JP2000058322A

JP2000058322A - 薄膜磁気素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000058322A
Application number: JP10220586A
Authority: JP
Inventors: Eiji Umetsu; 英治梅津; Takashi Hatauchi; 隆史畑内; Teruhiro Makino; 彰宏牧野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁基板上に薄膜トランスやインダクタなど
の薄膜磁気素子を形成するとき、従来は、磁性層、絶縁
層、及びコイルを順に積層するか、２枚の基板に分けて
積層した後に、貼り合わせるかして形成していたが大出
力化と高効率化を両立することは困難だった。【解決手段】基板３１ａ及び３１ｂ上に積層した絶縁
層に凹部を形成し、その凹部表面上に、同じく凹状に磁
性層３２ａ及び３２ｂを形成し、コイル３４ａ及び３４
ｂを磁性層３２ａ及び３２ｂの凹部内に形成し、且つ磁
性層３２ａと３２ｂの端部が互いに重なり合うように、
２枚の基板を接合することにより、大出力化のための薄
膜磁気素子の大型化を容易にし、なおかつ磁界の漏れを
防いで高効率化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランス、薄
膜インダクタ、薄膜磁気ヘッドなどの薄膜磁気素子に係
り、特に磁性層を、基板又は絶縁層上に形成した凹部上
に形成することにより、大出力化と高効率化を容易にし
た薄膜磁気素子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の薄膜磁気素子を示す断
面図である。ここでは、薄膜トランスを示している。こ
の薄膜トランスは、絶縁基板１上に磁性層２ａ、絶縁層
３ａ、及び１次コイル４ａを順次積層し、さらに絶縁層
３ｂ、２次コイル４ｂ、及び絶縁層３ｃを順次積層した
後に、磁性層２ｂで絶縁層３ａ、３ｂ、３ｃを覆い、磁
性層２ａと磁性層２ｂの端部どうしを、接合することに
より形成される。前記磁性層２ａ及び２ｂは、Ｎｉ−Ｆ
ｅ系合金（パーマロイ）などの軟磁性材料である。

【０００３】前記１次コイル４ａと２次コイル４ｂは、
絶縁層３ａまたは絶縁層３ｂ上にコイル下地膜（図示せ
ず）を成膜し、フォトリソグラフィーによってコイルを
パターンニングすることによって形成される。絶縁層３
ａ、３ｂ、３ｃの素材は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、あるい
はポリイミド樹脂などである。１次コイル４ａと２次コ
イル４ｂには、トランス外部に引き出すための取出し電
極（図示せず）が接続されている。

【０００４】図１１は、他の従来の薄膜トランスを示す
断面図である。この薄膜トランスは、第１の絶縁基板２
１ａ上に磁性層２２ａ、絶縁層２３ａ、１次コイル２４
ａ、及び絶縁層２３ｂを順次積層する。一方、第２の絶
縁基板２１ｂ上に、磁性層２２ｂ、絶縁層２３ｃ、２次
コイル２４ｂ、及び絶縁層２３ｄを順次積層した後、第
１の絶縁基板と第２の基板を、絶縁層２３ｂと絶縁層２
３ｄが密着するように接合して形成される。磁性層２２
ａ及び２２ｂ並びに絶縁層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、及
び２３ｄの材料は図１０の薄膜トランスと同様である。
また、１次コイル２４ａ及び２次コイル２４ｂの形成方
法も、図１０の薄膜トランスと同様である。１次コイル
２４ａと２次コイル２４ｂには、トランス外部に引き出
すための取出し電極（図示せず）が接続されている。ま
た、図１０及び図１１の薄膜トランスから、２次コイル
を省略することにより、インダクタを構成することも出
来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の薄
膜磁気素子には、以下に示す欠点があった。図１０の薄
膜トランスは、従来、小出力のトランスを提供するため
に用いられていた。しかし、図１０に示す構造で、出力
１Ｗ以上の大出力のトランスを、製造しようとすると、
大型のものにしなくてはならなくなり、絶縁層３ａ、３
ｂ、及び３ｃなどの積層が困難になる。また、絶縁層３
ａ、３ｂ、３ｃの膜厚が大きくなり、磁性層２ｂの下地
に相当する絶縁層３ａ、３ｂ、３ｃにより形成される段
差が大きくなるため、磁性層２ｂの形成も困難となり、
均一な膜の形成ができなくなる。さらに、上述した段差
を軽減するため、３層の絶縁層３ａ、３ｂ、３ｃに、そ
れぞれ段差を設け、全体の段差の変化を緩和し、磁性層
２ｂの信頼性を高めることも可能であるが、絶縁層３
ａ、３ｂ、３ｃを形成する工程が大幅に増大するため、
実用上好ましくない。

【０００６】一方、図１１の薄膜トランスであれば、ト
ランスを大型化しても製造は可能である。しかし、この
トランスでは、磁性層２２ａと磁性層２２ｂの端部どう
しを接合させることができないため、一次コイルに電流
を流して磁界を発生させたときに、閉磁路が形成され
ず、磁束がトランスの側端部から漏れてしまう。そのた
めに、２次コイルに発生する起電力が小さくなる。ま
た、磁性層２２ａと２２ｂとの隙間Ｇが長くなると、ト
ランスの相互インダクタンスが指数的に減少する。従っ
て、トランスを大型化する程、トランスの効率は低下す
る。また、図１０及び図１１の薄膜トランスから２次コ
イルを省略することにより構成されたインダクタを大出
力化するときにも、同様な製造上の困難、あるいは効率
の低下が起こる。

【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、磁性層、及びコイルを、絶縁層に形成さ
れた凹部上に形成し、且つ前記磁性層の端部を別の磁性
層によって覆うことにより、大出力化と高効率化を両立
して達成することが容易になる薄膜磁気素子及びその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気素子
は、絶縁基板上に取出し電極、絶縁層、磁性層、及びコ
イルが積層されている薄膜磁気素子において、前記磁性
層は、前記絶縁層に形成された凹部表面上に同じく凹状
に形成され、前記コイルは前記磁性層の凹部内に絶縁さ
れて形成され、且つ前記磁性層の端部が別の磁性層によ
って覆われていることを特徴とする。磁性層、及びコイ
ルを、絶縁層に形成された凹部表面上に形成すると、薄
膜磁気素子を大型化するときに生じる、絶縁層の積層工
程の難しさをなくすことができる。また、磁性層の端部
が別の磁性層によって覆われていると、誘導磁場を発生
させたときに閉磁路が形成され、磁界の漏れがなくなる
ので、効率の低下もない。

【０００９】また、前記絶縁基板が凹状に形成され、こ
の絶縁基板上に形成される前記絶縁層が凹形状とされて
いてもよい。また、前記絶縁層に形成された凹部の内側
面が、傾斜していることが好ましい。前記絶縁層に形成
された凹部の内側面が傾斜していると、磁性層の下部層
となる絶縁層の内側面も傾斜し、磁性層をスパッタ法に
よって形成するときに磁性層を均一に形成しやすい。

【００１０】また、前記コイル上に形成された絶縁層
が、前記磁性層の凹部内に形成され、前記磁性層の端部
と前記絶縁層とが同一面であることが好ましい。前記コ
イル上に形成された絶縁層が、前記磁性層の凹部内に形
成され、前記磁性層の端部と前記絶縁層とが同一面であ
る領域に形成されていると、磁性層の端部を別の磁性層
で覆うときに、磁性層の端部と磁性層が密着する。する
と、コイルが磁性層と磁性層とで覆われることになるの
で、コイルに電流を流したときに磁性層と磁性層の接合
部から漏れ磁界が発生せず、効率の低下がない。

【００１１】前記取出し電極が、薄膜磁気素子の側面か
ら、露出していることが好ましい。取出し電極が、薄膜
磁気素子側面から露出していると、薄膜磁気素子の側面
から電圧の取出しができ、配線基板への取付けが容易に
なる。

【００１２】前記絶縁層、磁性層、及びコイルが積層さ
れた基板が２枚、磁性層の端部が互いに重なり合うよう
に接合され、トランスが形成されていてもよい。また、
磁性層の端部表面と、絶縁層の表面とに磁性層が形成さ
れてインダクタが構成されていてもよい。

【００１３】本発明の薄膜磁気素子の製造方法は、絶縁
基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、前記第１の絶
縁層に凹部を形成する工程と、前記第１の絶縁層上に、
コイルの巻き中心とコイル端部に導通させる取出し電極
を形成する工程と、前記第１の絶縁層上に、前記取出し
電極を一部露出させて第２の絶縁層を形成する工程と、
前記第２の絶縁層上の、前記取出し電極の露出部と重な
らない領域に、磁性層を形成する工程と、前記磁性層上
に、前記取出し電極の露出部以外の部分を覆う第３の絶
縁層を形成する工程と、前記第３の絶縁層上に、前記巻
き中心側と端部側のそれぞれの取出し電極の露出部に導
通するコイルをパターン形成する工程と、前記コイル上
に第４の絶縁層を形成する工程と、前記磁性層の端部を
別の磁性層によって覆う工程と、を有することを特徴と
する。

【００１４】前記絶縁層に内側面が傾斜した凹部を形成
することが好ましい。また、前記磁性層の端部を磁性層
によって覆う工程の代わりに、絶縁層、磁性層、及びコ
イルが積層された前記基板を２枚、磁性層の端部を互い
に重なり合うように対向させ接合する工程を有してもよ
い。前記基板を２枚、磁性層の端部を互いに重なり合う
ように対向させ接合するとトランスが形成される。ま
た、単に前記磁性層の端部を別の磁性層によって覆うと
インダクタが形成される。

【００１５】また、前記第１の絶縁層上に凹部を形成す
る工程の代わりに、前記絶縁基板上に凹部を形成し、こ
の凹部上に第１の絶縁層を形成する工程を有してもよ
い。前記第２の絶縁層は、取出し電極を露出させる穴を
有するように形成し、磁性層は前記穴よりも広い穴を有
するように形成し、さらに第３の絶縁層は磁性層の穴よ
りも狭い穴を有するように形成し、前記取出し電極を、
前記磁性層から絶縁された状態で前記両絶縁層から露出
させることが好ましい。

【００１６】磁性層に形成する穴は、第２の絶縁層上に
レジストをフォトリソして、ウェットエッチングもしく
はドライエッチングにより穴となる部分以外のレジスト
を除去し、レジストが除去された部分に磁性層の材料を
流し込んだ後に、穴となる部分のレジストを除去するこ
とで形成される。この時、第２の絶縁層に形成された穴
よりも、磁性層に形成する穴のほうを大きく形成してお
くことにより、磁性層を形成するときに、磁性材料が第
２の絶縁層に形成された穴に埋まることを防ぐことがで
きる。従って、後にコイルを形成するときに、磁性層と
コイルの絶縁を取れるようになる。

【００１７】また、前記第３の絶縁層に形成する穴は、
第３の絶縁層上にレジストをフォトリソして、ウェット
エッチングもしくはドライエッチングにより穴となる部
分以外のレジストを除去し、レジストが除去された部分
に絶縁材料を流し込んだ後に、穴となる部分のレジスト
を除去することで形成される。この時に、レジストを、
磁性層の穴より小さく形成して、第３の絶縁層を形成す
る絶縁材料が、磁性層に形成された穴に埋まるようにす
る。このことにより、後にコイルを形成するときに磁性
層とコイルとの絶縁を取ることができる。また、前記第
４の絶縁層を、前記磁性層の凹部内の領域に形成するこ
とが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
の薄膜磁気素子として薄膜トランスを示す断面図であ
る。この薄膜トランスは、第１の絶縁基板３１ａ上に、
凹部を有する絶縁層３３ａを形成し、その上に、取出し
電極３５ａを形成し、さらに、その上に、絶縁層３３
ｂ、磁性層３２ａ、絶縁層３３ｃ、１次コイル３４ａ、
及び絶縁層３３ｄを順次積層する。同様に、第２の絶縁
基板３１ｂ上に、凹部を有する絶縁層３３ｅを形成し、
その上に、取出し電極３５ｂを形成し、さらに、その上
に絶縁層３３ｆ、磁性層３２ｂ、絶縁層３３ｇ、２次コ
イル３４ｂ、及び絶縁層３３ｈを順次積層する。その
後、第１の絶縁基板と第２の基板を、磁性層３２ａの端
部と磁性層３２ｂの端部が互いに密着するように接合す
る。

【００１９】前記磁性層３２ａ及び３２ｂは、Ｆｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏのうち１種あるいは２種以上の元素と、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，
Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１
種または２種以上の元素Ｍと、Ｏを主に含有する磁性膜
である。

【００２０】絶縁層３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、
３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ、３３ｈの材料は、ＳｉＯ₂、
Ａｌ₂Ｏ₃などの無機材料、またはポリイミドなどの有機
材料の非磁性材料である。

【００２１】１次コイル３４ａと２次コイル３４ｂは、
絶縁層３３ｃまたは絶縁層３３ｇ上にコイル下地膜
（（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）（厚さ５００Å）／Ｃｕ（厚さ
１０００Å）図示せず）を成膜し、フォトリソグラフィ
ー及びメッキによってコイルをパターンニングすること
によって形成される。コイルはＣｕなどの電気抵抗の小
さい非磁性導電性材料で形成される。

【００２２】磁性層３２ａ及び３２ｂの下部層となる絶
縁層３３ｂ及び３３ｆの上面側部は傾斜している。従っ
て、磁性層３２ａ及び３２ｂをスパッタ法によって形成
するときに、磁性層を均一に形成しやすい。また、前記
コイル３４ａ及び３４ｂ上の絶縁層３３ｄ及び３３ｈ
は、前記磁性層３２ａ及び３２ｂの端部３２ａ１、３２
ｂ１よりも内側の領域にのみ形成されている。

【００２３】本実施の形態では、コイル３４ａ、３４ｂ
上に形成された絶縁層３３ｄ、３３ｈが磁性層３２ａ、
３２ｂの端部３２ａ１、３２ｂ１よりも内側の凹状の領
域にのみ形成されているので、第１の絶縁基板３１ａ側
と第２の絶縁基板３１ｂ側の積層体どうしを合わせる
と、磁性層３２ａと磁性層３２ｂの端部３２ａ１、３２
ｂ１どうしが密着する。よって、コイル３４ａ、３４ｂ
は磁性層３２ａと３２ｂとで覆われることになり、閉磁
路が形成できるため、コイルに電流を流したときに、磁
性層３２ａと磁性層３２ｂの接合部から漏れ磁界が発生
せずトランス効率の低下がない。

【００２４】取出し電極３５ａと１次コイル３４ａと
は、接続部３４ａ１により接続されている。接続部３４
ａ１は、絶縁層３３ｂ、磁性層３２ａ、及び絶縁層３３
ｃを形成する際にこれらにスルーホールを設け、１次コ
イル３４ａを形成するのと同時に、あるいはその前に、
１次コイル３４ａと同じＣｕなどの非磁性の導電性材料
を、絶縁層３３ｃのスルーホールに充填することにより
形成されている。第２の絶縁基板３１ｂ側の２次コイル
３４ｂと取出し電極３５ｂの接続部３４ｂ１も同様に形
成される。なお、１次コイル３４ａと磁性層３２ａは、
絶縁層３３ｃによって、また、２次コイル３４ｂと磁性
層３２ｂは、絶縁層３３ｇによってそれぞれ絶縁されて
いる。

【００２５】１次コイル３４ａと磁性層３２ａとが絶縁
されていないと、１次コイル３４ａに電流を流したとき
に、１次コイル３４ａから磁性層３２ａへ自由電子が流
れ込み、磁性層を構成している原子の磁気モーメントに
乱れが生じてしまい、磁束の方向が一定にならなくなっ
てしまう。

【００２６】取出し電極３５ａと３５ｂは、薄膜トラン
スの側面に露出している。よって、このトランスの側面
から１次と２次の電圧の取出しができる。この薄膜トラ
ンスの外形寸法は、例えば縦横５ｍｍ四方、厚さ１．２
ｍｍである。コイルターン数は、例えば１次コイルが６
Ｔ(ターン)と２次コイルが１８Ｔ、１次コイル８Ｔと２
次コイル２４Ｔ、又は１次コイル１０Ｔと２次コイル３
０Ｔなどである。また、この薄膜トランスの出力は１Ｗ
以上３Ｗ以下である。

【００２７】図２は、本発明の第２の実施形態の薄膜素
子としてインダクタを示す断面図である。このインダク
タは、絶縁基板４１上に、凹部を有する絶縁層４３ａが
形成され、その上に取出し電極４５が形成され、さらに
その上に、絶縁層４３ｂ、磁性層４２ａ、絶縁層４３
ｃ、コイル４４、及び絶縁層４３ｄが順次積層されてい
る。さらに、磁性層４２ａの端部４２ａ１の上面が磁性
層４２ｂで覆われている。磁性層及び絶縁層の材料並び
にコイルの形成方法は、図１の薄膜トランスと同様であ
る。

【００２８】このインダクタにおいても、磁性層４２ａ
の下部層となる絶縁層４３ａの上面側部が、傾斜してお
り、磁性層４２ａの膜厚を均一に形成しやすい。また、
コイル４４上に形成された絶縁層４３ｄが、磁性層４２
ａの端部４２ａ１よりも中心の凹部内に形成されて、磁
性層４２ａの端部４２ａ１と磁性層４２ｂの接合部が密
着しているので、コイル４４が磁性層に覆われている。
よって、コイル４４に電流を流したときに、磁性層４２
ａと磁性層４２ｂとの接合部から漏れ磁界が発生せず、
磁気効率の低下がない。なお、図２と同じ構造で、磁性
層４２ａの端部４２ａ１と磁性層４２ｂとの間にＡｌ₂
Ｏ₃などの非磁性層(ギャップ層)を介在させることによ
り、インダクティブヘッドを構成することができる。

【００２９】図２のインダクタにおける取出し電極４５
とコイル４４との接続部４４ａは、絶縁層４３ｂ、磁性
層４２ａ、絶縁層４３ｃにスルーホールを形成し、コイ
ル４４を形成するとき、またはその前に、コイル４４の
材料であるＣｕなどの導電性材料を前記スルーホール内
に充填することにより形成できる。また、取出し電極４
５は、インダクタの側面に露出している。さらに、コイ
ル４４と磁性層４２ａは、絶縁層４３ｃによって絶縁さ
れている。

【００３０】なお、本実施の形態では、基板４１の上に
凹部を有する絶縁層４３ａを積層しているが、図３に示
すインダクタのように、凹状に形成された絶縁基板５１
の上に、絶縁層５３ａを形成して、その上に取出し電極
５５を形成し、さらにその上に、絶縁層５３ｂ、磁性層
５２ａ、絶縁層５３ｃ、コイル５４、及び絶縁層５３ｄ
を積層し、さらに磁性層５２ｂで覆ってもよい。

【００３１】また、図１のトランスを形成する際に、図
３と同様に、凹状に形成された絶縁基板の上に各層を積
層し、２組の積層体を組み合わせてもよい。なお、図１
から図３の薄膜トランス及びインダクタの凹部は、溝状
でもすり鉢状でもよい。

【００３２】本発明の薄膜磁気素子は、一枚の絶縁基板
上に、同時に複数個の薄膜磁気素子を、材料の積層によ
って形成した後、個々の薄膜磁気素子に切断することに
より形成することができる。

【００３３】図４から図９は、図１に示す第１の絶縁基
板３１ａ上の積層体(薄膜磁気素子)の製造方法を、工程
別に示している。前記各図では、薄膜磁気素子の１つの
みについて示しているが、実際は基板上に各素子が、平
面的に連続して形成される。図４は、絶縁基板３１ａ上
に絶縁層３３ａを形成し、さらに取出し電極３５ａ及び
３５ｃが形成された状態を示す斜視図である。この工程
では、絶縁基板３１ａ上に、絶縁層３３ａを形成し、絶
縁層３３ａに溝形状の凹部を形成する。この凹部は、均
一の膜に形成した絶縁層３３ａをエッチング加工やレー
ザー加工することにより形成する。図４では、凹部を溝
状に形成しているが、すり鉢状に形成してもよい。ただ
し、溝形状とすると、基板に図４に示すものを平面的に
連続した状態で多数同時に形成できる。

【００３４】次に、絶縁層３３ａ上に、メッキ下地
（（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）（厚さ５００Å）／Ｃｕ（厚さ
１０００Å））を成膜し、レジスト層をフォトリソグラ
フィーによって形成し、その上にＣｕをメッキする。こ
の、メッキ層の上部にＣｒのメッキ保護膜（図示せず）
をスパッタ法により形成する。次に、レジスト層をリフ
トオフにて除去し、メッキ下地をミリングもしくはウェ
ットエッチングにより除去する。Ｃｕメッキ層の厚さは
５〜１０μｍ、取出し電極３５ａ、３５ｃの幅寸法は４
００μｍ程度である。

【００３５】図５は、図４に示す取出し電極３５ａ及び
３５ｃ上に、絶縁層３３ｂが積層された基板の部分斜視
図である。取出し電極３５ａ及び３５ｃが形成された基
板上に、レジストあるいはポリイミド樹脂などの感光性
樹脂からなる絶縁層３３ｂを積層する。この後、絶縁層
３３ｂの取出し電極３５ａ及び３５ｃの上になる部分
を、フォトリソグラフィーにより除去し、穴３３ｂ１及
び３３ｂ２を形成する。後の工程で、この穴を通して取
出し電極とコイルの接続を行う。絶縁層３３ｂの厚さ
は、１０μｍ程度である。

【００３６】図６は、図５に示す絶縁層３３ｂ上に、磁
性層３２ａが積層された基板の部分斜視図である。絶縁
層３３ｂが形成された基板上に、磁性材料からなる下地
層(図示せず)を形成し、その上に磁性層３２ａを形成す
る。磁性層３２ａの材料は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうち１
種あるいは２種以上の元素と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，
Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以
上の元素Ｍと、Ｏを主に含有する軟磁性材料である。

【００３７】磁性層３２ａの形成に、スパッタ法、蒸着
法、ＭＢＥ（モレキュラー・ビーム・エピキタシー）法
またはＩＣＢ（イオン・クラスター・ビーム）法などが
使用できる。スパッタ装置としては、マグネトロンスパ
ッタ装置、ＲＦ２極スパッタ装置、イオンビームスパッ
タ装置、または対向ターゲット式スパッタ装置などが使
用できる。磁性層３２ａを積層するときに、レジストで
マスキングして穴３２ａ２及び３２ａ３を形成する。こ
の時、図５において、３３ｂに形成した穴３３ｂ１、３
３ｂ２よりも、磁性層３２ａに形成する穴３２ａ２、３
２ａ３のほうを大きく形成しておく。これにより、後
に、コイル３４ａを形成するときに磁性層３２ａとコイ
ル３４ａとの絶縁をとれるようになる。磁性層３２ａの
厚さは、約５μｍ〜１５μｍである。

【００３８】図７は、図６に示す磁性層３２ａ上に、絶
縁層３３ｃが積層された基板の部分斜視図である。磁性
層３２ａの上に、絶縁体からなるパッシベーション膜
(図示せず)を形成し、その上に絶縁層３３ｃを積層す
る。この絶縁層３３ｃは、磁性層３２ａの凹部の内部に
のみ形成し、磁性層３２ａの端部３２ａ１の上には、絶
縁層３３ｃを形成しない。

【００３９】また、絶縁層３３ｃを形成するときに、取
出し電極上の部分をレジストでマスキングして穴３３ｃ
１及び３３ｃ２を形成する。この時に、レジストを、磁
性層３２ａの穴３２ａ２、３２ａ３よりも小さく形成し
て、絶縁層３３ｃを形成する絶縁材料が磁性層３２ａに
形成された穴３２ａ２、３２ａ３に埋まるようにする。
磁性層３２ａに形成した穴３２ａ２、３２ａ３よりも、
絶縁層３３ｃに形成する穴３３ｃ１、３３ｃ２を小さく
することで、図１にも示すように、コイル３４ａを形成
したときに磁性層３２ａとコイル３４ａとの絶縁を取る
ことができる。絶縁層３３ｃの厚さは約５μｍである。

【００４０】図８は、図７に示す絶縁層３３ｃ上に、コ
イル３４ａをパターン形成した基板の部分斜視図であ
る。コイル３４ａは、絶縁層３３ｃ上にコイル下地膜
（（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）（厚さ５００Å）／Ｃｕ（厚さ
１０００Å））を成膜し、フォトリソグラフィーによっ
てレジスト層を形成し、その上にＣｕをメッキすること
によって形成される。コイル３４ａは、Ｃｕなどの電気
抵抗の小さい非磁性導電性材料のメッキにより形成され
る。コイル形成時に、メッキの材料を絶縁層３３ｃの穴
３３ｃ１及び３３ｃ２、並びに絶縁層３３ｂの穴３３ｂ
１及び３３ｂ２に充填させ、接続部３４ａ１、３４ａ２
を形成し、コイル３４ａの両端と取出し電極３５ａ及び
３５ｃとを接合する。

【００４１】この、メッキ層の上部にＣｒのメッキ保護
膜（図示せず）をスパッタ法により形成する。次に、レ
ジスト層をリフトオフにて除去し、メッキ下地をミリン
グもしくはウェットエッチングにより除去する。なお、
コイル３４ａは、ここでは角型スパイラルコイルで表さ
れているが、円形スパイラル状でも、ミアンダ状でもか
まわない。

【００４２】図９は、図８に示すコイル３４ａ上に、絶
縁層３３ｄを積層した基板の部分斜視図である。コイル
３４ａ上に、レジストやポリイミド樹脂などの感光性樹
脂からなる絶縁層３３ｄを積層し、磁性層３２ａの端部
３２ａ１上に積層された絶縁層をフォトリソグラフィー
によって取り除き、最後に熱をかけて表面を仕上げる。
その結果、絶縁層３３ｄの表面と、磁性層３２ａの端部
３２ａ１とが同一面に仕上がる。

【００４３】図９に示す積層体は、大きな円盤状の基板
に複数連続するように形成される。これを絶縁層３３ｄ
が対面するように２枚合わせ、接合した後に、切断する
と、図１に示すトランスが完成する。また、図９の積層
体の表面に磁性層４２ｂを成膜すると図２に示すインダ
クタが完成する。なお、図３に示すインダクタは、基板
５１の表面をイオンミーリングなどで処理して凹部を形
成し、その後に図４以下の工程で各膜を形成し、その後
磁性層５２ｂを形成することにより完成する。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、基板上に
薄膜素子を形成するときに、磁性層、及びコイルを、絶
縁層に形成された凹部上に形成し、且つ磁性層の端部を
別の磁性層によって覆うことにより、大出力化と高効率
化を両立して達成することが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の薄膜磁気素子として
薄膜トランスを示す断面図。

【図２】本発明の第２の実施形態の薄膜磁気素子として
インダクタを示す断面図。

【図３】本発明の第３の実施形態の薄膜磁気素子として
インダクタを示す断面図。

【図４】絶縁基板上に絶縁層を形成し、取出し電極が形
成された状態を示す斜視図。

【図５】図４に示す取出し電極上に、絶縁層が積層され
た基板の部分斜視図。

【図６】図５に示す絶縁層上に、磁性層が積層された基
板の部分斜視図。

【図７】図６に示す磁性層上に、絶縁層が積層された基
板の部分斜視図。

【図８】図７に示す絶縁層上に、コイルがパターン形成
された基板の部分斜視図。

【図９】図８に示すコイル上に、絶縁層が積層された基
板の部分斜視図。

【図１０】従来の薄膜磁気素子として、薄膜トランスを
示す断面図。

【図１１】従来の他の薄膜トランスを示す断面図。

【符号の説明】

１、２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１、５１絶
縁基板２ａ、２ｂ、２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、４２
ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ磁性層３ａ、３ｂ、３ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３
３ｇ、３３ｈ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、５３
ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ絶縁層４ａ、２４ａ、３４ａ１次コイル４ｂ、２４ｂ、３４ｂ２次コイル４４、５４、コイル３５ａ、３５ｂ、４５、５５取出し電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野彰宏東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内Ｆターム(参考） 5D033 BA07 BA39 BA41 BB01 DA02 DA07 5E041 AA11 AA14 AA17 AA19 BC01 CA06 5E062 FF01 FG07 FG12 5E070 AA01 AA11 AB02 BA11 BB01 CB12 CB17 CC10 DA17 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に取出し電極、絶縁層、磁性
層、及びコイルが積層されている薄膜磁気素子におい
て、前記磁性層は、前記絶縁層に形成された凹部表面上
に同じく凹状に形成され、前記コイルは前記磁性層の凹
部内に絶縁されて形成され、且つ前記磁性層の端部が別
の磁性層によって覆われていることを特徴とする薄膜磁
気素子。
【請求項２】前記絶縁基板が凹状に形成され、この絶縁
基板上に形成される前記絶縁層が凹形状とされる請求項
１記載の薄膜磁気素子。
【請求項３】前記絶縁層に形成された凹部の内側面が、
傾斜している請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気
素子。
【請求項４】前記コイル上に形成された絶縁層が、前記
磁性層の凹部内に形成され、前記磁性層の端部と前記絶
縁層とが同一面である請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の薄膜磁気素子。
【請求項５】前記取出し電極が、薄膜磁気素子の側面か
ら露出している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の薄膜磁気素子。
【請求項６】前記絶縁層、磁性層、及びコイルが積層さ
れた基板が２枚、磁性層の端部が互いに重なり合うよう
に接合され、トランスが形成されている、請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載の薄膜磁気素子。
【請求項７】磁性層の端部表面と、絶縁層の表面とに磁
性層が形成されてインダクタが構成されている請求項１
乃至請求項５のいずれかに記載の薄膜磁気素子。
【請求項８】絶縁基板上に第１の絶縁層を形成する工程
と、前記第１の絶縁層に凹部を形成する工程と、前記第１の絶縁層上に、コイルの巻き中心とコイル端部
に導通させる取出し電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層上に、前記取出し電極を一部露出させ
て第２の絶縁層を形成する工程と、前記第２の絶縁層上の、前記取出し電極の露出部と重な
らない領域に、磁性層を形成する工程と、前記磁性層上に、前記取出し電極の露出部以外の部分を
覆う第３の絶縁層を形成する工程と、前記第３の絶縁層上に、前記巻き中心側と端部側のそれ
ぞれの取出し電極の露出部に導通するコイルをパターン
形成する工程と、前記コイル上に第４の絶縁層を形成する工程と、前記磁性層の端部を別の磁性層によって覆う工程と、を
有することを特徴とする薄膜磁気素子の製造方法。
【請求項９】前記絶縁層に内側面が傾斜した凹部を形成
する請求項８に記載の薄膜磁気素子の製造方法。
【請求項１０】前記磁性層の端部を磁性層によって覆う
工程の代わりに、絶縁層、磁性層、及びコイルが積層さ
れた前記基板を２枚、磁性層の端部を互いに重なり合う
ように対向させ接合する工程を有する請求項８または請
求項９に記載の薄膜磁気素子の製造方法。
【請求項１１】前記第１の絶縁層上に凹部を形成する工
程の代わりに、前記絶縁基板上に凹部を形成し、この凹
部上に第１の絶縁層を形成する工程を有する請求項８乃
至請求項１０のいずれかに記載の薄膜磁気素子の製造方
法。
【請求項１２】前記第２の絶縁層は、取出し電極を露出
させる穴を有するように形成し、磁性層は前記穴よりも
広い穴を有するように形成し、さらに第３の絶縁層は磁
性層の穴よりも狭い穴を有するように形成し、前記取出
し電極を、前記磁性層から絶縁された状態で前記両絶縁
層から露出させる請求項８乃至請求項１１のいずれかに
記載の薄膜磁気素子の製造方法。
【請求項１３】前記第４の絶縁層を、前記磁性層の凹部
内の領域に形成する請求項８乃至請求項１２のいずれか
に記載の薄膜磁気素子の製造方法。