JPH0541321A - Coil for high-frequency and manufacture thereof - Google Patents
Coil for high-frequency and manufacture thereofInfo
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- JPH0541321A JPH0541321A JP3195241A JP19524191A JPH0541321A JP H0541321 A JPH0541321 A JP H0541321A JP 3195241 A JP3195241 A JP 3195241A JP 19524191 A JP19524191 A JP 19524191A JP H0541321 A JPH0541321 A JP H0541321A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランス，磁気ヘ
ッドなどの電子部品におけるコイルとその製造方法に関
し、特に高アスペクト比で高密度に配置でき、しかもコ
イルの電流方向に垂直な表面積が大きく、高周波におい
ても抵抗の小さい高周波用コイルおよびその作製方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coil in an electronic component such as a thin film transformer and a magnetic head and a method for manufacturing the coil, and in particular, it can be arranged in a high density with a high aspect ratio and has a large surface area perpendicular to the current direction of the coil. The present invention relates to a high frequency coil having a low resistance even at high frequencies and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５に従来の薄膜トランスの構造例を示
す。１は基板、２は絶縁層、３は下層磁性層、４は一次
コイル、５は二次コイルを示している。従来、薄膜トラ
ンスの作製では、基板１上に絶縁膜を付与した後、コイ
ル材である銅膜を数μｍ付け、この上にフォトレジスト
技術によるパターン形成後イオンビームエッチングして
コイル形状とするか、またフォトレジストによるパター
ン形成後、蒸着，スパッタなどの方法で銅膜を数μｍ形
成し、リフトオフ法により下層コイルとするか、フォト
レジストによるフレームを作製して後めっきによってコ
イル形状とするかした後、絶縁膜で平坦化後磁性膜を数
μｍ付与しエッチングでパターニングして下層磁性層３
を形成後さらに絶縁膜で平坦化し、あらかじめ下層コイ
ルと上層コイルをつなぐスルーホールを作製し、その上
から上層コイルを上記と同様の方法で形成し、下層コイ
ルに接続して一次コイル４，二次コイル５を作製し、こ
の上に図では省略しているが磁路のパスのための磁性膜
を絶縁膜を介して作製し、これをコイル４，５に巻かれ
た磁性層３と同一形状にパターニングして薄膜トランス
を完成させていた。この時のコイル４，５の断面形状は
図６に示すような長方形となるか、またはレジストワー
クによっては台形となる。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a structural example of a conventional thin film transformer. Reference numeral 1 is a substrate, 2 is an insulating layer, 3 is a lower magnetic layer, 4 is a primary coil, and 5 is a secondary coil. Conventionally, in the manufacture of a thin film transformer, after forming an insulating film on the substrate 1, a copper film as a coil material is attached by several μm, and a pattern is formed on this by a photoresist technique and then ion beam etching is performed to form a coil shape. Also, after forming a pattern with a photoresist, a copper film is formed to a thickness of several μm by a method such as vapor deposition and sputtering and a lower coil is formed by a lift-off method, or a frame is formed by a photoresist and a coil is formed by post-plating. Then, after being flattened by an insulating film, a magnetic film having a thickness of several μm is formed and patterned by etching to form the lower magnetic layer 3
After forming the above, it is further flattened with an insulating film, a through hole for connecting the lower coil and the upper coil is made in advance, the upper coil is formed from above by the same method as described above, and connected to the lower coil to connect the primary coil 4 and the secondary coil. The next coil 5 is manufactured, and a magnetic film for the path of the magnetic path is manufactured through an insulating film, which is not shown in the figure, and is the same as the magnetic layer 3 wound on the coils 4 and 5. The thin film transformer was completed by patterning into a shape. The cross-sectional shape of the coils 4 and 5 at this time is a rectangle as shown in FIG. 6 or a trapezoid depending on the resist work.
【０００３】図５の構造に従い、絶縁膜にフォトレジス
ト、磁性膜材料にイオンビームスパッタによるパーマロ
イを用い、各膜厚を１０μｍとした場合において、コイ
ル間隔２５μｍ、コイル幅を１００μｍの長方形とし、
一次コイル巻数を２ターン、二次コイル巻数を８ター
ン、コイル一ターン当たりのコイル長さを５．６ｍｍと
して作製した薄膜トランスの二次コイル５の抵抗とイン
ダクタンスの周波数特性を図７に示す。これによれば、
インダクタンスは１０ＭＨｚ以上でもさほど低下しない
が、コイル抵抗は５ＭＨｚ以上で急激に増加する。これ
は、高周波で表皮効果が現れ、コイル内部での電流密度
が著しく減少するためである。このような高周波におい
て、電流の流れ易い表面の表皮深さは、周波数をｆとし
てAccording to the structure shown in FIG. 5, a photoresist is used for the insulating film, and permalloy by ion beam sputtering is used for the magnetic film material. When each film thickness is 10 μm, the coil interval is 25 μm and the coil width is 100 μm.
FIG. 7 shows frequency characteristics of resistance and inductance of the secondary coil 5 of the thin-film transformer manufactured with the number of turns of the primary coil being 2 turns, the number of turns of the secondary coil being 8 turns, and the coil length per one turn of the coil being 5.6 mm. According to this
The inductance does not decrease so much at 10 MHz or more, but the coil resistance increases rapidly at 5 MHz or more. This is because the skin effect appears at high frequencies and the current density inside the coil is significantly reduced. At such a high frequency, the skin depth of the surface where the current easily flows is defined as the frequency f.
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】に比例することが知られている。したがっ
て、同一断面積であれば凹凸のあるコイルの電流方向に
垂直な表面積の大きなコイルが、高周波では抵抗が小さ
く、周波数をｆ、インダクタンスをＬ、抵抗をＲで表す
時、Ｑ＝２πｆＬ／Ｒで表されるＱ値が大きく、したが
ってトランスとしての性能を高くすることができる。It is known to be proportional to Therefore, if the coil has a large surface area perpendicular to the current direction of the coil having unevenness if the cross-sectional area is the same, the resistance is small at high frequencies, and when frequency is f, inductance is L, and resistance is R, Q = 2πfL / R Since the Q value represented by is large, the performance as a transformer can be improved.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の作製方法によるコイルは、通常、コイル断面が長方
形または台形であって、このようなコイルを上記プロセ
スで作製する場合、正方形または大電流を流すために断
面積を大きくしたいならば縦横比（アスペクト比）の小
さい長方形とすることにより可能であるが、コイルの電
流方向に垂直な表面積を増加させることはできない。し
たがって、従来の薄膜トランスのコイル作製方法では、
Ｑ値の高いトランスを得ることができなかった。また、
縦横比を小さくした場合、コイルの占める面積が増え、
コイル巻数を増やしたい時、薄膜トランス全体が大きく
なってしまう問題がある。However, the coil produced by the above-mentioned conventional method usually has a rectangular or trapezoidal cross section, and when such a coil is produced by the above-mentioned process, a square or a large current is applied. Therefore, if it is desired to increase the cross-sectional area, it is possible to form a rectangle having a small aspect ratio (aspect ratio), but the surface area of the coil perpendicular to the current direction cannot be increased. Therefore, in the conventional thin film transformer coil manufacturing method,
It was not possible to obtain a transformer with a high Q value. Also,
When the aspect ratio is reduced, the area occupied by the coil increases,
When it is desired to increase the number of coil turns, there is a problem that the entire thin film transformer becomes large.
【０００７】さらに、従来のプロセスを使用する場合、
コイル用の銅を堆積後、メタルマスクによってパターニ
ングし、これをイオンビームエッチングするか、または
フォトレジストによって高いネガパターンを形成後、銅
膜をスパッタ，蒸着等で堆積し、リフトオフによってコ
イルパターンを得る。アスペクト比を高くして高密度に
パターニングし、小型でしかも巻数の多い薄膜トランス
とする場合、上記の方法によればたかだかコイル高さは
１０μｍが限度であった。この理由には、まずフォトレ
ジストで１０μｍ以上のパターンを作る場合、基板に近
い部分が十分に露光される光量では、フォトレジスト表
面に近い部分は露光が過度になり、パターンは上部が細
ったものになって、短冊状断面のパターンとすることが
できないことがあげられる。また、エッチング法では銅
のエッチングに時間がかかること、リフトオフ法ではフ
ォトレジストのパターン高さに限界があることによる。
したがって、従来の薄膜トランスのコイル作製方法で
は、アスペクト比の高い高さ１０μｍ以上のコイルを得
ることができなかった。Further, when using conventional processes,
After depositing copper for the coil, patterning with a metal mask and ion beam etching this, or forming a high negative pattern with photoresist, depositing a copper film by sputtering, vapor deposition, etc. and obtaining a coil pattern by lift-off . When a thin film transformer having a small aspect ratio and a large number of turns is formed by patterning with a high aspect ratio and high density, the coil height is limited to 10 μm at most by the above method. The reason for this is that, when a pattern of 10 μm or more is first formed with a photoresist, the amount of light enough to expose a portion close to the substrate causes excessive exposure in a portion close to the photoresist surface, and the pattern has a narrow upper portion. Therefore, it is not possible to form a strip-shaped pattern. Further, the etching method requires a long time to etch copper, and the lift-off method has a limit in the pattern height of the photoresist.
Therefore, it was not possible to obtain a coil having a high aspect ratio and a height of 10 μm or more by the conventional method for manufacturing a coil of a thin film transformer.
【０００８】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、その目的は、高いＱ値を持つ薄膜トランス等
に欠かせない、コイルの電流方向に垂直な表面積の大き
な、しかもアスペクト比の高い、高密度に配置された高
周波用コイルおよびその作製方法を提供することにあ
る。The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is a thin film transformer having a high Q value and the like, which has a large surface area perpendicular to the current direction of the coil and has a large aspect ratio. It is to provide a high-frequency coil arranged at high density and a method for manufacturing the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の高周波用コイルにおいては、導線の電流方
向断面が凹状である構成としている。In order to achieve the above object, in the high frequency coil of the present invention, the conductor has a concave cross section in the current direction.
【００１０】また、高周波用コイルの作製方法において
は、フォトレジストとコントラスト増強剤を用いマスク
パターンを作る工程と、前記マスクパターン上にイオン
ビームスパッタを用いて銅膜を作製する工程と、その後
のレジストリフトオフにより前記銅膜のうち不必要な高
さ部分を除去して凹状断面のコイルを残す工程とを有す
る構成としている。Further, in the method of manufacturing a coil for high frequency, a step of forming a mask pattern using a photoresist and a contrast enhancing agent, a step of forming a copper film on the mask pattern by using ion beam sputtering, and a subsequent step. A step of removing unnecessary height portions of the copper film by a resist lift-off to leave a coil having a concave cross section.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の高周波用コイルでは、コイル断面を凹
状とすることにより、同一の断面積を持つ従来の長方形
または台形断面のコイルに比較して電流方向に垂直な表
面積を大きくし、高周波で抵抗の増加を抑え、高いＱ値
を保つことができるようにする。また、その作製方法の
マスクパターンの作製工程において、フォトレジストと
コントラスト増強剤を併用することにより、レジスト層
の高さ方向に露光が均一になるようにし、コイル高さが
１０μｍ以上のものを容易に作製可能とし、薄膜トラン
ス等におけるコイルの縦横比（アスペクト比）を上げて
小さい面積に高密度にコイルを配置できるようにしてい
る。In the high frequency coil of the present invention, by making the coil cross-section concave, the surface area perpendicular to the current direction is increased as compared with the conventional rectangular or trapezoidal cross-section coil having the same cross-sectional area. The increase in resistance is suppressed and a high Q value can be maintained. In the mask pattern manufacturing process of the manufacturing method, a photoresist and a contrast enhancer are used in combination so that the exposure is uniform in the height direction of the resist layer, and a coil height of 10 μm or more is easy. The thin film transformer or the like has a high aspect ratio (aspect ratio) so that the coils can be densely arranged in a small area.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００１３】図１は本発明の第１の実施例の方法により
作製したコイルの断面形状を示す図である。本実施例
は、コイル１１を導線の電流方向の断面が凹状となるよ
うに作製するものである。FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional shape of a coil manufactured by the method of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the coil 11 is manufactured so that the conductor has a concave cross section in the current direction.
【００１４】以下に、図５に示したコイルパターンのみ
について、その幅が２０μｍから１００μｍのコイルを
作製する方法を順を追って説明する。本実施例は、高さ
５０μｍのネガパターンを作製し、高さ３０μｍの図１
に示す凹状コイルを得る場合の例である。図２（ａ），
（ｂ），（ｃ）は、本作製方法のプロセスを示す説明図
である。A method for producing a coil having a width of 20 μm to 100 μm only for the coil pattern shown in FIG. 5 will be described below step by step. In this example, a negative pattern having a height of 50 μm was prepared, and a negative pattern having a height of 30 μm was formed.
This is an example of obtaining the concave coil shown in FIG. 2 (a),
(B), (c) is explanatory drawing which shows the process of this manufacturing method.
【００１５】（１）直径５０ｍｍのシリコン基板１上に
フォトレジストＡＺ４６２０を５００回転／分で２分ス
ピンコートし、８０℃で３０分プリベークを行う。(1) Photoresist AZ4620 is spin-coated at 500 rpm on the silicon substrate 1 having a diameter of 50 mm for 2 minutes, and prebaked at 80 ° C. for 30 minutes.
【００１６】（２）再びＡＺ４６２０を５００回転／分
で２分スピンコートし、８０℃で４時間プリベークを行
う。(2) AZ4620 is spin coated again at 500 rpm for 2 minutes and prebaked at 80 ° C. for 4 hours.
【００１７】（３）約１５時間自然乾燥する。(3) Naturally dry for about 15 hours.
【００１８】（４）バリアコート（信越化学工業製、Ｃ
ＥＭ−ＢＣ５）をまず５００回転／分で２５秒、さらに
２０００回転／分で３０秒スピンコートする。(4) Barrier coat (Shin-Etsu Chemical Co., C
First, EM-BC5) is spin-coated at 500 rpm for 25 seconds and 2000 rpm for 30 seconds.
【００１９】（５）コントラスト増強剤（信越化学工
業、ＣＥＭ−３８８）を２００回転／分で２分間スピン
コートする。(5) A contrast enhancer (CEM-388, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is spin-coated at 200 rpm for 2 minutes.
【００２０】（６）約１５時間自然乾燥する。(6) Naturally dry for about 15 hours.
【００２１】（７）ネガパターンのマスクを用いて露光
する。露光条件は、露光エネルギー９ｍＷ／ｃｍ2、コ
ンタクト露光、波長ｈ線で、４分である。(7) Exposure is carried out using a negative pattern mask. The exposure conditions are an exposure energy of 9 mW / cm 2 , contact exposure, and a wavelength h ray of 4 minutes.
【００２２】（８）水洗で表面のＣＥＭ層を取り除く。(8) The surface CEM layer is removed by washing with water.
【００２３】（９）現像をシップレー社製、ＭＦ−３１
２で１６分行う。これにより、図２（ａ）に示すフォト
レジスト１２による高さ５０μｍのネガパターンが、シ
リコン基板１上に作製される。(9) MF-31 developed by Shipley
Do 2 minutes for 16 minutes. As a result, a negative pattern having a height of 50 μm is formed on the silicon substrate 1 by the photoresist 12 shown in FIG.
【００２４】（１０）このフォトレジストのネガパター
ン上に銅をターゲットとし、イオンビームスパッタで加
速電圧１ｋＶ、加速電流６０ｍＡ、アルゴン圧１０ｍｐ
ａの条件で３０μｍの銅を堆積し、図２（ｂ）に示すよ
うに、銅膜１３を形成する。(10) Targeting copper on the negative pattern of this photoresist, ion beam sputtering was used to accelerate voltage 1 kV, current 60 mA, and argon pressure 10 mp.
Copper of 30 μm is deposited under the condition a, and a copper film 13 is formed as shown in FIG.
【００２５】（１１）アセトンを入れた超音波洗浄器中
でシリコン基板１をリフトオフし、図２（ｃ）に示すよ
うに凹状の断面を有するコイル１１を残す。(11) The silicon substrate 1 is lifted off in an ultrasonic cleaner containing acetone to leave the coil 11 having a concave cross section as shown in FIG. 2 (c).
【００２６】以上に述べた本方法の要点は、フォトレジ
ストとコントラスト増強剤を併用することにより５０μ
ｍまでのパターンを容易に作製できることを利用し、そ
のパターン高さの６０％程度の銅をスパッタまたは蒸着
により堆積させ、リフトオフによって定められた形状で
断面が凹状のコイルを得ることにある。コントラスト増
強剤の役割は、レジスト層の光強度の強い部分の露光を
促進し、弱い部分の露光を制限することにあり、１０μ
ｍ以上の厚いレジスト層であっても上から基板面に至る
まで均一な露光を可能にすることにある。これによっ
て、端面が垂直に近いフォトレジストのネガパターンを
容易に得ることができる。コントラスト増強剤を用いな
い従来の方法では１０μｍ以上の厚いレジスト層を露光
する場合、レジスト下層まで十分に露光が進むまで光を
当てると、マスクされた光強度の弱い部分ではレジスト
上層が過度に露光され、これを現像するとレジスト上層
のパターンが細り上部の幅が狭く下部の幅がマスク寸法
どおりの台形のパターンとなってしまうか、極端な場合
には三角形状のパターンしか得られない。本方法のよう
にコントラスト増強剤を用いてはじめて、高さが１０μ
ｍ以上で、その端面が垂直に近いパターンが得られる。
上記の実施例に述べたようにパターン高さが５０μｍで
あっても、垂直に近いパターンを得ることが可能であ
る。従来はパターン高さに限界があることにより、アス
ペクト比を高くすることが困難であったが、本実施例に
よれば、アスペクト比を高くすることが可能となり、コ
イルを高密度で配置することができる。The point of the present method described above is that the use of a photoresist and a contrast enhancer in combination causes a difference of 50 μm.
Utilizing the fact that a pattern up to m can be easily produced, copper having a height of about 60% of the pattern is deposited by sputtering or vapor deposition, and a coil having a concave section with a shape determined by lift-off is obtained. The role of the contrast enhancer is to accelerate the exposure of a portion of the resist layer having a high light intensity and to limit the exposure of a weak portion of the resist layer.
It is to enable uniform exposure from the top to the substrate surface even with a thick resist layer of m or more. This makes it possible to easily obtain a negative photoresist pattern whose end faces are nearly vertical. When a thick resist layer of 10 μm or more is exposed by the conventional method without using a contrast enhancer, if light is irradiated until the resist lower layer is sufficiently exposed, the resist upper layer is excessively exposed in the masked weak light intensity portion. When this is developed, the pattern of the resist upper layer becomes thin and the width of the upper part is narrow and the width of the lower part becomes a trapezoidal pattern according to the mask size, or in an extreme case, only a triangular pattern is obtained. Only when a contrast enhancer is used as in this method, the height is 10 μm.
When m or more, a pattern in which the end surface is almost vertical is obtained.
As described in the above embodiment, even if the pattern height is 50 μm, it is possible to obtain a pattern close to vertical. Conventionally, it was difficult to increase the aspect ratio due to the limitation of the pattern height, but according to the present embodiment, it is possible to increase the aspect ratio and to arrange the coils in high density. You can
【００２７】本実施例によって作製したコイルの断面形
状から算出される断面と垂直方向のコイル表面積の長方
形断面の従来のコイル表面積に対する表面積の増加率と
コイルのアスペクト比の関係を図３に示す。図におい
て、（Ａ）は本実施例の場合を、（Ｂ）は従来例の場合
を示している。図から明らかなように、本実施例では、
断面形状を凹状にしたことから、同じアスペクト比で従
来例より大幅に電流方向の表面積を増加できる。従っ
て、高周波における抵抗を小さくできることが、期待で
きる。FIG. 3 shows the relationship between the increase rate of the surface area and the aspect ratio of the coil in the rectangular cross section of the coil surface area in the direction perpendicular to the cross section calculated from the cross sectional shape of the coil manufactured in this example. In the figure, (A) shows the case of the present embodiment, and (B) shows the case of the conventional example. As is clear from the figure, in this embodiment,
Since the cross-sectional shape is concave, the surface area in the current direction can be significantly increased compared to the conventional example with the same aspect ratio. Therefore, it can be expected that the resistance at high frequencies can be reduced.
【００２８】次に、本発明のコイル作製方法の第２の実
施例を示す。本方法も、図１の凹状の断面形状を有する
コイル１１を作製するものであり、同様に図２を参照
し、順を追って示す。本実施例は、高さ２５μｍのネガ
パターンを作製し、高さ１５μｍの凹状コイルを得る場
合の例である。Next, a second embodiment of the coil manufacturing method of the present invention will be shown. This method also produces the coil 11 having the concave cross-sectional shape shown in FIG. 1. Similarly, referring to FIG. The present embodiment is an example of a case where a negative pattern having a height of 25 μm is produced and a concave coil having a height of 15 μm is obtained.
【００２９】（１）直径５０ｍｍのシリコン基板１上に
フォトレジストＡＺ４６２０を５００回転／分で２分ス
ピンコートし、８０℃で３０分プリベークを行う。(1) Photoresist AZ4620 is spin-coated at 500 rpm on the silicon substrate 1 having a diameter of 50 mm for 2 minutes, and prebaked at 80 ° C. for 30 minutes.
【００３０】（２）約１時間自然乾燥する。(2) Naturally dry for about 1 hour.
【００３１】（３）バリアコート（信越化学工業製、Ｃ
ＥＭ−ＢＣ５）をまず５００回転／分で２５秒、さらに
２０００回転／分で３０秒スピンコートする。(3) Barrier coat (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., C
First, EM-BC5) is spin-coated at 500 rpm for 25 seconds and 2000 rpm for 30 seconds.
【００３２】（４）コントラスト増強剤（信越化学工業
製、ＣＥＭ−３８８）を２００回転／分で２分間スピン
コートする。(4) A contrast enhancer (CEM-388, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is spin-coated at 200 rpm for 2 minutes.
【００３３】（５）約１時間自然乾燥する。(5) Naturally dry for about 1 hour.
【００３４】（６）ネガパターンのマスクを用いて露光
する。露光条件は、露光エネルギー９ｍＷ／ｃｍ2、コ
ンタクト露光、波長ｈ線で、２分である。(6) Exposure is performed using a negative pattern mask. The exposure conditions are an exposure energy of 9 mW / cm 2 , contact exposure, and a wavelength h ray of 2 minutes.
【００３５】（７）水洗で表面のＣＥＭ層を取り除く。(7) The surface CEM layer is removed by washing with water.
【００３６】（８）現像をシップレー社製、ＭＦ−３１
２で６分行う。これにより、図２（ａ）に示すフォトレ
ジスト１２による高さ２５μｍのネガパターンがシリコ
ン基板１上に作製される。(8) MF-31 developed by Shipley
Do 2 minutes 6 minutes. As a result, a negative pattern having a height of 25 μm is formed on the silicon substrate 1 by the photoresist 12 shown in FIG.
【００３７】（９）ネガパターン上に銅をターゲットと
し、イオンビームスパッタで加速電圧１ｋＶ、加速電流
６０ｍＡ、アルゴン圧１０ｍｐａの条件で１５μｍの銅
を堆積し、図２（ｂ）に示すように、銅膜１３を形成す
る。(9) With copper as a target on the negative pattern, 15 μm of copper was deposited by ion beam sputtering under the conditions of an acceleration voltage of 1 kV, an acceleration current of 60 mA and an argon pressure of 10 mpa, and as shown in FIG. 2 (b). The copper film 13 is formed.
【００３８】（１０）アセトンを入れた超音波洗浄器中
でシリコン基板１をリフトオフし、図２（ｃ）に示すよ
うに凹状の断面を有するコイル１１を残す。(10) The silicon substrate 1 is lifted off in an ultrasonic cleaner containing acetone to leave the coil 11 having a concave cross section as shown in FIG. 2 (c).
【００３９】次に、図５に示す薄膜トランスに上記実施
例を適用した場合について、その効果を示す。図５の構
造に従い、絶縁膜にフォトレジスト、磁性膜材料にイオ
ンビームスパッタによるパーマロイを用い、コイル高さ
２５μｍ、他の磁性膜、絶縁膜厚を１０μｍとした場
合、コイル間隔２５μｍ、コイル幅を５０μｍの長方形
とし、一次コイルの巻数を２ターン、二次コイル巻数を
８ターン、コイル一ターン当たりのコイル長さを５．６
ｍｍとして作製した薄膜トランスの二次コイルの抵抗と
インダクタンスの周波数特性を図４に示す。この図２と
従来例の特性を示す図７を比較して明らかなように、断
面積をほぼ同一とした従来法による長方形断面のコイル
と上記実施例による凹状断面のコイルとの高周波におけ
る抵抗には著しい差がある。すなわち、本適用例におけ
るコイルは、１０ＭＨｚを越える領域まで抵抗が増加し
ない。従って、前述の式Ｑ＝２πｆＬ／Ｒで表わされる
Ｑ値を高くすることができるので、上記実施例のコイル
を用いればＱ値の高い優れた薄膜トランスを得ることが
できる。Next, the effect will be shown when the above-mentioned embodiment is applied to the thin film transformer shown in FIG. According to the structure of FIG. 5, when a photoresist is used for the insulating film and permalloy by ion beam sputtering is used for the magnetic film material and the coil height is 25 μm and the other magnetic films and the insulating film thickness are 10 μm, the coil spacing is 25 μm and the coil width is It has a rectangular shape of 50 μm, the number of turns of the primary coil is 2 turns, the number of turns of the secondary coil is 8 turns, and the coil length per one turn of the coil is 5.6.
FIG. 4 shows the frequency characteristics of the resistance and the inductance of the secondary coil of the thin film transformer manufactured in mm. As is clear from comparison between FIG. 2 and FIG. 7 showing the characteristics of the conventional example, the resistance at high frequencies of the rectangular cross-section coil according to the conventional method and the concave cross-section coil according to the above-described embodiment, which have substantially the same cross-sectional area, is obtained. There are significant differences. That is, the resistance of the coil in this application example does not increase up to a region exceeding 10 MHz. Therefore, the Q value represented by the above-mentioned formula Q = 2πfL / R can be increased, so that an excellent thin film transformer having a high Q value can be obtained by using the coil of the above embodiment.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
高周波用コイルおよびその作製方法によれば、薄膜トラ
ンス等のコイルにおいて、その高さをこれまで困難であ
った１０μｍ以上の高さとすることができ、コイルが高
密度に配置可能となるとともに、断面形状を凹状とした
ことにより、電流方向すなわちコイル断面と垂直方向の
表面積が大きくなり、高周波における抵抗を小さくし
て、Ｑ値を高くすることができるので、高周波でも優れ
た特性を持つ薄膜トランスを得ることができる。As is apparent from the above description, according to the high frequency coil and the method for manufacturing the same of the present invention, the height of a coil such as a thin film transformer is 10 μm or more, which has been difficult until now. Since the coil can be arranged at a high density and the cross-sectional shape is concave, the surface area in the current direction, that is, the direction perpendicular to the coil cross-section is increased, the resistance at high frequencies is reduced, and the Q value is reduced. Since it can be increased, it is possible to obtain a thin film transformer having excellent characteristics even at high frequencies.
【図１】本発明の第１の実施例の作製方法によるコイル
の断面形状を示す図FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional shape of a coil manufactured by a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記第１の実施例と
本発明の第２の実施例の作製方法のプロセスを示す説明
図2 (a), (b), and (c) are explanatory views showing a process of a manufacturing method of the first embodiment and the second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例のコイルと従来例のコイルの表
面積の増加率とコイル断面のアスペクト比の関係図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the increase rate of the surface area and the aspect ratio of the coil cross section of the coil of the example of the present invention and the coil of the conventional example.
【図４】上記実施例を適用した薄型トランスの二次コイ
ルのインダクタンスおよび抵抗の周波数特性図FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of inductance and resistance of a secondary coil of a thin transformer to which the above embodiment is applied.
【図５】薄膜トランスの構造例を示す図FIG. 5 is a diagram showing a structural example of a thin film transformer.
【図６】従来例のコイルの断面形状を示す図FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional shape of a conventional coil.
【図７】従来例のコイルを用いた薄型トランスの二次コ
イルのインダクタンスおよび抵抗の周波数特性図FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of inductance and resistance of a secondary coil of a thin transformer using a conventional coil.
１…シリコン基板、１１…コイル、１２…フォトレジス
ト、１３…銅膜。1 ... Silicon substrate, 11 ... Coil, 12 ... Photoresist, 13 ... Copper film.
Claims (2)
特徴とする高周波用コイル。1. A high-frequency coil, wherein the cross section of the conductor in the current direction is concave.
用いマスクパターンを作る工程と、前記マスクパターン
上にイオンビームスパッタを用いて銅膜を作製する工程
と、その後のレジストリフトオフにより前記銅膜のうち
不必要な高さ部分を除去して凹状断面のコイルを残す工
程とを有することを特徴とする高周波用コイルの作製方
法。2. A step of forming a mask pattern using a photoresist and a contrast enhancing agent, a step of forming a copper film on the mask pattern by using ion beam sputtering, and a resist lift-off after that, which causes a defect in the copper film. And a step of removing a required height portion to leave a coil having a concave cross section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195241A JPH0541321A (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Coil for high-frequency and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195241A JPH0541321A (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Coil for high-frequency and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541321A true JPH0541321A (en) | 1993-02-19 |
Family
ID=16337842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3195241A Pending JPH0541321A (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Coil for high-frequency and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541321A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166476A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Thin film transformer and its manufacturing method |
| WO2024024121A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | タツタ電線株式会社 | Coil |
-
1991
- 1991-08-05 JP JP3195241A patent/JPH0541321A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166476A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Thin film transformer and its manufacturing method |
| WO2024024121A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | タツタ電線株式会社 | Coil |
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