有している。
【００２１】
なお、コイル１１は、例えば、互いに異なる厚さＴ１，Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）を有するコイル部分１１Ａ，１１Ｂを含む場合において直流抵抗を均一化するために、磁化困難軸と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在している巻線部分において相対的に大きな幅ＷＸを有していると共に、磁化困難軸と平行な方向（Ｘ軸方向）に延在している巻線部分において相対的に小さな幅ＷＹ（ＷＹ＜ＷＸ）を有している。これらの幅ＷＸ，ＷＹは、コイル１１の抵抗特性に応じて自由に設定可能である。ここでは、例えば、各巻線部分の幅ＷＹが互いに等しくなっている一方で、各巻線部分の幅ＷＸがコイル１１の中心（一端）に近づくにしたがって次第に大きくなっている。
【００２２】
磁性膜１２は、磁性を利用して各種機能を実行する機能膜である。この磁性膜１２は、例えば、平板状構造を有しており、各種合金などに代表される磁性材料により構成されている。
【００２３】
特に、磁性膜１２は、コイル１１に設けられた窪み１１Ｓに収容されている。この磁性膜１２は、例えば、長手方向および短手方向を有する矩形状（長方形状）のパターン形状を有しており、その長手方向においてコイル１１を横切るように延在している。ここでは、例えば、磁性膜１２が窪み１１Ｓに全体的に収容されている。これにより、コイル部分１１Ａの、コイル１１に窪み１１Ｓが設けられている側の面（上面）１１Ｐと、磁性膜１２の一面（上面）１２Ｐとは、共通の面内に位置している。この「共通の面」とは、上面１１Ｐ，１２Ｐに平行な仮想面（ＸＹ面）である。また、「上面１１Ｐ，１２Ｐが共通の面内に位置している」とは、２つの上面１１Ｐ，１２Ｐが略同一の仮想面内に位置しており、すなわちコイル部分１１Ａおよび磁性膜１２がいわゆる「面いち」となるように配置されていることを意味している。確認までに、「略同一の仮想面内に位置する」とは、上面１１Ｐ，１２Ｐの双方が厳密に同一の仮想面内に位置している場合に限らず、上面１１Ｐ，１２Ｐが同一の仮想面内に位置するように意図してコイル部分１１Ａおよび磁性膜１２を配置する限りにおいて、それらの上面１１Ｐ，１２Ｐの間に多少の位置ずれが生じる場合をも含む意味である。
【００２４】
絶縁膜１３は、コイル１１と磁性膜１２との間を電気的に分離するものであり、例えば、樹脂または金属酸化物などの絶縁性材料により構成されている。ここでは、例えば、絶縁膜１３は、コイル１１と磁性膜１２との間の空間を埋め込むように設けられている。ただし、絶縁膜１３は、例えば、コイル１１と磁性膜１２との間だけでなく、コイル１１の巻線間や周囲にも設けられていてもよい。
【００２５】
次に、図１〜図１５を参照して、図１および図２に示した薄膜デバイス１０の製造方法について説明する。図３〜図１４は薄膜デバイス１０の製造工程を説明するためのものであり、図３、図５、図７、図９、図１１および図１３はいずれも図１に対応する平面構成を示し、図４、図６、図８、図１０、図１２および図１４はいずれも図２に対応する断面構成を示している。なお、図４は図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示し、図６は図５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示し、図８は図７に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示し、図１０は図９に示したＸ−Ｘ線に沿った断面を示し、図１２は図１１に示したＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面を示し、図１４は図１３に示したＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面を示している。また、図１５は複数の薄膜デバイス１０の製造工程を説明するためのものであり、複数のコイル１１の平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を模式的に示している。
【００２６】
以下では、まず、図１および図２を参照して薄膜デバイス１０全体の製造工程について簡単に説明したのち、図３〜図１５を参照してコイル１１の形成工程について詳細に説明する。その際、薄膜デバイス１０を構成する一連の構成要素の材質や構造的特徴に関しては既に説明したので、その説明を随時省略する。
【００２７】
この薄膜デバイス１０は、スパッタリング法または電解めっき法などに代表される成膜技術と、フォトリソグラフィ法などに代表されるパターニング技術と、ドライエッチング法またはウェットエッチング法などに代表されるエッチング技術とを含む既存の薄膜プロセスを使用して製造される。すなわち、薄膜デバイス１０を製造する際には、まず、厚さ方向の窪み１１Ｓを有するようにスパイラル状のコイル１１をパターン形成する。このコイル１１を形成する際には、後工程において形成される磁性膜１２の磁化困難軸と平行な方向に延在すると共に相対的に大きな厚さＴ１を有するコイル部分１１Ａと、その磁性膜１２の磁化困難軸と直交する方向に延在すると共に相対的に小さな厚さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）を有するコイル部分１１Ｂとを含み、それらのコイル部分１１Ａ，１１Ｂにより窪み１１Ｓが構成されるようにする。続いて、スパッタリング法などの成膜技術を使用して、窪み１１Ｓの内壁を覆うように絶縁膜１３を形成する。この絶縁膜１３を形成する際には、窪み１１Ｓの内壁を覆うだけでなく、コイル１１の巻線間や周囲を埋め込むようにしてもよい。最後に、電解めっき法などの成膜技術を使用して、窪み１１Ｓに収容されるように磁性膜１２をパターン形成する。この磁性膜１２を形成する際には、窪み１１Ｓのうちの絶縁膜１３により囲まれた空間を埋め込むようにする。これにより、薄膜デバイス１０が完成する。
【００２８】
上記したコイル１１は、例えば、以下で説明する３通りの形成手順を経ることにより形成される。
【００２９】
第１の形成手順では、まず、図３および図４に示したように、電解めっき法などの成膜技術を使用して、コイル１１を形成するためのコイル形成膜１１Ｆをパターン形成する。このコイル形成膜１１Ｆを形成する際には、コイル１１のパターン形状に対応したパターン形状を有すると共に、全体に渡って厚さＴ１を有するようにする。このコイル形成膜１１Ｆは、厚さＴ１を有するコイル部分１１Ａと、同様に厚さＴ１を有するコイル部分１１ＢＺとを含んでいる。なお、電解めっき法を使用したパターン成膜技術の詳細な手順に関しては、後述する。続いて、コイル１１にフォトレジストを塗布することによりフォトレジスト膜（図示せず）を形成したのち、フォトリソグラフィ法などのパターニング技術を使用してフォトレジスト膜をパターニング（露光・現像）することにより、コイル形成膜１１Ｆ上にフォトレジストパターン１を形成する。このフォトレジストパターン１を形成する際には、窪み１１Ｓに対応する箇所（コイル部分１１ＢＺに対応する箇所）にエッチング用の開口１Ｋを有するようにする。
【００３０】
続いて、イオンミリングなどのエッチング技術を使用してコイル形成膜１１Ｆを選択的にエッチングすることにより、開口１Ｋを通じてコイル形成膜１１Ｆを部分的に掘り下げる。このコイル形成膜１１Ｆをエッチングする際には、コイル部分１１ＢＺの厚さをＴ１からＴ２まで変化させる。これにより、図５および図６に示したように、エッチング箇所に窪み１１Ｓが設けられると共に、残存したコイル部分１１ＢＺがコイル部分１１Ｂとなる。最後に、使用済みのフォトレジストパターン１を除去することにより、図１および図２に示したコイル１１が完成する。
【００３１】
第２の形成手順では、まず、図７および図８に示したように、電解めっき法などの成膜技術を使用して、コイル１１を形成するためのコイル準備膜１１Ｒをパターン形成する。このコイル準備膜１１Ｒを形成する際には、コイル１１のパターン形状に対応したパターン形状を有すると共に、全体に渡って厚さＴ２を有するようにする。このコイル準備膜１１Ｒは、厚さＴ２を有するコイル部分１１Ｂと、同様に厚さＴ２を有するコイル部分１１ＡＭとを含んでいる。続いて、上記した第１の形成手順において説明したフォトレジストパターン１の形成手順と同様の手順を経ることにより、コイル準備膜１１Ｒ上にフォトレジストパターン２を形成する。このフォトレジストパターン２を形成する際には、コイル部分１１ＡＭに対応する箇所にパターン成膜用の開口２Ｋを有すると共に、最終的に形成されるコイル１１の最大厚さＴ１よりも大きな厚さＨ２を有するようにする（Ｈ２＞Ｔ１）。
【００３２】
続いて、図９および図１０に示したように、フォトレジストパターン２を利用した電解めっき法を使用して開口２Ｋを通じて選択的にめっき膜を成長させることにより、コイル準備膜１１Ｒのうちのコイル部分１１ＡＭ上にコイル部分１１ＡＸをパターン形成する。このコイル部分１１ＡＸを形成する際には、厚さＴ１よりも小さな厚さＴ３（Ｔ３＜Ｔ１）を有することにより、コイル部分１１ＡＭ，１１ＡＸの総厚Ｔ２＋Ｔ３がＴ１に等しくなるようにする（Ｔ１＝Ｔ２＋Ｔ３）。なお、電解めっき法では、電極膜としてのシード膜（図示せず）を形成したのち、そのシード膜を利用してめっき膜を成長させる。このシード膜の形成材料は、コイル部分１１ＡＸの形成材料と同一であってもよいし、あるいは異なってもよい。これにより、コイル部分１１ＡＭ，１１ＡＸの集合体としてコイル部分１１Ａが形成される。最後に、使用済みのフォトレジストパターン２を除去することにより、そのフォトレジストパターン２の除去箇所に窪み１１Ｓが設けられるため、図１および図２に示したコイル１１が完成する。
【００３３】
第３の形成手順では、まず、図１１および図１２に示したように、電解めっき法などの成膜技術を使用して、コイル１１の形成領域１１Ｇに部分的に近接するようにダミー電極３をパターン形成する。このダミー電極３は、後工程において電解めっき法を使用してめっき膜を成長させることによりコイル１１を形成する際に、そのめっき膜の成長厚さに差異を設けるために使用されるものであり、めっき反応を進行させるために使用される電極（陽極および陰極）とは異なるものである。このダミー電極３の形成材料は、例えば、コイル１１の形成材料と同一であってもよいし、あるいは異なってもよい。ここでは、コイル１１の形成領域１１Ｇのうち、コイル部分１１Ｂの形成領域のみに近接するように２つのダミー電極３を選択的に配置する。より具体的には、Ｘ軸方向において形成領域１１Ｇを挟むように２つのダミー電極３を配置し、Ｙ軸方向において形成領域１１Ｇを挟む位置にはダミー電極３を配置しない。続いて、上記した第１の形成手順において説明したフォトレジストパターン１の形成手順と同様の手順を経ることにより、２つのダミー電極３の間にフォトレジストパターン４を形成する。このフォトレジストパターン４を形成する際には、コイル１１の形成領域１１Ｇに対応する箇所にパターン成膜用の開口４Ｋを有すると共に、最終的に形成されるコイル１１の最大厚さＴ１よりも大きな厚さＨ４を有するようにする（Ｈ４＞Ｔ１）。
【００３４】
続いて、図１３および図１４に示したように、フォトレジストパターン４を利用した電解めっき法を使用して開口４Ｋを通じて選択的にめっき膜を成長させることにより、コイル１１をパターン形成する。このめっき工程では、ダミー電極３から近い領域と遠い領域との間においてめっき膜の成長速度に差異が生じるため、そのめっき膜の成長厚さに差異が生じる。より具体的には、めっき膜の成長厚さは、ダミー電極３に近い領域よりも遠い領域において大きくなる。このめっき膜の成長厚さの差異を利用して、ダミー電極３から遠い領域において相対的に大きな厚さＴ１を有するようにコイル部分１１Ａが形成されると共に、そのダミー電極３に近い領域において相対的に小さな厚さＴ２を有するようにコイル部分１１Ｂが形成されるため、それらのコイル部分１１Ａ，１１Ｂにより窪み１１Ｓが構成される。最後に、使用済みのフォトレジストパターン４を除去することにより、図１および図２に示したコイル１１が完成する。なお、コイル１１を形成したのちには、使用済みのダミー電極３をそのまま残存させておいてもよいし、あるいは除去してもよい。
【００３５】
なお、上記した第３の形成手順では、２つのダミー電極３を利用して１つのコイル１１を形成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、２つ以上のダミー電極３を利用すれば、複数のコイル１１を一括形成することが可能である。一例を挙げれば、図１５に示したように、複数（ここでは９つ）のコイル１１の形成領域１１Ｇを挟むように２つのダミー電極３が配置された組み合わせを複数列（ここでは６列）に渡って配列することにより、複数（ここでは計１２）のダミー電極３を利用して複数（ここでは計５４）のコイル１１を一括形成してもよい。もちろん、ダミー電極３の利用数および配置場所やコイル１１の一括形成数は、自由に設定可能である。
【００３６】
本実施の形態に係る薄膜デバイスでは、スパイラル状のコイル１１に設けられた厚さ方向の窪み１１Ｓに磁性膜１２が収容されているので、以下の理由により、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができる。
【００３７】
図１６および図１７は本実施の形態の薄膜デバイス１０に対する第１の比較例としての薄膜デバイス２０の構成を表しており、図１６は図１に対応する平面構成を示し、図１７は図２に対応する断面構成を示している。なお、図１７は図１６に示したＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面を示している。この薄膜デバイス２０は、コイル１１、磁性膜１２および絶縁膜１３に代えてそれぞれコイル２１、磁性膜２２および絶縁膜２３を備え、そのコイル２１が全体に渡って厚さＴ１を有していると共に、磁性膜２２がコイル２１の一面に絶縁膜２３を介して配置されている点を除き、薄膜デバイス１０と同様の構造を有している。
【００３８】
また、図１８および図１９は本実施の形態の薄膜デバイス１０に対する第２の比較例としての薄膜デバイス３０の構成を表しており、図１８は図１に対応する平面構成を示し、図１９は図２に対応する断面構成を示している。なお、図１９は図１８に示したＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面を示している。この薄膜デバイス３０は、コイル１１、磁性膜１２および絶縁膜１３に代えてそれぞれコイル３１、磁性膜３２および絶縁膜３３を備え、そのコイル３１が全体に渡って厚さＴ２を有していると共に、磁性膜３２がコイル３１の一面に絶縁膜３３を介して配置されている点を除き、薄膜デバイス１０と同様の構造を有している。
【００３９】
第１の比較例の薄膜デバイス２０（図１６および図１７参照）では、コイル２１が全体に渡って大きな厚さＴ１を有していることに伴い、そのコイル２１の高周波抵抗（直流抵抗および交流抵抗）が小さくなるため、動作性能が確保される。しかしながら、この場合には、大きな厚さＴ１を有するコイル２１に磁性膜１２が付設されていることに起因して、その磁性膜１２の厚さ分だけ総厚Ｈ２０が目標厚さＨ０よりも大きくなるため（Ｈ２０＞Ｈ０）、デバイス厚さが厚くなる。この目標厚さＨ０とは、小型化の要望に基づいて設定される薄膜デバイスの厚さである。これにより、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが困難である。
【００４０】
また、第２の比較例の薄膜デバイス３０（図１８および図１９参照）では、コイル３１が全体に渡って小さな厚さＴ２を有していることに伴い、そのコイル３１に磁性膜１２を付設した場合においても総厚Ｈ３０が目標厚さＨ０に等しくなるため（Ｈ３０＝Ｈ０）、デバイス厚さが薄くなる。しかしながら、この場合には、コイル３１が小さな厚さＴ２を有していることに起因して、そのコイル３１の高周波抵抗が大きくなるため、動作性能が確保されない。これにより、やはりデバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが困難である。
【００４１】
これに対して、本実施の形態の薄膜デバイス１０（図１および図２参照）では、コイル１１に設けられた窪み１１Ｓに磁性膜１２が収容されていることに伴い、そのコイル１１に磁性膜１２を付設した場合においても総厚Ｈ１０が目標厚さＨ０に等しくなるため（Ｈ１０＝Ｈ０）、デバイス厚さが薄くなる。しかも、コイル１１のうち、コイル部分１１Ａが大きな厚さＴ１および小さな幅ＷＹを有している一方で、コイル部分１１Ｂが小さな厚さＴ２よび大きな幅ＷＸを有していることに伴い、そのコイル１１に窪み１１Ｓが設けられている場合においても高周波抵抗が小さくなるため、動作性能も確保される。したがって、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができるのである。
【００４２】
特に、本実施の形態では、図２に示したように、コイル部分１１Ａの上面１１Ｐおよび磁性膜１２の上面１２Ｐが共通の面内に位置しているので、総厚Ｈ１０がコイル１１の最大厚さＴ１よりも大きくならない。したがって、コイル１１に磁性膜１２を付設する場合において、総厚Ｈ１０を最小化することができる。
【００４３】
上記した他、本実施の形態に係る薄膜デバイスの製造方法では、上記した３通りの形成手順を経ることにより窪み１１Ｓを有するようにコイル１１を形成するために、成膜技術、パターニング技術およびエッチング技術を含む既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑なプロセスを使用しない。したがって、既存の薄膜プロセスを使用して、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保が両立された薄膜デバイス１０を容易に製造することができる。
【００４４】
特に、本実施の形態では、第３の形成手順を使用してコイル１１を形成し、すなわちコイル１１の形成領域１１Ｇに部分的に近接するようにダミー電極３を配置した状態において、電解めっき法を使用してめっき膜を選択的に成長させることによりコイル１１を形成すれば、上記したように、ダミー電極３から近い領域と遠い領域との間におけるめっき膜の成長厚さの差異を利用してコイル１１に窪み１１Ｓが設けられる。したがって、窪み１１Ｓを有するコイル１１を容易に形成することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、図２に示したように、磁性膜１２が全体的に窪み１１Ｓに収容されることにより、コイル部分１１Ａの上面１１Ｐおよび磁性膜１２の上面１２Ｐが共通の面内に位置するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではない。具体的には、例えば、図２に対応する図２０に示したように、磁性膜１２が部分的に窪み１１Ｓに収容されることにより、上面１１Ｐ，１２Ｐが互いにずれるようにしてもよい。この場合には、磁性膜１２がコイル１１から突出した分だけ総厚Ｈ１０が目標厚さＨ０よりも大きくなるが（Ｈ１０＞Ｈ０）、その総厚Ｈ１０は第１の比較例の薄膜デバイス２０（図１７参照）の総厚Ｈ２０よりも小さくなる（Ｈ１０＜Ｈ２０）。したがって、第１の比較例の薄膜デバイス１０と比較する限りにおいて、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図２０に示した薄膜デバイス１０に関する上記以外の構成は、図２に示した場合と同様である。
【００４６】
また、本実施の形態では、図２に示したように、１つの窪みを有するコイル１１を備えるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図２に対応する図２１に示したように、上記したコイル１１に代えて、２つの窪みを有するコイル１４を備えるようにしてもよい。このコイル１４は、厚さ方向の一方側（下方側）に下部窪み１４Ｓ１を有すると共に他方側（上方側）に上部窪み１４Ｓ２を有することにより、相対的に大きな厚さＴ１を有するコイル部分１４Ａおよび相対的に小さな厚さＴ２を有するコイル部分１４Ｂを含むＨ字型の断面形状を有している。この下部窪み１４Ｓ１には、下部絶縁膜１６を介して下部磁性膜１５が収容されており、例えば、コイル部分１４Ａの、コイル１４に下部窪み１４Ｓ１が設けられている側の面（下面）１４Ｐ１と、下部磁性膜１５の一面（下面）１５Ｐとは、共通の面内に位置している。また、上部窪み１４Ｓ２には、上部絶縁膜１８を介して上部磁性膜１７が収容されており、例えば、コイル部分１４Ａの、コイル１４に上部窪み１４Ｓ２が設けられている側の面（上面）１４Ｐ２と、上部磁性膜１７の一面（上面）１７Ｐとは、やはり共通の面内に位置している。なお、図２１に示した薄膜デバイス１０に関する上記以外の構成は、図２に示した場合と同様である。すなわち、コイル１４、下部磁性膜１５および上部磁性膜１７、ならびに下部絶縁膜１６および上部絶縁膜１８の材質や構造的特徴などは、それぞれコイル１１、磁性膜１２および絶縁膜１３と同様である。
【００４７】
図２１に示したコイル１４は、例えば、図２１に対応する図２２および図２３に示した形成手順を経ることにより形成される。すなわち、コイル１４を形成する際には、まず、図２２に示したように、電解めっき法などの成膜技術を使用して、コイル部分１４ＡＭをパターン形成する。このコイル部分１４ＡＭを形成する際には、コイル部分１４Ａのパターン形状に対応したパターン形状を有すると共に、全体に渡って厚さＴ１よりも小さな厚さＴ４（Ｔ４＜Ｔ１）を有するようにする。このコイル部分１４ＡＭは、下部窪み１４Ｓ１を有している。続いて、スパッタリング法などの成膜技術を使用して、下部窪み１４Ｓ１に下部磁性膜１５をパターン形成する。続いて、スパッタリング法などの成膜技術を使用して、下部磁性膜１５を覆うように下部絶縁膜１６を形成する。最後に、上記実施の形態において説明したコイル１１の形成手順（図３〜図１４参照）と同様の手順を経ることにより、図２３に示したように、コイル部分１４ＡＭおよび下部絶縁膜１６上に、コイル１１の代わりに、コイル１４を形成するためのコイル準備膜１４Ｒをパターン形成する。このコイル準備膜１４Ｒは、コイル部分１４ＡＭ上に配置され、厚さＴ１よりも小さな厚さＴ５（Ｔ５＜Ｔ１）を有するコイル部分１４ＡＸと、下部絶縁膜１６上に配置され、厚さＴ２を有するコイル部分１４Ｂとを含んでおり、それらのコイル部分１４ＡＸ，１４Ｂにより囲まれた空間として上部窪み１４Ｓ２を有している。このコイル準備膜１４Ｒを形成する際には、コイル１４のパターン形状に対応したパターン形状を有すると共に、コイル部分１４ＡＭ，１４ＡＸの総厚Ｔ４＋Ｔ５がＴ１に等しくなるようにする（Ｔ１＝Ｔ４＋Ｔ５）。これにより、コイル部分１４ＡＭ，１４ＡＸの集合体としてコイル部分１４Ａが形成されるため、図２１に示したコイル１４が完成する。
【００４８】
図２１に示した薄膜デバイス１０では、コイル１４に設けられた下部窪み１４Ｓ１および上部窪み１４Ｓ２にそれぞれ下部磁性膜１５および上部磁性膜１７が収容されているので、上部磁性膜１７に加えて下部磁性膜１５を含む分だけ総厚Ｈ１０が目標厚さＨ０よりも大きくなるが（Ｈ１０＞Ｈ０）、その総厚Ｈ１０は、図１７に対応する図２４に示した第３の比較例の薄膜デバイス４０の総厚Ｈ４０よりも小さくなる（Ｈ１０＜Ｈ４０）。この薄膜デバイス４０は、コイル２１に対応するコイル４１を備え、そのコイル４１の一面（下面）に下部絶縁膜４３を介して下部磁性膜４２が配置されていると共に、他面（上面）に上部絶縁膜４５を介して上部磁性膜４４が配置されている点を除き、薄膜デバイス２０と同様の構成を有している。したがって、第３の比較例の薄膜デバイス４０と比較する限りにおいて、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合には、特に、上部磁性膜１７に加えて下部磁性膜１５を備える分だけ磁気特性が高められるため、動作性能をより向上させることができる。
【００４９】
以上をもって、本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスおよびその製造方法についての説明を終了する。
【００５０】
次に、上記した薄膜デバイスの一例について説明する。図２５および図２６は薄膜デバイス１０（図１および図２参照）の一例としての薄膜インダクタ１００の構成を表しており、図２５は平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を示し、図２６は図２５に示したＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示している。なお、以下の説明では、薄膜デバイス１０を説明するために参照した図１および図２を随時参照する。
【００５１】
この薄膜インダクタ１００は、例えば、図２５および図２６に示したように、基板１０１の一面に、絶縁膜１１０により埋設されたコイル１０４と、磁性膜１０５とを備えている。
【００５２】
基板１０１は、薄膜デバイス１００全体を支持するものであり、例えば、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ；いわゆるアルミナ）、セラミックス、半導体または樹脂などの各種基板や、その各種基板に各種機能膜が設けられたものである。
【００５３】
コイル１０４は、インダクタンスを発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）または銀（Ａｇ）などの金属に代表される導電性材料により構成されている。このコイル１０４は、コイル１１（図１および図２参照）に対応するものであり、厚さ方向の窪み１０４Ｓを有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分１０４Ａ（厚さＴ１），１０４Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。
【００５４】
磁性膜１０５は、インダクタンスを高めるものであり、例えば、コバルト（Ｃｏ）系のアモルファス金属などの磁性材料により構成されている。この種の磁性材料としては、例えば、（ＣｏＦｅ）ＳｉＢなどのコバルト鉄系合金や、コバルトジルコニウムニオブ合金（ＣｏＺｒＮｂ）や、コバルトジルコニウムタンタル合金（ＣｏＺｒＴａ）などが挙げられる。この磁性膜１０５は、磁性膜１２（図１および図２参照）に対応するものであり、コイル１０４に設けられた窪み１０４Ｓに収容されている。コイル部分１０４Ａの、コイル１０４に窪み１０４Ｓが設けられている側の面（上面）１０４Ｐと、磁性膜１０５の一面（上面）１０５Ｐとは、例えば、共通の面内に位置している。
【００５５】
絶縁膜１１０は、コイル１０４を周辺から電気的に分離するものである。この絶縁膜１１０は、例えば、基板１０１とコイル１０４との間に設けられた下地絶縁膜１０２と、コイル１０４と磁性膜１０５との間に設けられた埋設絶縁膜１０３とを含んでいる。下地絶縁膜１０２は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）またはアルミナなどの絶縁性材料により構成されている。なお、下地絶縁膜１０２は、例えば、基板１０１上に別途形成された膜であってもよいし、あるいは基板１０１の表層が酸化されることにより形成された酸化膜であってもよい。埋設絶縁膜１０３は、絶縁膜１３（図１および図２参照）に対応するものであり、例えば、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはフォトレジストなどの有機絶縁性材料により構成されている。この埋設絶縁膜１０３は、例えば、コイル１０４と磁性膜１０５との間だけでなく、そのコイル１０４の巻線間にも設けられている。
【００５６】
この薄膜インダクタ１００では、コイル１０４に設けられた窪み１０４Ｓに磁性膜１０５が収容されているので、上記した薄膜デバイス１０と同様の作用により、コイル１０４に磁性膜１０５が付設されている場合においてもデバイス厚さが薄くなると共に、そのコイル１０４に窪み１０４Ｓが設けられている場合においても動作性能が確保される。したがって、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができる。
【００５７】
図２５および図２６に示した薄膜インダクタ１００に関する上記以外の構成、作用、効果および変形（図２０参照）は、上記した薄膜デバイス１０と同様である。
【００５８】
なお、上記した薄膜インダクタ１００では、図１および図２に示した薄膜デバイス１０の一例としたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図２５および図２６にそれぞれ対応する図２７および図２８に示したように、図２１に示した薄膜デバイス１０の一例としてもよい。図２７は薄膜デバイス１０（図２１参照）の一例である薄膜インダクタ１００の平面構成を表しており、図２８は図２７に示した薄膜インダクタ１００のうちのＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面構成を示している。なお、以下の説明では、薄膜デバイス１０を説明するために参照した図２１を随時参照する。
【００５９】
図２７および図２８に示した薄膜インダクタ１００は、コイル１０４に代えてコイル１０７を備え、磁性膜１０５に代えて下部磁性膜１０８および上部磁性膜１０９を備え、埋設絶縁膜１０３に代えて埋設絶縁膜１０６を備える点を除き、図２５および図２６に示した薄膜インダクタ１００と同様の構成を有している。
【００６０】
コイル１０７は、コイル１４（図２１参照）に対応するものであり、厚さ方向の下部窪み１０７Ｓ１および上部窪み１０７Ｓ２を有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分１０７Ａ（厚さＴ１），１０７Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。
【００６１】
下部磁性膜１０８は、下部磁性膜１５（図２１参照）に対応するものであり、コイル１０７に設けられた下部窪み１０７Ｓ１に収容されている。コイル部分１０７Ａの、コイル１０７に下部窪み１０７Ｓ１が設けられている側の面（下面）１０７Ｐ１と、下部磁性膜１０８の一面（下面）１０８Ｐとは、例えば、共通の面内に位置している。また、上部磁性膜１０９は、上部磁性膜１７（図２１参照）に対応するものであり、コイル１０７に設けられた上部窪み１０７Ｓ２に収容されている。コイル部分１０７Ａの、コイル１０７に上部窪み１０７Ｓ２が設けられている側の面（上面）１０７Ｐ２と、上部磁性膜１０９の一面（上面）１０９Ｐとは、例えば、やはり共通の面内に位置している。
【００６２】
埋設絶縁膜１０６は、下部絶縁膜１６および上部絶縁膜１８（図２１参照）に対応するものであり、例えば、コイル１０７と下部磁性膜１０８との間およびコイル１０７と上部磁性膜１０９との間だけでなく、そのコイル１０７の巻線間にも設けられている。
【００６３】
図２７および図２８に示した薄膜インダクタ１００では、コイル１０７に設けられた下部窪み１０７Ｓ１および上部窪み１０７Ｓ２にそれぞれ下部磁性膜１０８および上部磁性膜１０９が収容されているので、上記した薄膜デバイス１０（図２１参照）と同様の作用により、図２５および図２６に示した薄膜インダクタ１００と同様の効果を得ることができる。この場合には、特に、上部磁性膜１０９に加えて下部磁性膜１０８を備える分だけインダクタンスが高められるため、動作性能をより向上させることができる。
【００６４】
図２７および図２８に示した薄膜インダクタ１００に関する上記以外の詳細な構成、作用、効果および変形は、図２５および図２６に示した薄膜インダクタ１００と同様である。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００６６】
（実施例１）
以下の製造手順を経ることにより、実施例１の薄膜インダクタとして、図２５および図２６に示した薄膜インダクタ１００を製造した。すなわち、下部絶縁膜１０２として熱酸化膜（二酸化ケイ素膜；１μｍ厚）が設けられたシリコン製の基板１０１を準備したのち、その下部絶縁膜１０２上に、上記したコイル１１の形成手順（第２の形成手順；図７〜図１０参照）に沿って電解めっき法を使用して銅のめっき膜を選択的に成長させることにより、窪み１０４Ｓを有するようにコイル１０４をパターン形成した。このコイル１０４を形成する際には、厚さＴ１＝１２μｍ，厚さＴ２＝５μｍとしたと共に、ターン数＝１１ターン，幅ＷＸ＝２００μｍ，幅ＷＹ＝２００μｍ，スペース幅＝２０μｍとした。続いて、スピンコート法を使用して窪み１０４Ｓの内壁およびコイル１０４の巻線間を埋め込むようにポリイミドを塗布したのち、そのポリイミドを熱硬化させることにより、埋設絶縁膜１０３（２μｍ厚）を形成した。最後に、ＲＦスパッタリング法を使用して窪み１０４Ｓにコバルトジルコニウムニオブ合金（透磁率μ＝６００，低効率ρ＝１００μΩ・ｃｍ）を成膜することにより、その窪み１０４Ｓに収容されるように磁性膜１０５（５μｍ厚）をパターン形成した。これにより、実施例１の薄膜インダクタが完成した。
【００６７】
（実施例２）
以下の製造手順を経ることにより、実施例２の薄膜インダクタとして、図２７および図２８に示した薄膜インダクタ１００を製造した。すなわち、実施例１で使用した基板１０１を準備したのち、まず、基板１０１に設けられている下部絶縁膜１０２上に、上記したコイル１４の形成手順（図２２および図２３参照）に沿って電解めっき法を使用して銅のめっき膜を選択的に成長させることにより、下部窪み１０７Ｓ１および上部窪み１０７Ｓ２を有するようにコイル１０７をパターン形成した。このコイル１０７を形成する際には、厚さＴ１＝１７μｍ，厚さＴ２＝５μｍとしたと共に、ターン数＝１１ターン，幅ＷＸ＝２００μｍ，幅ＷＹ＝２００μｍ，スペース幅＝２０μｍとした。この場合には、特に、ＲＦスパッタリング法を使用して下部窪み１０７Ｓ１にコバルトジルコニウムニオブ合金を成膜することにより下部磁性膜１０８（５μｍ厚）をパターン形成したと共に、スピンコート法を使用して下部磁性膜１０８を覆うようにポリイミドを塗布したのちに熱硬化させることにより埋設絶縁膜１０６のうちの一部（２μｍ厚）を形成した。続いて、スピンコート法を使用して上部窪み１０７Ｓ２の内壁およびコイル１０７の巻線間を埋め込むようにポリイミドを塗布したのちに熱硬化させることにより、埋設絶縁膜１０６のうちの他の一部（２μｍ厚）を形成した。最後に、ＲＦスパッタリング法を使用して上部窪み１０７Ｓ２にコバルトジルコニウムニオブ合金を成膜することにより上部磁性膜１０９（５μｍ厚）をパターン形成した。これにより、実施例２の薄膜インダクタが完成した。
【００６８】
（比較例１）
実施例１の薄膜インダクタの諸特性を比較評価するために、以下の製造手順を経ることにより、比較例１の薄膜インダクタとして、図２５および図２６にそれぞれ対応する図２９および図３０に示した薄膜インダクタ１２０を製造した。図２９は薄膜インダクタ１２０の平面構成を表しており、図３０は図２９に示した薄膜インダクタ１２０のうちのＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った断面構成を示している。この薄膜インダクタ１２０は、コイル１０４に代えてコイル１２１を備え、そのコイル１２１が全体に渡って厚さＴ１を有していると共に、絶縁膜１１０が下地絶縁膜１０２および埋設絶縁膜１０３に加えて被覆絶縁膜１２２を含み、磁性膜１０５がコイル１２１の一面に被覆絶縁膜１２２を介して配置されている点を除き、薄膜インダクタ１００（図２５および図２６参照）と同様の構成を有している。この薄膜インダクタ１２０を製造する際には、まず、実施例１で使用した基板１０１を準備したのち、まず、基板１０１に設けられている下地絶縁膜１０２上に、電解めっき法を使用して銅のめっき膜を選択的に成長させることによりコイル１２１（厚さＴ１＝１２μｍ）をパターン形成した。このコイル１２１を形成する際には、ターン数＝１１ターン，巻線幅＝２００μｍ，巻線間隔＝２０μｍとした。続いて、スピンコート法を使用してコイル１２１の巻線間を埋め込むようにポリイミドを塗布したのちに熱硬化させることにより埋設絶縁膜１０３を形成した。続いて、スパッタリング法を使用して二酸化ケイ素を成膜することにより、コイル１２１および埋設絶縁膜１０３を覆うように被覆絶縁膜１２２（２μｍ厚）を形成した。最後に、被覆絶縁膜１２２上に、ＲＦスパッタリング法を使用してコバルトジルコニウムニオブ合金を成膜することにより磁性膜１０５をパターン形成した。これにより、比較例１の薄膜インダクタが完成した。
【００６９】
（比較例２）
実施例２の薄膜インダクタの諸特性を比較評価するために、以下の製造手順を経ることにより、比較例２の薄膜インダクタとして、図２７および図２８にそれぞれ対応する図３１および図３２に示した薄膜インダクタ１４０を製造した。図３１は薄膜インダクタ１４０の平面構成を表しており、図３２は図３１に示した薄膜インダクタ１４０のうちのＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線に沿った断面構成を示している。この薄膜インダクタ１４０は、（１）コイル１２１に対応するコイル１４１（厚さＴ１）を備え、（２）基板１０１と下地絶縁膜１０２との間に、下部磁性膜１４２と、その下部磁性膜１４２の周囲を埋設する追加絶縁膜１４３とを新たに備え、（３）被覆絶縁膜１２２上に、磁性膜１０５に対応する上部磁性膜１４４を備えている点を除き、薄膜インダクタ１２０（図２９および図３０参照）と同様の構成を有している。この薄膜インダクタ２２０を製造する際には、まず、シリコン製の基板１０１を準備したのち、まず、基板１０１上に、ＲＦスパッタリング法を使用してコバルトジルコニウムニオブ合金を成膜することにより下部磁性膜１４２（５μｍ厚）をパターン形成し、引き続き基板１０１上に、スパッタリング法を使用して下部磁性膜１４２の周囲を埋め込むように二酸化ケイ素を成膜することにより追加絶縁膜１４３を形成した。続いて、スパッタリング法を使用して下部磁性膜１４２および追加絶縁膜１４３を覆うように二酸化ケイ素を成膜することにより下地絶縁膜１０２を形成した。続いて、下地絶縁膜１０２上に、電解めっき法を使用して銅のめっき膜を選択的に成長させることによりコイル１４１（厚さＴ１＝１７μｍ）をパターン形成した。このコイル１４１を形成する際には、ターン数＝１１ターン，巻線幅＝２００μｍ，巻線間隔＝２０μｍとした。続いて、スピンコート法を使用してコイル１４１の巻線間を埋め込むようにポリイミドを塗布したのちに熱硬化させることにより埋設絶縁膜１０３を形成した。続いて、スパッタリング法を使用してコイル１４１および埋設絶縁膜１０３を覆うように二酸化ケイ素を成膜することにより被覆絶縁膜１２２を形成した。最後に、被覆絶縁膜１２２上に、ＲＦスパッタリング法を使用してコバルトジルコニウムニオブ合金を成膜することにより上部磁性膜１４４をパターン形成した。これにより、比較例２の薄膜インダクタが完成した。
【００７０】
（評価）
まず、実施例１および比較例１の薄膜インダクタの諸特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。表１は実施例１および比較例１の薄膜インダクタの諸特性を表しており、その諸特性として直流抵抗Ｒｄｃ（Ω）と、周波数＝１ＭＨｚにおけるインダクタンスＬ（μＨ）、交流抵抗Ｒａｃ（Ω）およびＱ値を示している。この「Ｑ値」とは、共振回路などに搭載される部品としてのコイルの性能の良さを定量的に表す数値であり、一般に、Ｑ＝ωＬ／Ｒという定義式で表される。ここで、ω、ＬおよびＲは、それぞれ測定周波数における角速度、インダクタンスおよび抵抗である。このＱ値が大きいほどインダクタの性能が向上していることを示し、すなわち共振回路および電力変換回路のチョークコイルやインピーダンスマッチング回路において使用される場合にインダクタの性能として好ましい。
【００７１】
【表１】
2007103520.tif 000003
【００７２】
表１に示した結果から判るように、インダクタンスＬが実施例１と比較例１との間においてほぼ等しいにもかかわらず（Ｌ＝０．６μＨ）、直流抵抗Ｒｄｃおよび交流抵抗Ｒａｃはいずれも実施例１において比較例１よりも小さくなった。また、Ｑ値は実施例１において比較例１よりも３５％程度大きくなった。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、インダクタの性能を表す指標であるＱ値を向上させることが可能であることが確認された。
【００７３】
続いて、実施例２および比較例２の薄膜インダクタの諸特性を調べたところ、表２に示した結果が得られた。表２は実施例２および比較例２の薄膜インダクタの諸特性を表しており、表１と同様の諸特性を示している。
【００７４】
【表２】
2007103520.tif 000004
【００７５】
表２に示した結果から判るように、インダクタンスＬが実施例２と比較例２との間においてほぼ等しいにもかかわらず（Ｌ＝１．２μＨ）、直流抵抗Ｒｄｃおよび交流抵抗Ｒａｃはいずれも実施例２において比較例２よりも小さくなった。また、Ｑ値は実施例２において比較例２よりも約３５％程度大きくなった。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、やはりＱ値を向上させることが可能であることが確認された。
【００７６】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記した実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、本発明の薄膜デバイスの構成は、スパイラル状のコイルに設けられた厚さ方向の窪みに磁性膜が収容されていることにより、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することが可能な限り、自由に変更可能である。
【００７７】
特に、上記実施の形態では、本発明の薄膜デバイスの一例として薄膜インダクタを説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の薄膜デバイスは薄膜インダクタ以外の他のデバイスであってもよい。この「他のデバイス」としては、例えば、上記したように、薄膜トランス、薄膜センサ、薄膜抵抗、薄膜アクチュエータ、薄膜磁気ヘッドまたはＭＥＭＳなどが挙げられる。本発明の薄膜デバイスが上記した他のデバイスであっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
具体的には、図３３および図３４は薄膜デバイス１０（図１および図２参照）の一例としての薄膜トランス２００の構成を表しており、図３３は平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を示し、図３４は図３３に示したＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示している。以下では、薄膜デバイス１０を説明するために参照した図１および図２を随時参照しながら、薄膜トランス２００の構成について説明する。
【００７９】
図３３および図３４に示した薄膜トランス２００は、例えば、基板２０１の一面に、絶縁膜２１０により埋設された一次コイル２０７および二次コイル２０９と、磁性膜２０８とを備えている。
【００８０】
基板２０１は、薄膜トランス２００全体を支持するものであり、例えば、基板１０１（図２５および図２６参照）と同様の構成を有している。
【００８１】
一次コイル２０７および二次コイル２０９は、電磁誘導を利用して交流回路を構成するものであり、いずれもコイル１１（図１および図２参照）に対応するものである。すなわち、一次コイル２０７は、厚さ方向において上向きの窪み２０７Ｓを有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分２０７Ａ（厚さＴ１），２０７Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。二次コイル２０９は、厚さ方向において下向きの窪み２０９Ｓを有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分２０９Ａ（厚さＴ１），２０９Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。これらの一次コイル２０７および二次コイル２０９は、互いに窪み２０７Ｓ，２０９Ｓを向かい合わせることにより、磁性膜２０８を収容するための空間を構成するように対向配置されている。
【００８２】
磁性膜２０８は、磁性膜１２（図１および図２参照）に対応するものであり、一次コイル２０７および二次コイル２０９に設けられた窪み２０７Ｓ，２０９Ｓに収容されている。
【００８３】
絶縁膜２１０は、一次コイル２０７および二次コイル２０９を周辺から電気的に分離するものである。この絶縁膜２１０は、例えば、基板２０１と一次コイル２０７との間に設けられた下部主絶縁膜２０２と、一次コイル２０７と磁性膜２０８との間に設けられた下部副絶縁膜２０３と、一次コイル２０７と二次コイル２０９との間に設けられた中間絶縁膜２０４と、二次コイル２０９と磁性膜２０８との間に設けられた上部副絶縁膜２０５と、二次コイル２０９を覆う上部主絶縁膜２０６とを含んでいる。下部主絶縁膜２０２、中間絶縁膜２０４および上部主絶縁膜２０６は、例えば、二酸化ケイ素などの絶縁性材料により構成されている。下部副絶縁膜２０３および上部副絶縁膜２０５は、絶縁膜１３（図１および図２参照）に対応するものであり、例えば、ポリイミドなどの絶縁性材料により構成されている。
【００８４】
図３３および図３４に示した薄膜トランス２００では、一次コイル２０７および二次コイル２０９に設けられた窪み２０７Ｓ，２０９Ｓに磁性膜２０８が収容されているので、上記した薄膜デバイス１０と同様の作用により、一次コイル２０７および二次コイル２０９に磁性膜２０８が付設されている場合においてもデバイス厚さが薄くなると共に、それらの一次コイル２０７および二次コイル２０９に窪み２０７Ｓ，２０９Ｓが設けられている場合においても動作性能が確保される。したがって、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができる。
【００８５】
なお、薄膜トランス２００は、例えば、図３３および図３４にそれぞれ対応する図３５および図３６に示したように、他の構成を有していてもよい。なお、図３６は、図３５に示したＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示している。
【００８６】
図３５および図３６に示した薄膜トランス２００は、例えば、一次コイル２０７および二次コイル２０９に代えてそれぞれ一次コイル２１０および二次コイル２１２を備えると共に、磁性膜２０８に代えて下部磁性膜２１１および上部磁性膜２１３を備える点を除き、図３３および図３４に示した薄膜トランス２００と同様の構成を有している。
【００８７】
一次コイル２１０は、厚さ方向において下向きの窪み２１０Ｓを有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分２１０Ａ（厚さＴ１），２１０Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。二次コイル２１２は、厚さ方向において上向きの窪み２１２Ｓを有するスパイラル状のパターン形状（幅ＷＸ，ＷＹ）を有していると共に、コイル部分２１２Ａ（厚さＴ１），２１２Ｂ（厚さＴ２）を含んでいる。これらの一次コイル２１０および二次コイル２１２は、互いに窪み２１０Ｓ，２１２Ｓを向かい合わせず、それらの窪み２１０Ｓ，２１２Ｓにそれぞれ下部磁性膜２１１および上部磁性膜２１３を別個に収容するように背中合わせに対向配置されている。
【００８８】
下部磁性膜２１１は、一次コイル２１０に設けられた窪み２１０Ｓに収容されている。上部磁性膜２１３は、二次コイル２１２に設けられた窪み２１２Ｓに収容されている。
【００８９】
なお、下部主絶縁膜２０２は、基板２０１と一次コイル２１０および下部磁性膜２１１との間に設けられており、上部主絶縁膜２０６は、二次コイル２１２および上部磁性膜２１３を覆うように設けられている。中間絶縁膜２０４は、一次コイル２１０と二次コイル２１２との間を横切るように設けられている。
【００９０】
図３５および図３６に示した薄膜トランス２００では、一次コイル２１０に設けられた窪み２１０Ｓに下部磁性膜２１１が収容されていると共に、二次コイル２１２に設けられた窪み２１２Ｓに上部磁性膜２１３が収容されているので、上記した薄膜デバイス１０と同様の作用により、一次コイル２１０および二次コイル２１２にそれぞれ下部磁性膜２１１および上部磁性膜２１３が付設されている場合においてもデバイス厚さが薄くなると共に、それらの一次コイル２１０および二次コイル２１２にそれぞれ窪み２１０Ｓ，２１２Ｓが設けられている場合においても動作性能が確保される。したがって、デバイスサイズの小型化および動作性能の確保を両立することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る薄膜デバイスは、薄膜インダクタまたは薄膜トランスなどに応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した薄膜デバイスのうちのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの製造方法（コイルの第１の形成手順）のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図５】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの製造方法（コイルの第２の形成手順）のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図９】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に示したＸ−Ｘ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの製造方法（コイルの第３の形成手順）のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に示したＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図１３】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に示したＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図１５】複数の薄膜デバイスの製造工程を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスに対する第１の比較例としての薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図１７】図１６に示した薄膜デバイスのうちのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスに対する第２の比較例としての薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図１９】図１８に示した薄膜デバイスのうちのＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスの構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図２２】図２１に示した薄膜デバイスの製造方法のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスに対する第３の比較例としての薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図２５】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスを適用した薄膜インダクタの平面構成を表す平面図である。
【図２６】図２５に示した薄膜インダクタのうちのＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図２７】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスを適用した薄膜インダクタの構成に関する変形例を表す平面図である。
【図２８】図２７に示した薄膜インダクタのうちのＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図２９】比較例１の薄膜インダクタの平面構成を表す平面図である。
【図３０】図２９に示した薄膜インダクタのうちのＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図３１】比較例２の薄膜インダクタの平面構成を表す平面図である。
【図３２】図３１に示した薄膜インダクタのうちのＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図３３】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスを適用した薄膜トランスの平面構成を表す平面図である。
【図３４】図３３に示した薄膜トランスのうちのＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図３５】本発明の一実施の形態に係る薄膜デバイスを適用した薄膜トランスの構成に関する変形例を表す平面図である。
【図３６】図３５に示した薄膜トランスのうちのＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，２，４…フォトレジストパターン、１Ｋ，２Ｋ，４Ｋ…開口、３…ダミー電極、１０…薄膜デバイス、１１，１４，１０５，１０８…コイル、１１Ａ，１１ＡＭ，１１ＡＸ，１１Ｂ，１１ＢＺ，１４Ａ，１４Ｂ，１４ＡＭ，１４ＡＸ，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，２０７Ａ，２０７Ｂ，２０９Ａ，２０９Ｂ，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１２Ａ，２１２Ｂ…コイル部分、１１Ｆ…コイル形成膜、１１Ｇ…形成領域、１１Ｐ，１２Ｐ，１４Ｐ２，１７Ｐ，１０５Ｐ，１０６Ｐ，１０８Ｐ２，１１０Ｐ…上面、１１Ｒ，１４Ｒ…コイル準備膜、１１Ｓ，１０５Ｓ…窪み、１２，１０６，２０８…磁性膜、１３，１１０，１２０，２１０…絶縁膜、１４Ｐ１，１５Ｐ，１０８Ｐ１，１０９Ｐ…下面、１４Ｓ１，１０８Ｓ１，２０７Ｓ…下部窪み、１４Ｓ２，１０８Ｓ２，２０９Ｓ…上部窪み、１５，１０９，２１１…下部磁性膜、１６，１０２…下部絶縁膜、１７，１０４，１１０，２１３…上部磁性膜、１８…上部絶縁膜、１００…薄膜インダクタ、１０１，２０１…基板、１０３，１０７，２０４…中間絶縁膜、２００…薄膜トランス、２０２…下部主絶縁膜、２０３…下部副絶縁膜、２０５…上部副絶縁膜、２０６…上部主絶縁膜、２０７，２１０…一次コイル、２０８，２１２…二次コイル、Ｈ０…目標厚さ、Ｈ１０…総厚、Ｈ２，Ｈ４，Ｔ１〜Ｔ４…厚さ、ＷＸ，ＷＹ…幅。
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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