磁性金属基板和电感元件的制作方法

磁性金属基板和电感元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。电感元件（4）包括：磁性金属基板（2），其包括具有第一磁导率的金属基板（10）、配置在金属基板（10）的内部的第一绝缘层（16a）和配置在第一绝缘层（16a）上且具有第二磁导率的第一金属配线层（22）；配置在该磁性金属基板（2）的表面上的第一间隔层（24）；和配置在第一间隔层（24）上的第一磁通产生层（26）。
【专利说明】磁性金属基板和电感元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁性金属基板和电感元件，特别涉及一种在内部具有配线结构的磁性金属基板和应用(使用)该磁性金属基板的电感元件。
【背景技术】
[0002]近年的可移动设备中，不断要求使其变薄、变轻、更加节能、电池的寿命更长。因此，特别需要使电源电路变薄、变轻、更加节能、电池的寿命更长。构成电源电路的部件中，尺寸最大的是电感元件。
[0003]现有技术的电感所使用的配线结构包括绕组型、叠层型和薄膜型。绕组型是将铜线卷绕在铁磁性材料(铁磁性体)的磁芯上的结构，按形状分类，包括环形(tiOidal)、螺线管(solenoid)等(例如参照专利文献I)。叠层型是例如将铁氧磁性材料的氧化物(铁氧体等)制成片状并将Ag等的膏印刷、叠层并烧结，使它们成为一体的配线结构(例如，参照专利文献2。)。在叠层型中，在烧结体内部具有线圈状的配线。薄膜型是利用溅射、镀膜、光刻等技术而形成的。薄膜型是形成有铁磁性材料的薄膜或螺旋状铜配线等的配线结构(例如，参照专利文献3和专利文献4。)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004-172396号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007-214424号公报
[0008]专利文献3:日本特开平9-139313号公报
[0009]专利文献4:日本特开平8-88119号公报

【发明内容】

[0010]发明想要解决的技术问题
[0011]绕组型电感元件虽然能够得到大的电感值，实现大电流化，但是电感元件的尺寸变大，在小型化(体积变小)、薄型化(变薄)方面难以实现。
[0012]叠层型电感元件在电感元件的尺寸、电感(感应系数)值、大电流化、高频特性等各特性方面优异。但是，由于其由陶瓷形成，陶瓷上容易发生裂缝，因此薄型化是有限度的。
[0013]薄膜型电感元件能够形成得非常薄，能够片装在大规模集成(LS1:Large ScaleIntegration)电路上,而且高频特性也优异。但是，电感值较小，难以实现大电流化，而且安装(封装)面积相对较大。
[0014]现有技术的电感元件中，在采用陶瓷类的情况下，电感用的配线能够配置在内部，但是在使用金属类的铁磁性材料的情况下，主流结构是电感用的配线不形成在磁性材料的内部，而形成在磁性材料上。
[0015]期望的是，使电感元件形成得更薄，使安装面积形成得更小。理想地期望的是，研发出被片装(on chip)或单片化(one chip,安装在同一芯片上),能够内置于LSI中的对应小型、薄型、大L值、大电流的功率电感元件。
[0016]本发明的目的在于，提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。
[0017]用于解决问题的技术方案
[0018]根据本发明的一个方面，提供一种磁性金属基板，其包括:具有第一磁导率(即，导磁率)的金属基板；配置在上述金属基板的内部的第一绝缘层；和配置在上述第一绝缘层上，具有第二磁导率的第一金属配线层。
[0019]根据本发明的另一方面，提供一种电感元件，其包括:磁性金属基板，其包括具有第一磁导率的金属基板、配置在上述金属基板的内部的第一绝缘层和配置在上述第一绝缘层上并且具有第二磁导率的第一金属配线层；配置在上述磁性金属基板的正面(表面)上并且具有第三磁导率的第一间隔层；和配置在上述第一间隔层上并且具有第四磁导率的第一磁通产生层。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，能够提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1的(a)是第一实施方式的磁性金属基板的示意的平面图案(pattern)结构图，图1的(b)是沿图1的(a)的1-1线的示意的截面结构图，图1的(C)是沿图1的(a)的1-1线的另一示意的截面结构图。
[0023]图2的(a)是第一实施方式的变形例的磁性金属基板的示意的平面图案结构图，图2的(b)是沿图2的(a)的I1-1I线的示意的截面结构图。
[0024]图3的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的、在形成于金属基板上的槽部配置的金属配线层的示意的平面图案结构图，图3的(b)是在图3的(a)的金属基板10和金属配线层22、23上配置有间隔层(gap layer,间隙层)24的示意的平面图案结构图，图3的(c)是在图3的(b)的间隔层上配置有磁通产生层的示意的平面图案结构图。
[0025]图4的(a)是沿图3的(C)的II1-1II线的示意的截面结构图，图4的(b)是说明对第二金属配线层形成有背面电极的情形的示意的截面结构图，图4的(c)是说明对第二金属配线层形成有背面电极的情形的另一示意的截面结构图。
[0026]图5的(a)是说明比较例的电感元件的动作的示意的俯视(鸟瞰)结构图，图5的(b)是说明应用(使用)第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的动作(工作)的示意的俯视结构图。
[0027]图6的(a)是说明在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，由于在金属配线层中导通的电流而在金属配线层的周围产生磁场H的情形的示意的截面结构图，图6的(b)是说明在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，利用间隔层和磁通产生层的效果在磁通产生层内产生磁通密度B的情形的示意的截面结构图。
[0028]图7是说明在包含金属基板的晶片上形成有多个应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的情形的示意的平面图案结构图。
[0029]图8是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的频率特性例。
[0030]图9的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的磁通产生层的磁化特性例，图9的(b)是第一实施方式的磁性金属基板中应用的软磁性膜的相对磁导率μ r的频率特性例，图9的(C)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的磁通产生层的截面SEM (扫描电子显微镜)照片例。
[0031]图10的(a)是表示在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，在金属基板形成有槽部的情形的示意的俯视结构图，图10的(b)是表示在槽部形成有金属配线层的情形的示意的俯视结构图。
[0032]图11的(a)是表示在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，在金属基板和金属配线层上形成有间隔层的情形的示意的俯视结构图，图11的(b)是表示在金属基板的背面形成有金属配线层23的情形的示意的俯视结构图，图11的(C)是表示在金属基板的背面形成有背面电极23a的情形的示意的俯视结构图。
[0033]图12的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件的、在金属基板上形成的圆形状的槽部的示意的平面图案结构图，图12的(b)是在图12的(a)的圆形状的槽部配置有金属配线层的示意的平面图案结构图，图12的(c)是应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件的、在形成在金属基板上的八边形状的槽部配置有金属配线层的示意的平面图案结构图，图12的(d)是应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件的、在形成在金属基板上的相对的两个三角形状的槽部配置有金属配线层的示意的平面图案结构图。
[0034]图13是将应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件作为构成部件加以应用的电源电路的结构例。
[0035]图14是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意截面结构，其中，图14的(a)是形成有矩形状的槽部的例，图14的(b)是形成有梯形状的槽部的例，图14的(c)是形成有三角形状的槽部的例。
[0036]图15是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其一)。
[0037]图16是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其二)。
[0038]图17是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其三)。
[0039]图18的(a)说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其四)，图18的(b)是图18的(a)的A部分的放大图。
[0040]图19是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其五)。
[0041]图20的(a)是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其六)，图20的(b)是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的变形例的一个工序的示意的截面结构图。
[0042]图21是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其七)。
[0043]图22是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其八)。
[0044]图23是说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意的截面结构图(其九)。
[0045]图24是利用应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法形成的电感元件的局部放大结构图。
[0046]图25的(a)是第二实施方式的磁性金属基板的示意的平面图案(pattern)结构图，图25的(b)是沿图25的(a)的IV-1V线的示意的截面结构图，图25的(c)是沿图25的(a)的IV-1V线的另一示意的截面结构图。
[0047]图26的(a)是第二实施方式的变形例的磁性金属基板的示意的平面图案结构图，图26的(b)是沿图26的(a)的V-V线的示意的截面结构图。
[0048]图27是应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件的、在金属基板10形成狭缝、用绝缘层将其填充、并且在间隔层上配置有分离的磁通产生层的示意的平面图案结构图。
[0049]图28的(a)是沿图27的V1-VI线的示意的截面结构图，图28的(b)是沿图27的VI1-VII线的示意的截面结构图。
[0050]图29的(a)是说明应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件的动作的示意的俯视结构图，图29的(b)是表示在金属基板10形成狭缝并用绝缘层将该狭缝填充的情形的放大后的示意的平面图案结构图。
[0051]图30的(a)是说明在应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件中，利用在金属配线层导通的电流在金属配线层的周围产生磁场H的情形的示意的截面结构图，图30的(b)是说明在应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件中，利用间隔层和磁通产生层的效果在磁通产生层内产生磁通密度B的情形的示意的截面结构图。
[0052]图31的(a)是说明在金属基板10产生涡电流的情形的示意的俯视图，图31的(b)是说明在形成有狭缝的金属基板10产生涡电流的情形的示意的俯视图。
[0053]图32是应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件的、配置于在具有狭缝的金属基板上形成的槽部的金属配线层的示意的俯视结构图。
[0054]图33的(a)是沿图32的VII1-VIII线的示意的截面结构图，图33的(b)是沿图32的IX-1X线的示意的截面结构图。
[0055]图34表示应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件，其中图34的(a)是在金属基板十字状地设置有狭缝的俯视结构图，图34的(b)是在金属基板呈栅格状地设置有狭缝的俯视结构图，图34的(c)是在金属基板呈十字状且栅格状地设置有狭缝的俯视结构图，图34的(d)是在金属基板呈细小的栅格状地设置有狭缝的俯视结构图。
[0056]图35是表示应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件的、狭缝SL的数目与电感及狭缝SL的数目与Q值之间的关系的图。
[0057]图36的(a)是表示狭缝SL为一条时的磁通的泄漏状态的仿真结果(S卩，模拟结果)，图36的(b)是表示狭缝SL为四条时的磁通的泄漏状态的仿真结果。
[0058]图37表示应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件，其中图37的(a)是表示涡电流回路(loop)的情形的示意的俯视图，图37的(b)是沿图37的(a)的X-X线的示意的截面结构图。
[0059]图38表示应用第二实施方式的磁性金属基板的电感元件，其中图38的(a)是表不润电流回路的情形的不意的俯视图，图38的(b)是沿图38的(a)的X1-XI线的不意的截面结构图。
[0060]图39表示应用第二实施方式的变形例2的磁性金属基板的电感元件，其中图39的(a)是表不祸电流回路的情形的不意的俯视图，图39的(b)是沿图39的(a)的XI1-XII线的示意的截面结构图。
[0061]图40是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的、沿与图39的(a)对应的结构的XI1-XII线的示意的截面结构图。
[0062]图41是图40的详细的示意的截面结构图。
[0063]图42是表示应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的涡电流的情形的仿真结果，其中图42的(a)是表示流过金属基板的电流密度的平面图案图，图42的(b)是表不与图42的(a)对应的流过金属基板的电流的情形的不意的俯视图。
[0064]图43是表示应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的涡电流的情形的仿真结果，其中图43的(a)是表示流过金属基板的电流密度的平面图案图，图43的(b)是表不与图43的(a)对应的流过金属基板的电流的情形的不意的俯视图。
[0065]图44是表示以金属基板的材料为参数的趋肤深度d与频率的关系的图。
[0066]图45是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其一)，其中图45的(a)是正面侧(表面侧)的不意的俯视图，图45的(b)是背面侧的示意的俯视图，图45的(c)是沿图45的(a)的XII1-XIII线的示意的截面结构图。
[0067]图46是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其二)，其中图46的(a)是正面侧的不意的俯视图，图46的(b)是背面侧的不意的俯视图，图46的(c)是沿图46的(a)的XIV-XIV线的示意的截面结构图。
[0068]图47是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其二)，其中图47的(a)是正面侧的不意的俯视图，图47的(b)是背面侧的不意的俯视图，图47的(c )是沿图47的(a)的XV-XV线的示意的截面结构图。
[0069]图48是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其四)，其中图48的(a)是正面侧的不意的俯视图，图48的(b)是背面侧的不意的俯视图，图48的(c)是沿图48的(a)的XV1-XVI线的示意的截面结构图。
[0070]图49是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其五)，其中图49的(a)是正面侧的不意的俯视图，图49的(b)是背面侧的不意的俯视图，图49的(c)是沿图49的(a)的XVI1-XVII线的示意的截面结构图。
[0071]图50是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其六)，其中图50的(a)是正面侧的示意的俯视图，图50的(b)是背面侧的示意的俯视图，图50的(c)是沿图50的(a)的XVII1-XVIII线的示意的截面结构图。
[0072]图51是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其七)，其中图51的(a)是正面侧的示意的俯视图，图51的(b)是背面侧的示意的俯视图，图51的(c)是沿图51的(a)的XIX-XIX线的示意的截面结构图。[0073]图52是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其八)，其中图52的(a)是正面侧的示意的俯视图，图52的(b)是背面侧的示意的俯视图，图52的(c )是沿图52的(a)的XX-XX线的示意的截面结构图。
[0074]图53是应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感元件的制造方法的制造工序(其九)，其中图53的(a)是正面侧的示意的俯视图，图53的(b)是背面侧的示意的俯视图，图53的(c)是沿图53的(a)的XX1-XXI线的示意的截面结构图。
【具体实施方式】
[0075]接着，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，对相同或相似部分标注相同或相似的附图标记(符号)。其中，应注意的是，附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等与实际情况是不同的。因此，具体的厚度和尺寸应参照以下的说明加以判断。另外，在附图相互间，当然也包含相互之间的尺寸的关系或比例不同的部分。
[0076]另外，如下所示的实施方式是例示用于使本发明的技术思想具体的装置和方法，本发明的实施方式并不是将构成部件的材料、形状、结构、配置等特别指定为如下所述的方式。本发明的实施方式在权利要求的范围内能够加以各种变更。
[0077][第一实施方式]
[0078](磁性材料金属基板)
[0079]第一实施方式的磁性金属基板的示意的平面图案结构如图1的(a)所示，沿图1的
(a)的1-1线的示意截面结构如图1的(b)所示，沿图1的(a)的1_1线的另一示意截面结构如图1的(C)所示。
[0080]第一实施方式的磁性金属基板2如图1所示，包括:具有第一磁导率的金属基板10、配置在金属基板10的内部的第一绝缘层16a、和配置在第一绝缘层16a上并且具有第二磁导率的第一金属配线层22。
[0081]另外，在第一实施方式的磁性金属基板2中，金属基板10的第一磁导率大于第一金属配线层22的第二磁导率。
[0082]另外，金属基板10也可以由磁性材料形成。
[0083]另外，第一金属配线层22也可以如图1的(b)所示，隔着第一绝缘层16a配置在形成在金属基板10的正面(表面)的矩形状的槽部(沟槽(trench))内。
[0084]另外，第一金属配线层22也可以如图1的(C)所示，隔着第一绝缘层16a配置在形成在金属基板10的正面的U字形状的槽部内。
[0085]另外，第一实施方式的变形例的磁性金属基板的示意的平面图案结构如图2的
(a)所示,沿图2的(a)的I1-1I线的示意截面结构如图2的(b)所示。
[0086]第一实施方式的变形例的磁性金属基板2如图2所示，还包括:配置在贯通金属基板10的贯通孔(通孔(through hole))内的第二绝缘层16b、和配置在第二绝缘层16b上并且填充贯通孔的第二金属配线层23。
[0087]槽部(沟槽)能够通过金属基板10的湿蚀刻(wet etching,即湿法刻蚀)、激光加工、或冲压加工形成。
[0088]贯通孔(通孔)能够通过金属基板10的湿蚀亥IJ、激光加工、或冲压加工形成。[0089]第一金属配线层22也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在槽部内的第一绝缘层16a上的籽晶层(seed layer，即种子层或种晶层)18 (参照后述的图18)上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
[0090]第二金属配线层23也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在贯通孔内的第二绝缘层16b上的籽晶层18 (参照后述的图18)上，通过电解镀法形成至填充贯通孔的规定的厚度。
[0091]第一金属配线层22例如能够由Cu、Ag等形成。同样，第二金属配线层23例如能够由Cu、Ag等形成。
[0092]图1中示出的是第一实施方式的磁性金属基板2的最小单位的结构。
[0093]图1的(b)的结构中，示出了在形成为矩形型的槽部(沟槽)内形成第一绝缘层16a后，在第一绝缘层16a上配置有第一金属配线层22的结构。
[0094]图1的(C)的结构中，示出了在形成为U字型的槽部内形成第一绝缘层16a后，在第一绝缘层16a上配置有第一金属配线层22的结构。槽部的截面结构也可以是梯形、三角形以及其他任意的形状。
[0095]在第一实施方式及其变形例的磁性金属基板2中，在作为磁性材料的金属基板形成有槽部/贯通孔，在其内部配置有第一金属配线层22/第二金属配线层23。
[0096](磁性金属基板的制造方法)
[0097]磁性金属基板的制造方法的一例如下所述。
[0098](a)首先，将成为金属基板10的磁性金属膜洗净后，进行化学研磨。此处，磁性金属膜例如能够应用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化学研磨后的磁性金属膜的厚度例如为80 μ m?100 μ m左右。
[0099](b)接着，在金属基板10形成槽部/贯通孔。槽部/贯通孔例如能够在抗蚀剂图案形成后，通过湿蚀刻、激光加工、或冲压加工形成。
[0100](C)接着，在金属基板10整个面形成绝缘膜。例如使用等离子体化学气相沉积(PCVD:Plasma Chemical Vapor Deposition)技术,将氧化娃膜形成为约I μ m以上的厚度。
[0101](d)接着，在金属基板10整个面形成籽晶层。籽晶层例如能够利用Cu的溅射技术来形成。
[0102](e)接着，在形成有籽晶层的金属基板10的整个面，利用光致抗蚀剂，实施镀膜前图案形成处理。
[0103](f)接着，在实施了镀膜前图案形成处理的金属基板10的整个面的籽晶层上，实施电解镀，形成含Cu的金属配线层22、23。
[0104](g)接着，将光致抗蚀剂剥离，通过刻蚀除去剥离后的面上的籽晶层。在籽晶层的刻蚀中，例如能够使用湿蚀刻技术或干蚀刻(干法蚀刻)技术。这样的结果是能够除去多余的Cu。
[0105]通过以上的工序，完成第一实施方式及其变形例的磁性金属基板2。
[0106]在第一实施方式及其变形例的磁性金属基板中，通过在作为磁性材料的金属基板内部形成配线结构，能够使器件的厚度形成得薄。
[0107]在第一实施方式及其变形例的磁性金属基板中，能够在包含铁磁性材料金属或合金的金属基板的内部配置配线结构，因此相对于配置面积，能够得到相对大的值的电感。[0108]根据第一实施方式及其变形例，能够提供薄型、能够实现大电流化、且高频特性优异的磁性金属基板。
[0109](电感元件)
[0110]应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4的、配置于在金属基板10上形成的槽部12的金属配线层22、23的示意的平面图案结构，如图3的(a)所示；在图3的(a)的金属基板10和金属配线层22、23上配置有间隔层24的示意的平面图案结构，如图3的(b)所示；在图3的(b)的间隔层24层上配置有磁通产生层26的示意的平面图案结构如图3的(c)所示。
[0111]另外，沿图3的(C)的II1-1II线的示意的截面结构如图4的(a)所示，对在第二金属配线层23形成有背面电极23a的情形进行说明的示意截面结构如图4的(b)所示，对在第二金属配线层23形成有背面电极23a的情形进行说明的另一示意截面结构，如图4的(C)所示。
[0112]应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4,如图3和图4所不,包括:磁性金属基板2，其包括具有第一磁导率的金属基板10、配置在金属基板10的内部的第一绝缘层16a和配置在第一绝缘层16a上并且具有第二磁导率的第一金属配线层22 ;配置在磁性金属基板2上，并且具有第三磁导率的间隔层24 ;和配置在间隔层24上，并且具有第四磁导率的磁通产生层26。
[0113]另外，金属基板10的第一磁导率大于第一金属配线层22的第二磁导率和间隔层24的第三磁导率，磁通产生层26的第四磁导率大于间隔层24的第三磁导率。
[0114]另外，金属基板10和磁通产生层26也可以由铁磁性材料形成，间隔层24也可以由顺磁性材料或抗磁性材料形成。
[0115]另外，金属基板10和磁通产生层26也可以由不同的材料形成。例如，磁通产生层26应用高频特性优异的软磁性材料膜，作为磁场产生层工作的金属基板10应用适合大电流驱动的磁性金属膜，由此能够分担两者的作用。
[0116]另外，第一金属配线层22也可以具有线圈形状。此处，线圈形状也可以具有如图3所示的矩形、如后述的图12所示的圆形、八边形、三角形中的任一平面图案。另外，线圈形状也可以具有多边形或任意的图案。
[0117]另外，金属基板10也可以包含具有高饱和磁通密度的软磁性材料，磁通产生层26也可以包含具有高频特性的软磁性材料。
[0118]另外，第一金属配线层22也可以如图4 (a)?图4 (C)所示，隔着第一绝缘膜16a配置在形成于金属基板10的正面(表面)的槽部内。
[0119]另外，应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4,如图4的(a)?图4的(C)所示，还可以包括:配置在贯通金属基板10的贯通孔内的第二绝缘层16b ;和配置在第二绝缘层16b上并且填充贯通孔的第二金属配线层23。另外，如图4的(b)?图4的(c)所示，在金属基板10的背面，具有能够与第一绝缘层16a和第二绝缘层16b在同一个工序中形成的绝缘层16。
[0120]另外，第一金属配线层22如图3所示，也可以在金属基板10的正面，使线圈形状的一端与第二金属配线层23连接。
[0121]另外，第二金属配线层23也可以如图4的(b)?图4的(C)所示，在配置于金属基板10的背面的背面电极23a处形成终端。背面电极23a如图4的(b)所示，也可以在金属基板10的背面与第二金属配线层23连接。或者，背面电极23a如图4的(c)所示，也可以在比金属基板10的背面更向贯通孔侧凹的面与第二金属配线层23连接。
[0122]另外，槽部12能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工、或冲压加工形成。
[0123]同样，贯通孔能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工、或冲压加工形成。
[0124]另外，第一金属配线层22也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在槽部内的第一绝缘层16a上形成的籽晶层18 (参照后述的图18)上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
[0125]另外，第二金属配线层23也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在贯通孔内的第二绝缘层16b上的籽晶层18 (参照后述的图18)上，通过电解镀法形成至填充贯通孔的规定的厚度。
[0126]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感兀件4中，在作为磁场产生层工作的磁性金属基板2与磁通产生层26之间设置有间隔层24。在金属基板10形成有槽部，在槽部内部配置有金属配线层22、23。
[0127]此处，磁通产生层26的主要作用是产生磁通Φ。磁通产生层26能够由铁磁性材料形成。这种材料的特征在于，其为高频特性优异的软磁性材料。
[0128]间隔层24的主要作用是使在磁性金属基板2中产生的磁场H集中(聚集)。间隔层24能够由顺磁性材料或抗磁性材料形成。这种材料的特征在于，具有薄的厚度，例如为约20 μ m以下，优选为5 μ m以下。
[0129]磁性金属基板2的主要作用是产生磁场H。金属基板10能够由铁磁性材料形成。这种材料的特征在于具有较大的磁导率，饱和磁通密度大。
[0130]在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4中，金属基板10的磁导率大，因此能够在相同的电流值下产生更大的磁场H。因此，能够增大电感值。
[0131]另外，所产生的磁场H集中在间隔层24。因此，能够将噪声对周围的影响抑制在低水平。
[0132]另外，磁通产生层26具有优异的高频特性，因此电感元件4能够高频工作(动作)。
[0133]另外，金属基板10能够由饱和磁通密度大的材料形成，因此电感元件4在大电流下也能够工作。
[0134]另外，应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4具有利用槽部的高效的内部结构，例如能够薄型化至500 μ m以下,优选能够薄型化至200 μ m以下。
[0135]在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，能够实现小型化、薄型化且具有大电流和高频特性的电感。
[0136]在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4中，例如实现兀件面积为2mmX 2mm,厚度为150 μ m以下，电流容量为约300mA?600mA左右，工作频率(即，动作频率)为几十MHz，电感值为约0.2 μ H?约0.4 μ H左右的电感元件。
[0137](电感元件的动作)
[0138]对比较例的电感元件的动作进行说明的示意的俯视结构如图5的(a)所示，说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的动作的示意的俯视结构如图5的(b)所示。另外，在图5的(b)中，在间隔层24上配置有磁通产生层26，但为了使附图简单，省略了图示。
[0139]在比较例的电感元件中，与电感元件为空芯的情形对应,如图5的(a)所示,所产生的的磁场H与磁通密度B为相同方向。与此相对，在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，如图5的(b)所示，基于间隔层24和磁通产生层26的效果，所产生的的磁场H与磁通密度B的矢量方向不同。磁场H主要在Z方向产生，特别集中在间隔层24。另外，磁通密度B在X-Y方向产生，特别集中在磁通产生层26。
[0140]说明在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，利用导通金属配线层22、23的电流，在金属配线层22、23的周围产生磁场H的情形的示意截面结构，如图6的
(a)所示；说明在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，利用间隔层24和磁通产生层26的效果在磁通产生层26内产生磁通密度B的情形的示意截面结构，如图6的
(b)所示。
[0141]以下说明在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件4中，磁场H和磁通密度B的矢量方向不同的理由。
[0142]通过使电流流过金属配线层22、23，产生磁场H。该磁场H是在自由电流J的周围产生的涡状的场。若用式子说明，则是以满足▽ XH=J的方式产生的磁场H。磁通密度B是磁通Φ的单位面积的面密度。
[0143]另一方面，当对磁性材料施加磁场H时，产生磁化M。磁通密度B还需要将在磁性材料产生的磁化M考虑在内。因此，磁通密度B可表示为B= μ ^ (Η+Μ)，可以说其为将不存在物质时的磁通密度B= μ 0Η与经磁化的物质的磁通密度μ C1M相加的形式。此处，μ ^是真
空磁导率。
[0144]另外，一般而言，磁化M不一定与外部磁场H的方向一致，而是作为矢量合成的结果决定磁通密度B的方向。
[0145]图5的(a)所示的空芯线圈的情况下，因为不存在该磁化M，因此磁场H的方向与磁通密度B的方向相同。
[0146]另一方面，在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，其结构上，在包括金属配线层22、23的线圈的上下，配置有金属基板10和磁通产生层26的铁磁性材料。铁磁性材料具有自发磁化，被分割为磁畴,整体的磁化M通常为零。此处，磁畴与磁畴被磁畴壁分隔，其中磁畴壁具有比磁畴内高的能量，能够容易地移动。此时，若从外部施加磁场H，则以使得势能降低的方式产生磁化M。由于该磁化M贡献的量，磁通密度B的方向成为与磁场H不同的方向。
[0147]矢量方向能够通过求解由麦克斯韦方程导出的磁场分析的基本方程式来确认。实际上，能够使用有限元方法(Finite Element Method)等的计算结果进行确认。
[0148]被磁性金属基板2和磁通产生层26夹着的间隔层24中，磁场H以Z轴方向的朝向集中的原因如下。
[0149]通过使电流流过包括金属配线层22、23的线圈，产生磁场H。该磁场H形成围绕铜线旋转的回路(loop，环)。在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的结构中，在间隔层24的上下配置有包括金属基板10和磁通产生层26的铁磁性材料，因此这部分的磁阻变得非常低。另一方面，间隔层24部分为顺磁性材料，距离非常小，磁路处于连接的状态。此时，与金属基板10和磁通产生层26的磁导率相比,被金属基板10和磁通产生层26夹着的间隔层24的磁导率显著地小，这是应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的结构上重要的一点。
[0150]间隔层24的部分为顺磁性材料，因此可以认为，Β=μ占成立。即，磁场H可表示为H=B/μ -此处，μ r为构成间隔层24的顺磁性材料的磁导率。
[0151]如果令磁路的截面积为S，磁通为Φ，则由于磁通密度可表示为Β=Φ/%因此磁场Η=Φ/ (S.μ J成立。此处，磁通Φ在磁路中是恒定的，在连续的微小区域中截面积也可认为是恒定的，因此在磁导率μ r小的间隔层24中，磁场H变大。
[0152]磁通密度B产生在XY方向，并集中在磁通产生层26的原因如下所述。
[0153]当磁场H作用于磁性材料时,在磁性材料的正面产生虚拟磁荷。该磁荷(Magneticcharge)有极性,在外部形成回路状(环状)的磁场，但是在磁性材料的内部形成被称作退磁磁场(也称为“退磁场”或“去磁场”)的反向的磁场。由于该退磁磁场的影响，磁性材料内部的有效磁场的值减小。
[0154]在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的结构中，形成有金属配线层22、23的金属基板10中采用磁导率高的铁磁性材料。从金属配线层22、23观察时，在横侧和下侧的金属基板10，配置有磁导率高的铁磁性材料(例如坡莫合金)。但是，在上侧不存在磁导率高的铁磁性材料。在这种结构中使电流流过金属配线层22、23时，如图6的(a)所示，在上部空间形成回路状(环状)的磁场H，但是在金属基板10的内部由于退磁场的影响，磁场H显著变小。
[0155]此时，如果隔着间隔层24，在上部配置磁通产生层26，则通过该磁场H，在磁阻低的磁通产生层26的磁性材料内产生大的磁通密度B。
[0156]当磁通产生层26的磁导率高时，所产生的磁通也变大，能得到大的电感值。更准确地说，产生与磁场H相同方向的磁通密度B，还在下部的金属基板10产生磁通密度B。然而，因为存在涡电流的影响等，在上部的磁通产生层26产生的磁通密度B的成分的贡献大，因此磁通密度B集中在上部的磁通产生层26。
[0157](在晶片上形成有多个的电感元件)
[0158]说明在包含金属基板10的晶片上形成有多个应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件4的情形的示意的平面图案结构如图7所示。包括该金属基板10的晶片能够通过将磁性金属膜切成晶片状而形成。对被切成晶片状的磁性金属膜，能够应用半导体工艺或无源部件的制造工艺。例如，图7中，电感元件4的尺寸Dl XD2为约1.5mmX约1.5mm。
[0159](频率特性例)
[0160]应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的电感值的频率特性例如图8所示。即使在几十MHz带的高频带域中，也能抑制电感值的下降,能够实现高频工作。另外，虽省略图示，但在电感值相对于DC直流偏置电流的变化率特性例中，例如在测定频率6MHz处，在O?600mA的范围内，为0.5%以下。
[0161](磁化特性例)
[0162]另外，应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4的磁通产生层26的磁化特性例，如图9的(a)所示。
[0163]另外，在第一实施方式的磁性金属基板中应用的软磁性膜的相对磁导率的频率特性例，如图9的(b )所示。[0164]应用第一实施方式的磁性金属基板2的磁通产生层26的截面SEM照片例，如图9的(c)所示。此处，磁通产生层26如图9的(c)所示，隔着SiO2膜28配置在Si基板30上。
[0165]由图9的(a)显而易见,磁通产生层26内的磁通密度B相对于外部磁场H (A/m)的变化显现出磁滞特性。在磁通产生层26中，形成有CoTaZr作为频率特性良好的非结晶(amorphous)类软磁性膜。此处,原子组成比例如为Co:92.5%、Ta:4.6%、Zr:2.9%。通过使基于溅射技术的形成条件最优化，能够在磁通产生层26形成频率特性良好的非结晶类软磁性膜。
[0166]对于软磁性膜来说，希望相对磁导率的值为30以上，优选为100以上，并且优选该值直至高频均恒定。例如，当考虑在DC-DC转换器中使用时，一方面在低频时电感本身或外围部件(电容器等)的尺寸容易变大，另一方面在闻频时开关损耗容易变大。因此，优选例如在约IMHz?约30MHz的频率范围内，相对磁导率μ r的值为一定值(恒定值)。
[0167]第一实施方式的磁性金属基板中应用的软磁性膜的相对磁导率μ r的频率特性例，如图9的(b)所示，在约IOOKHz?约IOOMHz的宽的频率范围内，显示约500左右的高值。
[0168]表不在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4中在金属基板10形成有槽部12的情形的示意的俯视结构，如图10的(a)所示；表示在槽部12形成有金属配线层22、23的情形的示意的俯视结构如图10的(b)所示。
[0169]另外,表不在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4中在金属基板10和金属配线层22上形成有间隔层24的情形的示意的俯视结构如图11的(a)所示，表示在金属基板10的背面形成有金属配线层23的情形的示意的俯视结构如图11的(b)所示，表示在金属基板10的背面形成有背面电极23a的情形的示意的俯视结构如图11的(c)所示。如图4的(b)?图4的(c)所示，在金属基板10的背面形成有绝缘层16，背面电极23a与金属基板10之间绝缘。由图11的(c)显而易见，背面电极23a配置在金属基板10的中央部和四角。这五个背面电极23a中，只有图11的(b)所示的金属配线层23所对应的两个与金属配线层23电连接，而剩余的三个则配置在绝缘层16上，未形成接触。
[0170]例如，如图11的(b)所示，当从金属配线层22、23连出电极时，例如如图11的(b)所示，能够从配置在中央部和四角的背面电极23a处进行电极的取出。
[0171]另外，虽省略了俯视结构，但在间隔层24上，与图3的(C)、图4的(a)?图4的
(c)同样，形成有磁通产生层26。另外，背面电极23a的配置图案并不限于金属基板10的中央部和四角，能够根据金属配线层22、23的平面上(俯视时)的配置图案来适当选择。另夕卜，从金属配线层22、23取出电极并不限于金属基板10的背面，也能够通过在金属基板10的正面形成电极取出用的焊盘(pad)电极,从金属基板10的正面取出。
[0172]另外，应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件4的、形成在金属基板上10的圆形状的槽部12的示意的平面图案结构如图12的(a)所示，在图12的(a)的圆形状的槽部12配置有金属配线层22、23的示意的平面图案结构如图12的(b)所示。
[0173]另外，应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件4的、形成在金属基板10上的圆形状的槽部12的示意的平面图案结构如图12的(a)所示，在图12的(a)的圆形状的槽部12配置有金属配线层22、23的示意的平面图案结构如图12的(b)所示。另外，应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件4的、在形成在金属基板10上的八边形状的槽部12配置有金属配线层22、23的示意的平面图案结构如图12的(c)所示，应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感兀件4的、在形成在金属基板10上的相对的两个三角形状的槽部12配置有金属配线层22、23的示意的平面图案结构如图12的(d)所示。
[0174]在应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如上所述，第一金属配线层22具备线圈形状，该线圈形状可以具有矩形、圆形、八边形和三角形的平面图案中的任一个。该线圈形状也可以具有多边形或任意的平面图案。
[0175](用于电源电路的应用例)
[0176]将应用第一实施方式的磁性金属基板的电感兀件4作为构成部件加以应用的电源电路的构成例，如图13所示。图13表示DC-DC降压转换器(也称为“DC-DC降压变换器”)的例子。
[0177]应用电感元件4的DC-DC降压转换器包括DC输入电压V1' M0SFETQ、二极管D、电容器C和电感器L,其中，该电感兀件4应用第一实施方式的磁性金属基板2。应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4应用于电感器L。在图13所不的DC-DC降压转换器中，通过M0SFETQ的开关动作，能够从DC输入电压V1使蓄积(蓄存)于电感器L的能量进行开关(即，进行转换)，从电容器C的两端得到从DC输入电压V1降压得到的DC输出电压V。。另外，应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的应用例并不限于上述的DC-DC降压转换器，也能够应用于DC-DC升压转换器、以除去噪声作为目的的扼流圈用途等。
[0178](电感元件的制造方法)
[0179]说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意截面结构的，形成有矩形状、梯形状、三角形状的槽部12的例子分别如图14的(a)、图14的(b)、图14的(c)所示。
[0180]另外，说明应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的制造方法的一个工序的示意截面结构如图15?图24所示。
[0181](a)首先，将成为金属基板10的磁性金属膜洗净后，进行化学研磨。此处，磁性金属膜中例如能够应用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化学研磨后的磁性金属膜的厚度例如为80 μ m?100 μ m左右。
[0182](b)接着，如图15所示，在金属基板10的正面形成U字结构的槽部(沟槽)12。槽部12例如能够在抗蚀剂图案形成后，通过湿蚀刻(使用含有磷酸的蚀刻液)、激光加工、或冲压加工形成。
[0183](C)接着，如图16所示，在金属基板10的背面形成U字结构的槽部(沟槽)14，形成由槽部12、14构成的贯通孔。槽部14例如能够在对金属基板10的背面进行抗蚀剂图案形成后，通过湿蚀刻(使用含有磷酸的蚀刻液)、激光加工、或冲压加工形成。
[0184](d)然后，如图17所示，在金属基板10的整个面形成绝缘膜16。例如使用PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition:等离子体气相沉积)技术,使氧化娃膜形成为约I?2 μ m的厚度。
[0185](e)接着，如图18所示，在金属基板10的整个面形成籽晶层18。籽晶层(两面)18例如能够利用Cu的溅射技术来形成。详细而言，籽晶层18具有Ti阻挡层17和Cu层19的
叠层结构。Cu层19的厚度例如为约3000埃(A)，Ti阻挡层17的厚度例如为约500埃。
[0186](f)然后，如图19所示，在形成有籽晶层18的金属基板10整个面，利用光致抗蚀剂20，实施镀膜前图案形成处理。槽部12的宽度例如为约60 μ m?80 μ m，槽部12的深度例如为约30 μ m。另外，槽部12的间隔例如为约90 μ m。
[0187](g)接着，如图20的(a)所示，在实施镀膜前图案形成处理后的金属基板10的整个面的籽晶层18上，实施电解镀，从而形成包含Cu的金属配线层22、23。金属配线层22的厚度例如为约30 μ m。
[0188]另外，说明应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的制造方法的变形例的一个工序的示意截面结构如图20的(b)所示。图20的(b)表示的是应用厚膜抗蚀剂21来替代图19所示的光致抗蚀剂20的截面结构例。而其他工序是一样的。
[0189](h)然后，如图21所示，将金属基板10的整个面的光致抗蚀剂20剥离。
[0190](i)然后，如图22所示，通过蚀刻，除去剥离后的金属基板10正面上的籽晶层18。籽晶层18的蚀刻中，例如能够应用干蚀刻技术。结果是能够除去多余的Cu层19和Ti阻挡层17。
[0191](j)接着，如图22所示通过蚀刻，除去剥离后的背面上的籽晶层18。背面的籽晶层18的蚀刻中，例如能够应用湿蚀刻技术。结果是能够除去背面的多余的Cu层19和Ti阻挡层17。
[0192](k)然后，如图23所示，在金属基板10正面上形成间隔层24。间隔层24例如能够由通过PCVD技术沉积而成的氮化硅膜、氧化硅膜、或依次沉积而成的氮化硅膜/氧化硅膜的叠层膜形成。间隔层24的厚度例如为约I μ m。
[0193](I)接着，如图23所示，在间隔层24上形成磁通产生层26。磁通产生层26例如能够利用溅射技术，由CoTaZr非结晶膜形成。磁通产生层26的厚度例如为约6 μ m。
[0194](m)接着，省略图示，形成钝化膜，并通过剥离(lift-off)法形成焊盘电极。钝化膜例如能够利用通过PCVD技术沉积而成的氧化硅膜。焊盘电极中例如能够使用Ag/Ni/Ti叠层金属层。
[0195]通过以上的工序，完成应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4。
[0196]电感元件的局部放大结构例，如图24所示。图24的例子与图14的(a)所示的具有矩形状的槽部12的电感元件4对应。在图24中，按照槽部12的矩形形状，依次形成绝缘层16、包括Ti阻挡层17和Cu层19的籽晶层18、金属配线层22、间隔层24、和磁通产生层26。制造工序与上述的一样。另外，也能够同样形成图14的(b)、图14的(c)所示的具有梯形形状、三角形状的槽部12的电感元件4。
[0197]另外，在图23和图24的结构中，配置在槽部12的金属配线层22的正面的高度形成在比金属基板10的正面的高度高的位置，但是并不限于该结构，金属配线层22的正面的高度既可以与金属基板10的正面的高度几乎相等，也可以与其完全一致，或者还可以形成在比金属基板10的正面的高度低的位置。
[0198]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，金属基板的磁导率大，因此在相同的电流值时能够产生更大的磁场H，能够增大电感值。
[0199]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感兀件中，所产生的磁场H集中在间隔层，因此能够将噪声对周围的影响抑制得低。
[0200]另外，在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，磁通产生层具有优异的高频特性，因此，电感元件能够高频工作。[0201]另外，在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，金属基板能够由饱和磁通密度大的材料形成，因此电感元件在大电流的情况下也能够工作。
[0202]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，通过在作为磁性材料的金属基板内部形成配线结构，能够使电感元件的厚度形成得薄。
[0203]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，能够在包含铁磁性材料金属或合金的金属基板的内部配置配线结构，因此相对于平面的配置图案面积，能够得到相对较大的值的电感。
[0204]在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，能够在晶片形状的金属基板上应用LSI的半导体制造工艺或无源部件的制造工艺，因此能够同时量产多个电感元件，能够降低制造成本。
[0205][第二实施方式]
[0206](磁性金属基板)
[0207]第二实施方式的磁性金属基板2的示意的平面图案结构如图25的(a)所示，沿图25的(a)的IV-1V线的示意截面结构如图25的(b)所示，沿图25的(a)的IV-1V线的另一示意截面结构如图25的(c)所示。
[0208]第二实施方式的磁性金属基板2如图25所示，包括:具有第一磁导率的金属基板
10、配置在金属基板10的内部的第一绝缘层16a、和配置在第一绝缘层16a上并且具有第二磁导率的第一金属配线层22。
[0209]另外，在第二实施方式的磁性金属基板2中，金属基板10的第一磁导率大于第一金属配线层22的第二磁导率。
[0210]另外，金属基板10也可以由磁性材料形成。
[0211]另外，第一金属配线层22也可以如图25的(b)所示，隔着第一绝缘层16a配置在形成在金属基板10的正面的矩形状的槽部(沟槽(trench))内。
[0212]另外，第一金属配线层22也可以如图25的(C)所示，隔着第一绝缘层16a配置在形成在金属基板10的正面的U字形状的槽部内。
[0213]在第二实施方式的磁性金属基板2中，如图25的(a)?图25的(C)所示，使金属基板10薄层化，减少在金属基板10内产生的涡电流。
[0214]在第二实施方式的磁性金属基板2中，如图25的(a)?图25的(C)所不,金属基板10的背面与槽部的底部的距离优选为趋肤深度(即，集肤深度)d以下。图25的(b)?图25的(c)所示的例子中表示的是金属基板10的背面与槽部的底部的距离等于趋肤深度d的情形。
[0215]当令金属基板10的电导率为P，磁导率为μ，工作频率为f时，趋肤深度d由下式(I)表示。
[0216]d= ( P / Ji f μ ) 1/2 (I)
[0217]此处，趋肤深度d和频率f的关系在后述的图44中对Cu、CoTaZr、PC坡莫合金的例子进行示出。例如，在频率f=lMHz时，PC坡莫合金的例子中，趋肤深度d为约3.7 μ m。
[0218]另外，在第二实施方式的磁性金属基板2中，如图25的(a)?图25的(C)所示，为了减小在金属基板10内产生的涡电流，金属基板10也可以分割为多个区域。
[0219]在分割为多个区域的上述金属基板10之间，也可以如图25的(a)?图25的(C)所示，填充有绝缘分离层32。此处,绝缘分离层32例如能够由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0220]其他的结构与第一实施方式的磁性金属基板2相同，因此省略重复说明。
[0221](变形例)
[0222]第二实施方式的变形例的磁性金属基板2的示意的平面图案结构如图26的(a)所示,沿图26的(a)的V-V线的示意截面结构如图26的(b)所示。
[0223]第二实施方式的变形例的磁性金属基板2如图26所示，还包括:配置在贯通金属基板10的贯通孔(通孔(through hole))内的第二绝缘层16b、和配置在第二绝缘层16b上并且填充贯通孔的第二金属配线层23。
[0224]槽部(沟槽)能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工或冲压加工形成。
[0225]贯通孔(通孔)能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工或冲压加工形成。
[0226]第一金属配线层22也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在槽部内的第一绝缘层16a上的籽晶层18 (参照图18)上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
[0227]第二金属配线层23也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在贯通孔内的第二绝缘层16b上的籽晶层18 (参照图18)上，通过电解镀法形成至填充贯通孔的规定的厚度。
[0228]第一金属配线层22例如能够由Cu、Ag等形成。同样，第二金属配线层23例如能够由Cu、Ag等形成。
[0229]在第二实施方式的变形例的磁性金属基板2中，如图26的(a)?图26的(b)所示，使金属基板10薄层化，使在金属基板10内产生的涡电流减少。
[0230]在第二实施方式的变形例的磁性金属基板2中，金属基板10的背面与槽部的底部的距离优选为趋肤深度d以下。图26的(a)?图26的(b)所示的例子中表示的是金属基板10的背面与槽部的底部的距离等于趋肤深度d的情形。
[0231]另外，在第二实施方式的变形例的磁性金属基板2中，如图26的(a)?图26的(b)所示，为了减小在金属基板10内产生的涡电流，金属基板10也可以分割为多个区域。
[0232]在分割为多个区域的上述金属基板10之间，也可以如图26的(a)?图26的(b)所示，填充有绝缘分离层32。此处,绝缘分离层32例如能够由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0233]其他的结构与第一实施方式的磁性金属基板2相同，因此省略重复说明。
[0234]第二实施方式中，磁性金属基板的制造方法的一例也能够应用与第一实施方式同样的方法，因此省略重复说明。
[0235]第二实施方式的磁性金属基板中，能够使金属基板薄层化，从而减少涡电流。
[0236]在第二实施方式的变形例的磁性金属基板中，能够将金属基板分割为多个区域，减少润电流。
[0237]在第二实施方式及其变形例的磁性金属基板中，通过在作为磁性材料的金属基板内部形成配线结构，能够使器件的厚度形成得薄。
[0238]在第二实施方式及其变形例的磁性金属基板中，能够在包含铁磁性材料金属或合金的金属基板的内部配置配线结构，因此相对于配置面积，能够得到相对大的值的电感。
[0239]根据第二实施方式及其变形例，能够提供薄型、能够实现大电流化、且高频特性优异的磁性金属基板。
[0240](电感元件)[0241]应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的、在金属基板10形成狭缝、用绝缘分离层32填充、并且在间隔层24上配置有分离的第一磁通产生层26ρ262、263、264的示意的平面图案结构如图27所示。
[0242]沿图27的V1-VI线的示意截面结构如图28的(a)所示，沿图27的VI1-VII线的示意截面结构如图28的(b)所示。
[0243]应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4，如图27和图28所示，包括:磁性金属基板2，其包括具有第一磁导率的金属基板10、配置在金属基板10的内部的第一绝缘层16a、和配置在第一绝缘层16a上并且具有第二磁导率的第一金属配线层22 ;配置在磁性金属基板2上，并且具有第三磁导率的间隔层24 ;和配置在间隔层24上，并且具有第四磁导率的磁通产生层26。
[0244]另外，金属基板10的第一磁导率大于第一金属配线层22的第二磁导率和间隔层24的第三磁导率，磁通产生层26的第四磁导率大于间隔层24的第三磁导率。
[0245]另外，金属基板10和磁通产生层26也可以由铁磁性材料形成，间隔层24也可以由顺磁性材料或抗磁性材料形成。
[0246]另外，金属基板10和磁通产生层26也可以由不同的材料形成。例如，磁通产生层26中应用高频特性优异的软磁性材料膜，在作为磁场产生层工作的金属基板10中应用适合大电流驱动的磁性金属膜，由此能够分担两者的作用。
[0247]另外，第一金属配线层22也可以具有线圈形状。此处，线圈形状也可以具有如图27所示的矩形、如图12所示的圆形、八边形、三角形中的任一平面图案。另外，线圈形状也可以具有多边形或任意的图案。
[0248]另外，金属基板10也可以包含具有高饱和磁通密度的软磁性材料，磁通产生层26也可以包含具有高频特性的软磁性材料。
[0249]另外，第一金属配线层22也可以如图的28的(a)?图28的(b)所示，隔着第一绝缘膜16a配置在形成于金属基板10的正面的槽部内。
[0250]应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4，如图28的(a)?图28的(b)所示，还可以包括:配置在贯通金属基板10的贯通孔内的第二绝缘层16b ;和配置在第二绝缘层16b上并且填充贯通孔的第二金属配线层23。另外，如图28的(a)?图28的(b)所示，在金属基板10的背面，具有能够与第一绝缘层16a和第二绝缘层16b在同一个工序中形成的绝缘层16。
[0251]另外，槽部12能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工、或冲压加工形成。
[0252]同样，贯通孔能够通过金属基板10的湿蚀刻、激光加工、或冲压加工形成。
[0253]另外，第一金属配线层22也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在槽部内的第一绝缘层16a上的籽晶层18 (参照图18)上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
[0254]另外，第二金属配线层23也可以在通过溅射法、蒸镀法、或非电解镀法形成在贯通孔内的第二绝缘层16b上的籽晶层18 (参照图18)上，通过电解镀法形成至填充贯通孔的规定的厚度。
[0255](涡电流)
[0256]当令电阻分量(S卩，电阻成分)为R，感抗(S卩，电感性电抗)分量为\时，具有电感值L的线圈的阻抗Z由下式(2)表示。[0257]Z=R+jXL (2)
[0258]另外，具有电感值L的线圈的Q值由下式(3)表示。
[0259]Q=Xl/R (3)
[0260]另外，当令角频率为ω时，感抗分量\由下式(4)表示。
[0261]Xl= ωL=2 π fL (4)
[0262]另外，具有电感值L的线圈的电阻分量R由下式(5 )表示。
[0263]R-RDC+RAC+Rloop+Reddy ( 5)
[0264]此处，Rdc是线圈的直流电阻分量，Rac是由趋肤效应和邻近效应产生的交流的电阻成分，由RDe+RA。表示线圈配线的电阻成分。另外，R1-(也可表示为“R0K”)表示磁性材料的磁滞损耗，Reddy (也表示为“R.”)表示涡电流的电阻成分。由1?1。。1^_表示线圈材料的电阻成分。
[0265]涡电流是指由磁通变化感应的电压产生电流的现象。例如，在金属中由于电流容易流动，因此涡电流大，但是在陶瓷等中，电阻值大，因此涡电流小。
[0266]由(3)式显而易见，通过减少电阻分量R，能够增大Q值，特别是在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，通过减小涡电流的电阻成分Reddy，实现Q值的增大。
[0267]在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图28的(a)~图28的
(b)所示，使金属基板10薄`层化，使在金属基板10内产生的涡电流减少。
[0268]在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，金属基板10的背面与槽部的底部的距离优选为趋肤深度d以下。图28的(a)~图28的(b)所示的例子中表示的是金属基板10的背面与槽部的底部的距离大致等于零的情形。
[0269]另外，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图28的(a)~图28的(b)所示，为了减小在金属基板10内产生的涡电流，金属基板10也可以分割为多个区域。
[0270]在分割为多个区域的上述金属基板10之间，也可以如图28的(a)~图28的(b)所示，填充有绝缘分离层32。此处,绝缘分离层32例如能够由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0271]另外，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图27和图28的
(a)~图28的(b)所不,第一磁通产生层261、262、263、264也可以分割为多个区域。通过将第一磁通产生层26^26^26^264分割为多个区域,减小了在第一磁通产生层26内的润电流。
[0272]其他的结构与应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感元件4相同，因此省略重复说明。
[0273](电感元件的动作)
[0274]说明应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的动作的示意的俯视结构如图29的(a)所示，表示在金属基板10形成狭缝SL1、SL2并用绝缘分离层32将其填充的情形的放大后的示意的平面图案结构，如图29的(b)所示。另外，在图29的(b)中，在间隔层24上配置有第一磁通产生层26，但为了使附图简单，省略了图示。另外，第一磁通产生层
26也可以形成为单层，也可以分割为多个区域。
[0275]在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图29的(a)所示，通过间隔层24、第一磁通产生层26的效果，所产生的的磁场H与磁通密度B的矢量方向不同。磁场H主要产生在Z轴方向，特别集中在间隔层24。另外，磁通密度B产生在X-Y方向，特别集中在磁通产生层26。此处，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，通过将第一磁通产生层26分割为多个区域，能够减少在第一磁通产生层26内产生的涡电流。
[0276]说明在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，利用在金属配线层22,23中导通的电流，在金属配线层22的周围产生磁场H的情形的示意截面结构如图30的
(a)所示，说明在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，利用间隔层24和磁通产生层26的效果在磁通产生层26内产生磁通密度B的情形的示意截面结构如图30的
(b)所示。
[0277]即，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图30的(a)所示，由于磁性金属基板2被薄层化，因此由在金属配线层22、23导通的电流，在薄层化的磁性金属基板2的上下产生磁场H。因此，如图30的(b)所示，通过在薄层化的磁性金属基板2的上下分别配置间隔层24和磁通产生层26，能够将磁通密度B限制(也可将“限制”替换为“关”)在薄层化的磁性金属基板2的上下的磁通产生层26内，能够有效地使用磁通。
[0278]在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，使金属基板10薄层化，使在金属基板10内广生的润电流减少。
[0279]另外，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中，如图30的(a)?图30的(b)所示，为了减小在金属基板10内产生的涡电流，金属基板10也可以分割为多个区域。
[0280]在分割为多个区域的上述金属基板10之间，也可以如图30的(a)?图30的(b)所示，填充有绝缘分离层32。
[0281]其他的动作与应用第一实施方式的磁性金属基板2的电感兀件4相同，因此省略说明。
[0282]说明在金属基板10广生润电流的情形的不意的俯视结构如图31的(a)所不,说明在形成有狭缝SL的金属基板10广生润电流的情形的不意的俯视结构如图31的(b)所不。
[0283]在具有磁性的金属基板10产生的涡电流回路Leddy (即，涡电流回路在没有形成狭缝SL的块(bulk)状态下，如图31的(a)所示，形成为大的回路(环)状。与此相对，在形成有多个狭缝SL的具有磁性的金属基板10产生的涡电流回路Leddy如图31的(b)所示，在被多个狭缝SL分割的每个小的金属基板10，形成为小的回路(环)状。
[0284]应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的、配置于在具有狭缝SL的金属基板10上形成的槽部的金属配线层22的示意的俯视结构如图32所示。
[0285]另外，沿图32的VII1-VIII线的示意截面结构如图33的(a)所示，沿图32的IX-1X线的示意截面结构如图33的(b)所示。
[0286](变形例I)
[0287]应用第二实施方式的变形例I的磁性金属基板2的电感元件4的、配置于在具有狭缝SL的金属基板2上形成的槽部12的金属配线层22的示意的俯视结构如图32所示。
[0288]另外，沿图32的VII1-VIII线的示意截面结构如图33的(a)所示，沿图32的IX-1X线的示意截面结构如图33的(b)所示。
[0289]在第二实施方式的变形例I的电感元件4中，未将金属基板2薄层化，而通过在金属基板2呈十字形状地形成狭缝SL，将金属基板2分割为多个区域。另外，在该狭缝SL填充有绝缘分离层32。此处，绝缘分离层32例如能够由由Si02、SiN或Al2O3等形成。
[0290]在应用第二实施方式的变形例I的磁性金属基板2的电感元件4中，如图32和图33的(a)?图33的(b)所示，通过将金属基板2分割为多个区域，减小了在金属基板10内产生的涡电流。
[0291]在应用第二实施方式的变形例I的磁性金属基板2的电感元件4中，如图32和图33的(a)?图33的(b)所示，第一磁通产生层26没有被特别分割，但与第二实施方式一样，第一磁通产生层26也可以分割为多个区域。
[0292]其他的结构与第二实施方式的电感元件4 一样，因此省略重复说明。
[0293](狭缝形状)
[0294]应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4的、在金属基板10呈十字状地设置狭缝SL的俯视结构如图34的(a)所示，在金属基板10呈栅格状地设置狭缝SL的俯视结构如图34的(b)所示，在金属基板10呈十字状且栅格状地设置狭缝SL的俯视结构如图34的(c)所示，在金属基板10呈栅格状地各4个地(即，四条四条地)设置狭缝SL的俯视结构如图34的(d)所示。
[0295]进一步，在应用第二实施方式的磁性金属基板2的电感元件4中、狭缝SL的数目与电感及Q值之间的关系如图35所示被表示。如图35所示，可以看出，随着狭缝SL的数目增加，由于涡电流减小，Q值具有上升趋势。另一方面，如图35所示，可以看出，随着狭缝SL的数目增加，由于磁通泄漏，电感值具有下降趋势。
[0296]表示狭缝SL为一个(即，一条)时的漏磁通的状态的电磁场仿真结果如图36的(a)所示被表示，表示狭缝SL为四个时的漏磁通的状态的电磁场仿真结果如图36的
(b)所示被表示。根据图36的(a)和图36的(b)的比较结果，当狭缝SL为四个时，漏磁通Ol明显增加。此处，狭缝SL为一个的情形，其实际的形状如图34的(a)所示，与在金属基板10呈十字状地设置狭缝SL的结构对应。另外，狭缝SL为四个的情形，其实际的形状如图34的(c)所示，与在金属基板10四条四条地呈栅格状地设置狭缝SL的结构对应。
[0297]在图36的(a)的结构例中，作为一例，电感为0.472yH，Q值为4.98，而在图36的
(b)的结构例中，例如电感为0.136 μ H，Q值为2.57，可以看出由于磁通泄漏，电感下降。
[0298](变形例2)
[0299]-涡电流回路Leddy的情形-
[0300]表示第一实施方式电感元件4的涡电流回路Leddy的情形的示意的俯视结构如图37的(a)所示,沿图37的(a)的X-X线的示意截面结构如图37的(b)所示。在第一实施方式的电感兀件4中，表不的是金属基板10未被分割的例子。
[0301]另一方面，表示第二实施方式的电感元件4的涡电流回路Leddy的情形的示意的俯视结构如图38的(a)所示，沿图38的(a)的X1-XI线的示意截面结构如图38的(b)所示。在第二实施方式的电感元件4中，表示的是将金属基板10分割为十字状，并且在相互分割的金属基板10之间填充有绝缘分离层32的例子。
[0302]表示第二实施方式的变形例2的电感元件4的涡电流回路Leddy的情形的示意的俯视结构如图39的(a)所示，沿图39的(a)的XI1-XII线的示意截面结构如图39的(b)所示。在第二实施方式的变形例2的电感元件4中，表示的是将金属基板10分割为十字状和涡旋状，并且在相互分割的金属基板10之间填充有绝缘分离层32的例子。[0303]在第二实施方式的变形例2的电感元件4中，与第一实施方式和第二实施方式相t匕，金属基板10的分割程度更加细密化，因此在各细密化的金属基板10内形成有微小的涡电流回路Leddy，另外，在金属配线层22、23的周围，产生磁通Φ。
[0304](变形例3)
[0305]第二实施方式的变形例3的电感元件4的、沿与图39的(a)对应的结构的XI1-XII线的示意截面结构如图40所示被表示，图40的详细的示意截面结构如图41所示。
[0306]在第二实施方式的变形例3的电感元件4中，如图40所示，在磁性金属基板2的正面设有间隔层24S，配置在该间隔层24S上的第一磁通产生层26S隔着间隔层241叠层为两层(26S1、26S2)。此处，第一磁通产生层26S也可以隔着间隔层241叠层为多层。
[0307]同样，在第二实施方式的变形例3的电感元件4中，如图40所示，也可以在磁性金属基板2的背面设有间隔层24B，在该间隔层24B上设有第二磁通产生层26B。第二磁通产生层26B也可以如图40所示，隔着间隔层241叠层为两层(26B1、26B2)。此处，第二磁通产生层26B也可以隔着间隔层241叠层为多层。
[0308]在叠层为多层的第一磁通产生层26S1、26S2之间，也可以具有间隔层241。
[0309]同样,在叠层为多层的第二磁通产生层26B1、26B2之间也可以具有间隔层241。
[0310]另外，金属基板10的第一磁导率大于间隔层24S、24B、24I的第三磁导率,磁通产生层26S1、26S2、26B1、26B2的第四磁导率大于间隔层24S、24B、24I的第三磁导率。
[0311]另外，间隔层241也可以由顺磁性材料或抗磁性材料形成。
[0312]另外，第一磁通产生层26S1、26S2也可以构成为在俯视时分割为多个区域。
[0313]同样，第二磁通产生层26B1、26B2也可以构成为在俯视时分割为多个区域。
[0314]另外，在分割为多个区域的第一磁通产生层26S1、26S2之间，也可以填充有绝缘分尚层32。
[0315]同样，在分割为多个区域的第二磁通产生层26B1、26B2之间，也可以填充有绝缘分尚层32。
[0316]在第二实施方式的变形例3的电感元件4中，与第一实施方式和第二实施方式相t匕，金属基板10的分割程度更加细微化。在各细微化的金属基板10内形成微小的涡电流回路Letldy，另外，在金属配线层22、23的周围产生磁通Φ。
[0317]在第二实施方式的变形例3的电感元件4中，通过设置第一磁通产生层26S和第二磁通产生层26B，能够抑制漏磁通Φρ
[0318]在第二实施方式的变形例3的电感元件4中，使第一磁通产生层26S和第二磁通产生层26Β为叠层结构，由此能够进一步抑制漏磁通Φρ
[0319](表示涡电流的情形的仿真结果)
[0320]表示作为应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的涡电流的情形的仿真结果的、流过金属基板10的电流的密度的平面图案图如图42的(a)所示，表示与图42的(a)对应的流过金属基板10的电流的情形的不意的俯视图如图42的(b)所不。
[0321]另一方面，表不作为应用第二实施方式的变形例3的磁性金属基板的电感兀件的涡电流的情形的仿真结果的、流过金属基板IO1UO2UO3UO4的电流的密度的平面图案图如图43的(a)所示，表示与图43的(a)对应的流过金属基板IO1UO2UO3UO4的电流的情形的示意的俯视图如图43的(b)所示。[0322]得到图42的电磁场仿真结果的器件结构例，特别如图3?图4所示，仅配置一层的磁通产生层26，并且在金属基板10未设置狭缝SL。而得到图43的电磁场仿真结果的器件结构例，特别如图39的(a)和图40?图41所示，设置有第一磁通产生层26S1、26S2、第二磁通产生层26B1、26B2，并且在金属基板10设置有分割为十字状和涡旋状的狭缝SL。通过这样分割金属基板IO1UO2UO3UO3,分割得到的金属基板的各自的电阻值上升，结果是涡电流变得难以流过。
[0323]在得到图42的电磁场仿真结果的器件结构例中，电感为0.463 μ H, Q值为2.79。而在得到图43的电磁场仿真结果的器件结构例中，电感为0.461 μ H，Q值为10.05，能够在抑制电感的下降的同时增大Q值。
[0324]在第二实施方式的变形例3的应用磁性金属基板的电感元件中，在金属基板10形成狭缝，能够抑制涡电流的产生，并且通过形成在金属基板10的正面和背面的磁通产生层26S1、26S2、26B1、26B2抑制磁通泄漏，能够将磁通有效地限制在金属基板10内。
[0325](趋肤效应)
[0326]以金属基板10的材料为参数的趋肤深度d与频率f的关系如图44所示。当令金属基板10的电导率为P，磁导率为μ，工作频率为f时，趋肤深度d由(I)式表示。此处，趋肤深度d和频率f的关系对于Cu、CoTaZr, PC坡莫合金的例子，可表示为如图44所示。例如，在频率f=lMHz时，在PC坡莫合金的例子中，趋肤深度d约为3.7 μ m。
[0327](制造方法)
[0328]第二实施方式的变形例3的电感元件4的制造方法如图45?图53所示。图45的(a)?图53的(a)表示正面侧的示意的俯视结构。另外，图45的(b)?图53的(b)表示背面侧的示意的俯视结构。
[0329]图45的(C)表示沿图45的(a)的XII1-XIII线的示意截面结构，图46的(C)表示沿图46的(a)的XIV-XIV线的示意截面结构，图47的(c)表示沿图47的(a)的XV-XV线的示意截面结构，图48的(c)表示沿图48的(a)的XV1-XVI线的示意截面结构，图49的
(c)表示沿图49的(a)的XVI1-XVII线的示意截面结构，图50的(c)表示沿图50的(a)的XVII1-XVIII线的示意截面结构，图51的(c)表示沿图51的(a)的XIX-XIX线的示意截面结构，图52的(c)表示沿图52的(a)的XX-XX线的示意截面结构，图53的(c)表示沿图53的(a)的XX1-XXI线的示意截面结构。
[0330](a)首先，将成为金属基板10的磁性金属膜洗净后，进行化学研磨。此处，磁性金属膜例如能够应用PC坡莫合金(permalloy) (NiFeMoCu)0化学研磨后的磁性金属膜的厚度例如为80 μ m?100 μ m左右。
[0331](b)接着，如图45所示，在金属基板10的正面形成例如矩形结构的槽部(沟槽)12。槽部12例如能够在抗蚀剂图案形成后，通过湿蚀刻(使用含有磷酸的蚀刻液)、激光加工、或冲压加工形成。
[0332](c)然后，如图46所示，在金属基板10的整个面形成绝缘膜16a。例如使用PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition:等离子体气相沉积)技术,使氧化娃膜形成为约I?2 μ m的厚度。
[0333](d)接着，如图46所示，形成包含Cu的金属配线层22。金属配线层22的厚度例如为约30 μ m。[0334](e)然后，如图47所示，通过研磨和蚀刻，除去正面侧的绝缘层16a。
[0335](f )接着，如图48所示，除了金属配线层22部分外，在金属基板10的正面，以俯视时呈十字形状的方式，形成U字结构的槽部(沟槽)12。
[0336](g)然后，如图49所示，对金属基板10的背面进行蚀刻，使绝缘层16a露出。此时，在金属基板10的中央部分和以十字形状形成有U字结构的槽部(沟槽)12的部分，形成从金属基板10的正面贯通至背面的贯通孔。另外，上述的制造工序(f)和制造工序(g)的工序顺序也可以颠倒。
[0337](h)接着，如图50所示，在金属基板10的中央部分和以十字形状形成有U字结构的槽部(沟槽)12的部分，填充绝缘分离层32。
[0338](i)然后，除去配置在金属基板10的背面的绝缘层16a后，如图51所示，在金属基板10的正面形成间隔层24S，在金属基板10的背面形成间隔层24B。间隔层24B、24S例如能够由通过PCVD技术沉积而成的氮化硅膜、氧化硅膜或依次沉积而成的氮化硅膜/氧化硅膜的叠层膜形成。间隔层24B、24S的厚度例如为约I μ m。
[0339](j)接着，如图51所示，在金属基板10的正面侧的间隔层24S上依次叠层形成磁通产生层26S2、间隔层241、磁通产生层26S1。同样在金属基板10的背面侧的间隔层24B上依次叠层形成磁通产生层26B2、间隔层241、磁通产生层26B1。间隔层241例如能够由通过PCVD技术沉积而成的氮化硅膜、氧化硅膜或依次沉积而成的氮化硅膜/氧化硅膜的叠层膜形成。间隔层241的厚度例如为约I μ m。磁通产生层26S2、26S1、26B2、26B1例如能够利用溅射技术，由CoTaZr非结晶膜形成。磁通产生层26S2、26S1、26B2、26B1的厚度例如为约6 μ m0
[0340](k)然后，如图52所不，在金属基板10的正面侧的间隔层24S、磁通产生层26S2、间隔层241、磁通产生层26S1，以十字状形成狭缝SL1，在金属基板10的背面侧的间隔层24B、磁通产生层26B2、间隔层241、磁通产生层26BI，以十字状形成狭缝SL2，在中心部分和角部形成狭缝SLS2。
[0341](I)接着，如图53所示，在狭缝SLS1、SLS2填充绝缘分离层32。
[0342](m)接着，如图53所示，在器件的正面侧和背面侧形成钝化膜16S、16B，通过剥离(lift-off)法形成背面电极23a。钝化膜16S、16B例如能够利用通过PCVD技术沉积而成的氧化硅膜。背面电极23a例如能够使用Ag/Ni/Ti叠层金属层。
[0343]通过以上的工序，完成第二实施方式的变形例3的电感元件4。
[0344]在第二实施方式的电感元件中，金属基板的磁导率大，因此在相同的电流值的情况下能够产生更大的磁场H,能够增大电感值。
[0345]根据第二实施方式的电感元件，通过在金属基板配置狭缝，能够减小涡电流，增大Q值。
[0346]根据第二实施方式的电感元件，通过在金属基板的正面和背面配置磁通产生层，所产生的磁场H集中在磁性金属基板，因此能够抑制电感值的减少并且增大Q值。
[0347]根据第二实施方式的电感元件，通过在金属基板的正面和背面配置磁通产生层，所产生的磁场H集中在磁性金属基板，因此能够将噪声对周围的影响抑制得低。
[0348]根据第二实施方式的电感元件，通过在磁通产生层配置狭缝和间隔层，能够进一步抑制磁通产生层内的涡电流的产生，并且抑制电感值的减少，同时提供Q值大的电感。[0349]能够增大Q值。
[0350]根据第二实施方式，能够提供一种电感，其减小了涡电流，抑制磁通泄漏，抑制电感值的减少，同时Q值大。
[0351 ] 如以上所说明的那样，根据本发明，能够提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板薄型、能够实现大电流化、并且高频特性优异，该电感元件应用上述的磁性金属基板，薄型、安装面积能够形成得较小、大电感值、能够实现大电流化、并且高频特性优异。
[0352](其他的实施方式)
[0353]如上所述，通过实施方式进行了记载，但是，构成上述公开的一部分内容的论述和附图不应该理解为对本发明的限制。显而易见，本领域技术人员能够从上述公开内容实现各种各样的替代实施方式、实施例和运用技术。
[0354]如上所述，理所当然，本发明包含此处未记载的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围仅由根据上述说明妥当的权利要求的发明确定事项确定。
[0355]产业上的可利用性
[0356]本发明的磁性金属基板和应用该磁性金属基板的电感元件能够适用于电感器、变压器、静噪滤波器、 隔离器等利用电感的所有电子部件、磁性传感器、位置传感器等传感部件、以及无线供电用的线圈等，特别能够适用于面向可移动设备的功率电感器和内置功率电感器的DC-DC转换器等电子设备。
[0357]附图标记的说明
[0358]2......磁性金属基板
[0359]4......电感元件
[0360]IOUO1UO2UO3^ IO4......金属基板
[0361]12,14......槽部
[0362]16、16a、16b......绝缘层
[0363]16SU6B......钝化膜
[0364]17......Ti 阻挡层
[0365]18......籽晶层
[0366]19......Cu 层
[0367]20......光致抗蚀剂层
[0368]21......厚膜抗蚀剂层
[0369]22,23......金属配线层
[0370]23a......背面电极
[0371]24、24B、24S、241......间隔层
[0372]26,26^ 262,263 > 264,26S K 26S2,26B1,26B2......磁通产生层
[0373]28......SiO2 膜
[0374]30......Si 基板
[0375]32、32b......绝缘分离层
[0376]d......趋肤深度
[0377]f......频率
[0378]J......电流[0379]B......磁通密度
[0380]H......磁通
[0381]D1、D2......宽度
[0382]SL1、SL2、SLS1、SLS2......狭缝
[0383]Leddy......涡电流回路
[0384]Φι......漏磁通
[0385]Φ......磁通
【权利要求】
1.一种磁性金属基板，其特征在于，包括: 具有第一磁导率的金属基板； 配置在所述金属基板的内部的第一绝缘层；和 配置在所述第一绝缘层上，具有第二磁导率的第一金属配线层。
2.如权利要求1所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述第一磁导率大于所述第二磁导率。
3.如权利要求1所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述第一金属配线层隔着所述第一绝缘层配置在形成于所述金属基板的正面的槽部内。
4.如权利要求3所述的磁性金属基板，其特征在于，还包括: 配置在贯通所述金属基板的贯通孔内的第二绝缘层；和 配置在所述第二绝缘层上，填充所述贯通孔的第二金属配线层。
5.如权利要求3或4所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述金属基板被实施薄层化处理，减小了在所述金属基板内产生的涡电流。
6.如权利要求5所述的磁性金属基板,其特征在于: 所述基板的背面与所述槽部的底部的距离为趋肤深度以下。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述金属基板被分割为多个区域。
8.如权利要求7所述的磁性金属基板，其特征在于: 在分割为多个区域的所述金属基板之间，填充有绝缘分离层。
9.如权利要求3所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述槽部通过所述金属基板的湿蚀刻、激光加工或冲压加工而形成。
10.如权利要求4所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述贯通孔通过所述金属基板的湿蚀刻、激光加工或冲压加工而形成。
11.如权利要求9所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述第一金属配线层在通过溅射法、蒸镀法或非电解镀法形成在所述槽部内的所述第一绝缘层上的籽晶层上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
12.如权利要求10所述的磁性金属基板，其特征在于: 所述第二金属配线层在通过溅射法、蒸镀法或非电解镀法形成在所述贯通孔内的所述第二绝缘层上的籽晶层上，通过电解镀法形成至填充所述贯通孔的规定的厚度。
13.—种电感元件，其特征在于，包括: 磁性金属基板，其包括:具有第一磁导率的金属基板；配置在所述金属基板的内部的第一绝缘层；和配置在所述第一绝缘层上，具有第二磁导率的第一金属配线层； 配置在所述磁性金属基板的正面上，具有第三磁导率的第一间隔层；和 配置在所述第一间隔层上，具有第四磁导率的第一磁通产生层。
14.如权利要求13所述的电感元件，其特征在于，包括: 配置在所述磁性金属基板的背面上，具有第三磁导率的第二间隔层；和 配置在所述第二间隔层上，具有第四磁导率的第二磁通产生层。
15.如权利要求13或14所述的电感元件，其特征在于:所述第一磁导率比所述第二磁导率和所述第三磁导率大，所述第四磁导率大于所述第三磁导率。
16.如权利要求13所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板和所述第一磁通产生层为铁磁性材料，所述第一间隔层为顺磁性材料或抗磁性材料。
17.如权利要求14所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板和所述第二磁通产生层为铁磁性材料，所述第二间隔层为顺磁性材料或抗磁性材料。
18.如权利要求13所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板和所述第一磁通产生层包含不同材料。
19.如权利要求14所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板和所述第二磁通产生层包含不同材料。
20.如权利要求13或14所述的电感元件，其特征在于: 所述第一金属配线层具备线圈形状。
21.如权利要求20所述的电感元件，其特征在于: 所述线圈形状具有矩形、圆形、八边形、三角形和多边形中的任一的平面图案。`
22.如权利要求13所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板包含具有高饱和磁通密度的软磁性材料，所述第一磁通产生层包含能够在IOOkHz以上高频工作的软磁性材料。
23.如权利要求14所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板包含具有高饱和磁通密度的软磁性材料，所述第二磁通产生层包含具有高频特性的软磁性材料。
24.如权利要求20所述的电感元件，其特征在于: 所述第一金属配线层隔着所述第一绝缘层配置在形成于所述金属基板的正面的槽部内。
25.如权利要求24所述的电感元件，其特征在于，还包括: 配置在贯通所述金属基板的贯通孔内的第二绝缘层；和 配置在所述第二绝缘层上，填充所述贯通孔的第二金属配线层。
26.如权利要求25所述的电感元件，其特征在于: 所述第一金属配线层的所述线圈形状的一端，在所述金属基板的正面与所述第二金属配线层连接。
27.如权利要求25所述的电感元件，其特征在于: 所述第二金属配线层在配置于所述金属基板的背面的背面电极处形成终端。
28.如权利要求24或25所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板被实施薄层化处理，减小了在所述金属基板内产生的涡电流。
29.如权利要求28所述的电感元件，其特征在于: 所述基板的背面与在所述金属基板的正面形成的槽部的底部的距离为趋肤深度以下。
30.如权利要求13~29中的任一项所述的电感元件，其特征在于: 所述金属基板被分割为多个区域。
31.如权利要求30所述的电感元件，其特征在于: 在分割为多个区域的所述金属基板之间，填充有绝缘分离层。
32.如权利要求13~29中的任一项所述的电感元件，其特征在于: 所述第一磁通产生层被分割为多个区域。
33.如权利要求13~29中的任一项所述的电感元件，其特征在于: 所述第二磁通产生层被分割为多个区域。
34.如权利要求13~29中的任一项所述的电感元件，其特征在于: 所述第一磁通产生层叠层为多层。
35.如权利要求13~29中的任一项所述的电感元件，其特征在于: 所述第二磁通产生层叠层为多层。
36.如权利要求34所述的电感元件，其特征在于: 在叠层为多层的所述第一磁通产生层之间，具有第三间隔层。
37.如权利要求35所 述的电感元件，其特征在于: 在叠层为多层的所述第二磁通产生层之间，具有第三间隔层。
38.如权利要求24所述的电感元件，其特征在于: 所述槽部通过所述金属基板的湿蚀刻、激光加工或冲压加工而形成。
39.如权利要求25所述的电感元件，其特征在于: 所述贯通孔通过所述金属基板的湿蚀刻、激光加工或冲压加工而形成。
40.如权利要求38所述的电感元件，其特征在于: 所述第一金属配线层在通过溅射法、蒸镀法或非电解镀法形成在所述槽部内的所述第一绝缘层上的籽晶层上，通过电解镀法形成至规定的厚度。
41.如权利要求39所述的电感元件，其特征在于: 所述第二金属配线层在通过溅射法、蒸镀法或非电解镀法形成在所述贯通孔内的所述第二绝缘层上的籽晶层上，通过电解镀法形成至填充所述贯通孔的规定的厚度。
【文档编号】H05K1/05GK103765533SQ201280041622
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月24日 优先权日:2011年8月26日
【发明者】鹤见直明, 深江圭佑 申请人:罗姆股份有限公司