磁性金属基板およびインダクタンス素子
【課題】薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、およびこの磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供する。
【解決手段】第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、この磁性金属基板２の表面上に配置された第１ギャップ層２４と、第１ギャップ層２４上に配置された第１磁束発生層２６とを備えるインダクタンス素子４。
【解決手段】第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、この磁性金属基板２の表面上に配置された第１ギャップ層２４と、第１ギャップ層２４上に配置された第１磁束発生層２６とを備えるインダクタンス素子４。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性金属基板およびインダクタンス素子に関し、特に配線構造を内部に有する磁性金属基板およびこの磁性金属基板を適用したインダクタンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のモバイル機器では、薄型化、軽量化、省エネ化、バッテリの長寿命化が要求されている。このためには、特に、電源回路の薄型化・軽量化・省エネ化、バッテリの長寿命化が必要となる。電源回路を構成する部品の内、サイズが最も大きいのは、インダクタンス素子である。
【０００３】
従来のインダクタンス素子に用いられる配線構造には、巻き線型、積層型、薄膜型がある。巻き線型は、強磁性体のコアに銅線を巻きつけたものであり、形状によりトロイダル、ソレノイドなどがある（例えば、特許文献１参照。）。積層型は、例えば、フェリ磁性体の酸化物（フェライトなど）をシート化し、Ａｇなどのペーストを印刷、積層し、焼結させて一体化させたものである（例えば、特許文献２参照。）。積層型では、焼結体内部にコイル状の配線を有している。薄膜型は、スパッタリング、めっき、フォトリソグラフィ等の技術を活用して形成される。薄膜型は、強磁性体の薄膜やスパイラル銅配線などを形成させたものである（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７２３９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４４２４号公報
【特許文献３】特開平９−１３９３１３号公報
【特許文献４】特開平８−８８１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
巻き線型インダクタンス素子は、大きなインダクタンス値が得られ、大電流化が可能であるが、インダクタンス素子のサイズが大きくなり、小型化・薄型化の点で困難である。
【０００６】
積層型インダクタンス素子は、インダクタンス素子のサイズ、インダクタンス値、大電流化、高周波特性などの諸特性の点で優れている。しかしながら、セラミックスで形成されるため、セラミックスにクラックが生じやすく、薄型化には限界がある。
【０００７】
薄膜型インダクタンス素子は、非常に薄く形成可能であり、大規模集積（ＬＳＩ:Large Scale Integration）回路へのオンチップ化が可能であり、高周波特性にも優れる。しかしながら、インダクタンス値が小さく、大電流化が困難であり、また相対的に実装面積が大きい。
【０００８】
従来のインダクタンス素子においては、セラミックス系の場合、インダクタンス用の配線は、内部に配置されることができるが、金属系の強磁性体を使用する場合、インダクタンス用の配線は、磁性材料の内部ではなく、磁性材料上に形成する構成が主流となっている。
【０００９】
インダクタンス素子をより薄く、実装面積を小さく形成することが望まれる。理想的には、オンチップ化若しくはワンチップ化され、ＬＳＩへ内蔵可能な小型・薄型、大きなＬ値・大電流対応のパワーインダクタンス素子の開発が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板と、前記磁性金属基板の表面上に配置され、第３透磁率を有する第１ギャップ層と、前記第１ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第１磁束発生層とを備えるインダクタンス素子が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う別の模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された溝部に配置された金属配線層の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図３（ａ）の金属基板１０および金属配線層２２・２３上にギャップ層２４を配置した模式的平面パターン構成図、（ｃ）図３（ｂ）のギャップ層上に磁束発生層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図４】（ａ）図３（ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）第２金属配線層に対して裏面電極を形成した様子を説明する模式的断面構造図、（ｃ）第２金属配線層に対して裏面電極を形成した様子を説明する別の模式的断面構造図。
【図５】（ａ）比較例に係るインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図。
【図６】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属配線層を導通する電流によって、金属配線層の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造図、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、ギャップ層および磁束発生層の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層内に発生する様子を説明する模式的断面構造図。
【図７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子を金属基板からなるウェハ上に複数形成した様子を説明する模式的平面パターン構成図。
【図８】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の周波数特性例。
【図９】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の磁束発生層の磁化特性例、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例、（ｃ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の磁束発生層の断面ＳＥＭ写真例。
【図１０】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属基板に溝部を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｂ）溝部に金属配線層を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図。
【図１１】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属基板および金属配線層上にギャップ層を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｂ）金属基板の裏面に金属配線層２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｃ）金属基板の裏面に裏面電極２３ａを形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図。
【図１２】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された円形状の溝部の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１２（ａ）の円形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図、（ｃ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された八角形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図、（ｄ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された対向する２つの三角形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図１３】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子を構成部品として適用する電源回路の構成例。
【図１４】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、（ａ）矩形状の溝部を形成した例、（ｂ）台形状の溝部を形成した例、（ｃ）三角形状の溝部を形成した例。
【図１５】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その１）。
【図１６】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その２）。
【図１７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その３）。
【図１８】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その４）、（ｂ）図１８（ａ）のＡ部分の拡大図。
【図１９】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その５）。
【図２０】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その６）、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の変形例の一工程を説明する模式的断面構造図。
【図２１】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その７）。
【図２２】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その８）。
【図２３】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その９）。
【図２４】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法によって形成されたインダクタンス素子の部分拡大構造図。
【図２５】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う別の模式的断面構造図。
【図２６】（ａ）第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２６（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造図。
【図２７】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、金属基板１０にスリットを形成し絶縁層で充填し、かつギャップ層上に分離された磁束発生層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図２８】（ａ）図２７のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）図２７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図２９】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図、（ｂ）金属基板１０にスリットを形成し絶縁層で充填した様子を示す拡大された模式的平面パターン構成図。
【図３０】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属配線層を導通する電流によって、金属配線層の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造図、（ｂ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、ギャップ層および磁束発生層の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層内に発生する様子を説明する模式的断面構造図。
【図３１】（ａ）金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰図、（ｂ）スリットを形成した金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰図。
【図３２】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、スリットを有する金属基板上に形成された溝部に配置された金属配線層の模式的鳥瞰構成図。
【図３３】（ａ）図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図３４】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）金属基板に十字状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｂ）金属基板に格子状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｃ）金属基板に十字状かつ格子状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｄ）金属基板に細かい格子状にスリットを備える鳥瞰構成図。
【図３５】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、スリットＳＬの数とインダクタンスおよびＱの値との関係を示す図。
【図３６】（ａ）スリットＳＬが１本の場合の磁束の漏洩状態を示すシミュレーション結果、（ｂ）スリットＳＬが４本の場合の磁束の漏洩状態を示すシミュレーション結果。
【図３７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造図。
【図３８】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３８（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３９】第２の実施の形態の変形例２に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４０】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、図３９（ａ）に対応する構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４１】図４０の詳細な模式的断面構造図。
【図４２】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、（ａ）金属基板に流れる電流の密度を示す平面パターン図、（ｂ）図４２（ａ）に対応する金属基板に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図。
【図４３】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、（ａ）金属基板に流れる電流の密度を示す平面パターン図、（ｂ）図４３（ａ）に対応する金属基板に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図。
【図４４】金属基板の材料をパラメータとする表皮深さｄと周波数との関係を示す図。
【図４５】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その１）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４５（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４６】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その２）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４６（ａ）のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図４７】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その３）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４７（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図４８】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その４）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４８（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４９】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その５）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４９（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図５０】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その６）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５０（ａ）のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図５１】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その７）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５１（ａ）のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図５２】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その８）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５２（ａ）のＸＸ−ＸＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図５３】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その９）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５３（ａ）のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う模式的断面構造図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１６】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
[第１の実施の形態]
（磁性金属基板）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成は、図１（ａ）に示すように表され、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図１（ｂ）に示すように表され、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う別の模式的断面構造は、図１（ｃ）に示すように表される。
【００１８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２は、図１に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える。
【００１９】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２において、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率よりも大である。
【００２０】
また、金属基板１０は、磁性材料で形成されていても良い。
【００２１】
また、第１金属配線層２２は、図１（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された矩形状の溝部（トレンチ）内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００２２】
また、第１金属配線層２２は、図１（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成されたＵ字形状の溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００２３】
また、第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。
【００２４】
第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２は、図２に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔（スルーホール）内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備える。
【００２５】
溝部（トレンチ）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００２６】
貫通孔（スルーホール）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００２７】
第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されても良い。
【００２８】
第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されても良い。
【００２９】
第１金属配線層２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。同様に、第２金属配線層２３は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。
【００３０】
図１においては、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２の最小単位の構成が示されている。
【００３１】
図１（ｂ）の構成では、矩形型に形成された溝部（トレンチ）内に、第１絶縁層１６ａを形成後、第１絶縁層１６ａ上に第１金属配線層２２を配置した構造が示されている。
【００３２】
図１（ｃ）の構成では、Ｕ字型に形成された溝部内に、第１絶縁層１６ａを形成後、第１絶縁層１６ａ上に第１金属配線層２２を配置した構造が示されている。溝部の断面構造は、台形、三角形、その他の任意の形状であっても良い。
【００３３】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板２においては、磁性材料である金属基板に溝部／貫通孔を形成し、その内部に第１金属配線層２２／第２金属配線層２３を配置している。
【００３４】
（磁性金属基板の製造方法）
磁性金属基板の製造方法の一例は、以下の通りである。
【００３５】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００３６】
（ｂ）次に、金属基板１０に対して、溝部／貫通孔を形成する。溝部／貫通孔は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【００３７】
（ｃ）次に、金属基板１０全面に絶縁膜を形成する。例えば、プラズマ気相堆積（ＰＣＶＤ：Plasma Chemical Vapor Deposition）技術を用いて、シリコン酸化膜を約１μｍ以上となる厚さに形成する。
【００３８】
（ｄ）次に、金属基板１０全面にシード層を形成する。シード層は、例えば、Ｃｕのスパッタリング技術を用いて、形成可能である。
【００３９】
（ｅ）次に、シード層を形成した金属基板１０全面にフォトレジストを用いて、めっき前パターニング処理を実施する。
【００４０】
（ｆ）次に、めっき前パターニング処理を実施された金属基板１０全面のシード層上に、電解めっきを実施して、Ｃｕからなる金属配線層２２、２３を形成する。
【００４１】
（ｇ）次に、フォトレジストを剥離し、剥離された面上のシード層をエッチングにより除去する。シード層のエッチングには、例えば、ウェットエッチング技術、若しくはドライエッチング技術を適用可能である。この結果、余分なＣｕを除去することができる。
【００４２】
以上の工程によって、第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板２が完成される。
【００４３】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、デバイスの厚みを薄く形成することができる。
【００４４】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、配置面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【００４５】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板を提供することができる。
【００４６】
（インダクタンス素子）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された溝部１２に配置された金属配線層２２・２３の模式的平面パターン構成は、図３（ａ）に示すように表され、図３（ａ）の金属基板１０および金属配線層２２・２３上にギャップ層２４を配置した模式的平面パターン構成は、図３（ｂ）に示すように表され、図３（ｂ）のギャップ層２４上に磁束発生層２６を配置した模式的平面パターン構成は、図３（ｃ）に示すように表される。
【００４７】
また、図３（ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図４（ａ）に示すように表され、第２金属配線層２３に対して裏面電極２３ａを形成した様子を説明する模式的断面構造は、図４（ｂ）に示すように表され、第２金属配線層２３に対して裏面電極２３ａを形成した様子を説明する別の模式的断面構造は、図４（ｃ）に示すように表される。
【００４８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図３および図４に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、磁性金属基板２上に配置され、第３透磁率を有するギャップ層２４と、ギャップ層２４上に配置され、第４透磁率を有する磁束発生層２６とを備える。
【００４９】
また、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率およびギャップ層２４の第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６の第４透磁率は、ギャップ層２４の第３透磁率よりも大である。
【００５０】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は、強磁性体で形成され、ギャップ層２４は、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【００５１】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は異なる材料から形成されていても良い。例えば、磁束発生層２６には、高周波特性の優れた軟磁性体膜を適用し、磁場発生層として動作する金属基板１０には、大電流駆動に適した磁性金属フィルムを適用することによって、両者の役割を分担することが可能である。
【００５２】
また、第１金属配線層２２は、コイル形状を備えていても良い。ここで、コイル形状は、図３に示すように、矩形、後述する図１２に示すように、円形・八角形・三角形のいずれかの平面パターンを有していても良い。さらに、コイル形状は、多角形、或いは任意のパターンを有していても良い。
【００５３】
また、金属基板１０は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、磁束発生層２６は、高周波特性を有する軟磁性体から形成されていても良い。
【００５４】
また、第１金属配線層２２は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００５５】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備えていても良い。また、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面には、第１絶縁層１６ａおよび第２絶縁層１６ｂと同一工程で形成可能な絶縁層１６を備える。
【００５６】
また、第１金属配線層２２は、図３に示すように、金属基板１０の表面においてコイル形状の一端を第２金属配線層２３に接続されていても良い。
【００５７】
また、第２金属配線層２３は、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面に配置された裏面電極２３ａで終端されていても良い。裏面電極２３ａは、図４（ｂ）に示すように、金属基板１０の裏面において、第２金属配線層２３と接続されていても良い。或いは、裏面電極２３ａは、図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面よりも貫通孔側に窪んだ面において、第２金属配線層２３と接続されていても良い。
【００５８】
また、溝部１２は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００５９】
同様に、貫通孔は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００６０】
また、第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されていても良い。
【００６１】
また、第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されていても良い。
【００６２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４においては、磁場発生層として動作する磁性金属基板２と磁束発生層２６との間にギャップ層２４を設けている。金属基板１０に溝部を形成し、溝部内部に金属配線層２２・２３を配置している。
【００６３】
ここで、磁束発生層２６の主な役割は、磁束Φの発生である。磁束発生層２６は、強磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、高周波特性に優れる軟磁性体である点にある。
【００６４】
ギャップ層２４の主な役割は、磁性金属基板２において発生した磁界Ｈを集中させる点にある。ギャップ層２４は、常磁性体もしくは反磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、薄い厚みを有する点にあり、例えば、約２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
【００６５】
磁性金属基板２の主な役割は、磁界Ｈの発生である。金属基板１０は、強磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、大きな透磁率を有し、飽和磁束密度が大きい点である。
【００６６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができる。このため、インダクタンス値を大きくすることができる。
【００６７】
また、発生した磁界Ｈは、ギャップ層２４に集中する。このため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【００６８】
また、磁束発生層２６は、高周波特性に優れており、このため、インダクタンス素子４は高周波動作可能である。
【００６９】
また、金属基板１０は、飽和磁束密度が大きい材料で形成可能であることから、大電流に対してもインダクタンス素子４は動作可能である。
【００７０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、溝部を利用した効率的な内部構造を備え、例えば、５００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下の薄型化が可能である。
【００７１】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、小型・薄型で、大電流・高周波特性を有するインダクタンスが実現可能である。
【００７２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、例えば、素子面積が２ｍｍ角で、厚さが１５０μｍ以下、電流容量が約３００ｍＡ〜６００ｍＡ程度、動作周波数が数１０ＭＨｚ、インダクタンス値が約０．２μＨ〜約０．４μＨ程度のインダクタンス素子が実現されている。
【００７３】
（インダクタンス素子の動作）
比較例に係るインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図５（ａ）に示すように表され、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図５（ｂ）に示すように表される。尚、図５（ｂ）においては、ギャップ層２４上には、磁束発生層２６が配置されているが、図面の簡略化のため、図示は省略されている。
【００７４】
比較例に係るインダクタンス素子では、インダクタンス素子が空芯の場合に対応しており、図５（ａ）に示すように、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、同じ向きとなる。これに対して、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子では、図５（ｂ）に示すように、ギャップ層２４・磁束発生層２６の効果によって、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、ベクトルの向きが異なる。磁界Ｈは、主にＺ軸方向に発生し、特にギャップ層２４に集中している。また、磁束密度Ｂは、Ｘ−Ｙ方向に発生し、特に磁束発生層２６に集中している。
【００７５】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、金属配線層２２・２３の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造は、図６（ａ）に示すように表され、ギャップ層２４および磁束発生層２６の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層２６内に発生する様子を説明する模式的断面構造は、図６（ｂ）に示すように表される。
【００７６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４において、磁界Ｈと磁束密度Ｂのベクトルの向きが異なる理由を以下に説明する。
【００７７】
金属配線層２２・２３に電流を流すことで、磁界Ｈが発生する。この磁界Ｈは、自由電流Jの周りに生じる渦状の場である。式で説明すると、▽×Ｈ＝Jを満たすように生じる磁界Ｈのことである。磁束密度Ｂは、磁束Φの単位面積当たりの面密度である。
【００７８】
一方、磁性体に磁界Ｈを印加すると、磁化Ｍが発生する。磁束密度Ｂは、磁性体に生じた磁化Ｍの分まで考慮に入れる必要がある。よって、磁束密度Ｂ＝μ0(Ｈ＋Ｍ)で表され、いわば、物質が存在しない場合の磁束密度Ｂ＝μ0Ｈに、磁化された物質の磁束密度μ0Ｍが足し合わされた形になる。ここで、μ0は、真空透磁率である。
【００７９】
また、一般的に、磁化Ｍは必ずしも外部磁界Ｈの方向と一致する訳ではなく、ベクトル合成の結果として、磁束密度Ｂの向きは決定される。
【００８０】
図５（ａ）に示された空芯コイルの場合は、この磁化Ｍが存在しないため、磁界Ｈの向きと磁束密度Ｂの向きは同じになる。
【００８１】
一方、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、その構成上、金属配線層２２・２３からなるコイルの上下には、金属基板１０・磁束発生層２６の強磁性体が配置されている。強磁性体は自発磁化を有しており、磁区に分割され、全体の磁化Ｍは通常０となっている。ここで、磁区と磁区は、磁区内より高いエネルギーを持つが容易に移動可能な磁壁で区切られている。このとき、外部から磁界Ｈがかかると、ポテンシャルエネルギーを低下させるように磁化Ｍが発生する。この磁化Ｍによる寄与分のために、磁束密度Ｂの向きは磁界Ｈとは異なる方向になる。
【００８２】
ベクトルの向きは、マクスウェルの方程式から導かれる磁場解析における基礎方程式を解くことで、確認可能である。実際には、有限要素法などの計算結果を用いて確認することができる。
【００８３】
磁性金属基板２と磁束発生層２６とで挟まれるギャップ層２４に磁界ＨがＺ軸方向の向きで集中する理由は、以下の通りである。
【００８４】
金属配線層２２・２３からなるコイルに電流を流すことで、磁界Ｈが発生する。この磁界Ｈは銅線の周りを回転するようなループを形成する。第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造では、ギャップ層２４の上下に金属基板１０と磁束発生層２６からなる強磁性体が配置されているため、この部分の磁気抵抗は非常に低くなる。一方、ギャップ層２４部分は常磁性体になっているが、距離が非常に小さくなっており、磁気回路としては繋がった状態である。このとき、金属基板１０と磁束発生層２６の透磁率と比較して、金属基板１０と磁束発生層２６に挟まれたギャップ層２４の透磁率が著しく小さくなっていることが第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造上重要な点である。
【００８５】
ギャップ層２４の部分は常磁性体であるので、Ｂ＝μrＨが成立しているものと考えることができる。つまり、磁界Ｈ＝Ｂ／μrで表される。ここで、μrは、ギャップ層２４を構成する常磁性体の透磁率である。
【００８６】
磁気回路における断面積をＳ、磁束をΦとすれば、磁束密度Ｂ＝Φ／Ｓで表されるため、磁界Ｈ＝Φ／（Ｓ・μr）が成立する。ここで、磁束Φは磁気回路では一定で連続、微小領域では断面積も一定と考えられるので、透磁率μrが小さいギャップ層２４においては磁界Ｈが大きくなる。
【００８７】
磁束密度ＢがＸＹ方向に発生し、磁束発生層２６に集中する理由は、以下の通りである。
【００８８】
磁界Ｈが磁性体に作用すると、磁性体の表面には仮想的に磁荷が発生する。この磁荷には極性があり、外部にはループ状の磁場を形成するが、磁性体の内部には反磁場と呼ばれる逆向きの磁界が形成される。この反磁場の影響で、磁性体内部の有効磁界の値は減少する。
【００８９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造では、金属配線層２２・２３が形成される金属基板１０には透磁率が高い強磁性体を採用している。金属配線層２２・２３から見ると、横側や下側の金属基板１０には透磁率が高い強磁性体材料（たとえばパーマロイ）が配置されている。しかし、上側には透磁率が高い強磁性体材料が存在しない。この構造で金属配線層２２・２３に電流を流すと、図６（ａ）に示すように、上部空間ではループ状に磁界Ｈが形成されるが、金属基板１０の内部では、反磁場の影響で著しく磁界Ｈが小さくなる。
【００９０】
この時、ギャップ層２４を介して、上部に磁束発生層２６を配置すると、この磁界Ｈによって、磁気抵抗が低い磁束発生層２６の磁性体内には大きな磁束密度Ｂが発生する。
【００９１】
磁束発生層２６の透磁率が高い場合、発生する磁束も大きくなり、大きなインダクタンス値が得られる。より正確には、磁界Ｈと同じ方向の磁束密度Ｂも発生し、また、下部の金属基板１０にも磁束密度Ｂは発生する。しかしながら、渦電流の影響などがあり、上部の磁束発生層２６に発生する磁束密度Ｂの成分の寄与が大きいため、磁束密度Ｂが上部の磁束発生層２６に集中する。
【００９２】
（ウェハ上に複数形成したインダクタンス素子）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４を金属基板１０からなるウェハ上に複数形成した様子を説明する模式的平面パターン構成は、図７に示すように表される。この金属基板１０からなるウェハは、磁性金属フィルムをウェハ状にカットすることによって形成することができる。ウェハ状にカットされた磁性金属フィルムに対して、半導体プロセスや受動部品の製造プロセスを適用可能である。例えば、図７において、インダクタンス素子４の寸法Ｄ１×Ｄ２は、約１．５ｍｍ×約１．５ｍｍである。
【００９３】
（周波数特性例）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４のインダクタンス値の周波数特性例は、図８に示すように表される。数１０ＭＨｚ帯の高周波帯域においてもインダクタンス値の低下が抑制され、高周波動作が可能である。尚、図示は省略するが、ＤＣ直流バイアス電流に対するインダクタンス値の変化率特性例では、例えば、測定周波数６ＭＨｚにおいて、０〜６００ｍＡの範囲内で、０．５％以下である。
【００９４】
（磁化特性例）
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の磁束発生層２６の磁化特性例は、図９（ａ）に示すように表される。
【００９５】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例は、図９（ｂ）に示すように表される。
【００９６】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用した磁束発生層２６の断面ＳＥＭ写真例は、図９（ｃ）に示すように表される。ここで、磁束発生層２６は、図９（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板３０上にＳｉＯ2膜２８を介して配置されている。
【００９７】
磁束発生層２６内の磁束密度Ｂは、図９（ａ）から明らかなように、外部磁界Ｈ（Ａ／ｍ）の変化に対してヒステリシス特性を示している。磁束発生層２６には、周波数特性の良好なアモルファス系軟磁性膜として、ＣｏＴａＺｒを形成している。ここで、原子組成比は、例えば、Ｃｏ：９２．５％、Ｔａ：４．６％、Ｚｒ：２．９％である。磁束発生層２６には、スパッタリング技術による形成条件を最適化することによって、周波数特性の良好なアモルファス系軟磁性膜を形成することができる。
【００９８】
軟磁性膜に関しては、比透磁率μrの値は、３０以上、望ましくは１００以上であり、かつ高周波まで一定であることが望まれる。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータでの使用を考えた場合、低周波では、インダクタンス自身や周辺部品（コンデンサなど）のサイズが大きくなり易く、一方高周波においては、スイッチングロスが大きくなり易い。そのため、例えば、約１ＭＨｚ〜約３０ＭＨｚの周波数範囲において、比透磁率μrの値が一定であることが望ましい。
【００９９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例は、図９（ｂ）に示すように、約１００ＫＨｚ〜約１００ＭＨｚの広い周波数範囲に亘り、約５００程度の高い値を示している。
【０１００】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属基板１０に溝部１２を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１０（ａ）に示すように表され、溝部１２に金属配線層２２・２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１０（ｂ）に示すように表される。
【０１０１】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属基板１０および金属配線層２２上にギャップ層２４を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ａ）に示すように表され、金属基板１０の裏面に金属配線層２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ｂ）に示すように表され、金属基板１０の裏面に裏面電極２３ａを形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ｃ）に示すように表される。図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面には、絶縁層１６が形成されていて、裏面電極２３ａと金属基板１０間は、絶縁される。図１１（ｃ）から明らかなように、裏面電極２３ａは、金属基板１０の中央部、および４隅に配置されている。これら５個の裏面電極２３ａの内、図１１（ｂ）に示す金属配線層２３の対応した２個のみが、金属配線層２３と電気的に接続され、残りの３個は、絶縁層１６上に配置されており、コンタクトは形成されていない。
【０１０２】
例えば、図１１（ｂ）に示すように、金属配線層２２・２３からの電極取出しは、例えば、図１１（ｂ）に示すように、中央部、および４隅に配置されている裏面電極２３ａから行うことができる。
【０１０３】
なお、鳥瞰構造は図示を省略するが、ギャップ層２４上には、磁束発生層２６が、図３（ｃ）、図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様に形成される。また、裏面電極２３ａの配置パターンは、金属基板１０の中央部、および４隅に限定されるものではなく、金属配線層２２・２３の平面的な配置パターンに応じて適宜選択可能である。また、金属配線層２２・２３からの電極取出しは、金属基板１０の裏面に限定されるものではなく、金属基板１０の表面に電極取出し用のパッド電極を形成することによって、金属基板１０の表面からも取り出すことができる。
【０１０４】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された円形状の溝部１２の模式的平面パターン構成は、図１２（ａ）に示すように表され、図１２（ａ）の円形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｂ）に示すように表される。
【０１０５】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された円形状の溝部１２の模式的平面パターン構成は、図１２（ａ）に示すように表され、図１２（ａ）の円形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｂ）に示すように表される。また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された八角形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｃ）に示すように表され、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された対向する２つの三角形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｄ）に示すように表される。
【０１０６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、このように、第１金属配線層２２は、コイル形状を備え、このコイル形状は、矩形、円形、八角形、若しくは三角形の平面パターンのいずれかを有していても良い。また、このコイル形状は、多角形、若しくは任意の平面パターンを有していても良い。
【０１０７】
（電源回路への適用例）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４を構成部品として適用する電源回路の構成例は、図１３に示すように表される。図１３においては、ＤＣ−ＤＣ降圧コンバータの例が示されている。
【０１０８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４を適用するＤＣ−ＤＣ降圧コンバータは、ＤＣ入力電圧ＶIと、ＭＯＳＦＥＴＱと、ダイオードＤと、キャパシタＣと、インダクタＬとを備える。インダクタＬに第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４が適用されている。図１３に示されるＤＣ−ＤＣ降圧コンバータでは、ＭＯＳＦＥＴＱのスイッチ動作によって、ＤＣ入力電圧ＶIからインダクタＬに蓄積されるエネルギーをスイッチングさせて、ＤＣ入力電圧ＶIより降圧されたＤＣ出力電圧ＶOをキャパシタＣの両端から得ることができる。尚、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の適用例は、上述のＤＣ−ＤＣ降圧コンバータに限定されるものではなく、ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータ、ノイズ除去を目的とするチョークコイル用途などにも適用可能である。
【０１０９】
（インダクタンス素子の製造方法）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、矩形状・台形状・三角形状の溝部１２を形成した例は、それぞれ図１４（ａ）・図１４（ｂ）・図１４（ｃ）に示すように表される。
【０１１０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造は、図１５〜図２４に示すように表される。
【０１１１】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【０１１２】
（ｂ）次に、図１５に示すように、金属基板１０の表面に対して、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。溝部１２は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０１１３】
（ｃ）次に、図１６に示すように、金属基板１０の裏面に対して、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１４を形成し、溝部１２・１４からなる貫通孔を形成する。溝部１４は、例えば、金属基板１０の裏面をレジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０１１４】
（ｄ）次に、図１７に示すように、金属基板１０全面に絶縁層１６を形成する。例えば、ＰＣＶＤ技術を用いて、シリコン酸化膜を約１〜２μｍ程度となる厚さに形成する。
【０１１５】
（ｅ）次に、図１８に示すように、金属基板１０全面にシード層１８を形成する。シード層（両面）１８の形成には、例えば、Ｃｕのスパッタリング技術を用いる。シード層１８は、詳細には、Ｔｉバリア層１７とＣｕ層１９の積層構造を有する。Ｃｕ層１９の厚さは、例えば、約３０００オングストロームであり、Ｔｉバリア層１７の厚さは、例えば、約５００オングストローム以下である。
【０１１６】
（ｆ）次に、図１９に示すように、シード層１８を形成した金属基板１０全面にフォトレジスト２０を用いて、めっき前パターニング処理を実施する。溝部１２の幅は、例えば、約６０μｍ〜８０μｍ、溝部１２の深さは、例えば、約３０μｍである。また、溝部１２のピッチは、例えば、約９０μｍである。
【０１１７】
（ｇ）次に、図２０（ａ）に示すように、めっき前パターニング処理を実施された金属基板１０全面のシード層１８上に、電解めっきを実施して、Ｃｕからなる金属配線層２２、２３を形成する。金属配線層２２の厚さは、例えば、約３０μｍである。
【０１１８】
尚、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の製造方法の変形例の一工程を説明する模式的断面構造は、図２０（ｂ）に示すように表される。図２０（ｂ）においては、図１９に示されたフォトレジスト２０の代わりに厚膜レジスト２１を適用する断面構造例が示されている。その他の工程は同様である。
【０１１９】
（ｈ）次に、図２１に示すように、金属基板１０全面のフォトレジスト２０を剥離する。
【０１２０】
（ｉ）次に、図２２に示すように、剥離された金属基板１０表面上のシード層１８をエッチングにより除去する。シード層１８のエッチングには、例えば、ドライエッチング技術を適用可能である。この結果、余分なＣｕ層１９およびＴｉバリア層１７を除去することができる。
【０１２１】
（ｊ）次に、図２２に示すように、剥離された裏面上のシード層１８をエッチングにより除去する。裏面のシード層１８のエッチングには、例えば、ウェットエッチング技術を適用可能である。この結果、裏面の余分なＣｕ層１９およびＴｉバリア層１７を除去することができる。
【０１２２】
（ｋ）次に、図２３に示すように、金属基板１０表面上にギャップ層２４を形成する。ギャップ層２４は、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４の厚さは、例えば、約１μｍである。
【０１２３】
（ｌ）次に、図２３に示すように、ギャップ層２４上に磁束発生層２６を形成する。磁束発生層２６は、例えば、スパッタリング技術を用いて、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜により形成可能である。磁束発生層２６の厚さは、例えば、約６μｍである。
【０１２４】
（ｍ）次に、図示は省略するが、パッシベーション膜を形成し、リフトオフ法によって、パッド電極を形成する。パッシベーション膜としては、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン酸化膜を用いることができる。パッド電極には、例えば、Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ積層金属層を用いることができる。
【０１２５】
以上の工程によって、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４が完成される。
【０１２６】
インダクタンス素子の部分拡大構造例は、図２４に示すように表される。図２４の例は、図１４（ａ）に示された矩形状の溝部１２を有するインダクタンス素子４に対応している。図２４では、溝部１２の矩形形状にしたがって、絶縁層１６、Ｔｉバリア層１７・Ｃｕ層１９からなるシード層１８、金属配線層２２、ギャップ層２４、磁束発生層２６が順次形成される。製造工程は、上記と同様である。また、図１４（ｂ）・図１４（ｃ）に示された台形形状・三角形状の溝部１２を有するインダクタンス素子４も同様に形成することができる。
【０１２７】
尚、図２３および図２４の構造においては、溝部１２に配置される金属配線層２２の表面の高さは、金属基板１０の表面の高さよりも高い位置に形成されているが、この構造に限定されるものではなく、金属配線層２２の表面の高さは、金属基板１０の表面の高さとほぼ同程度であっても、また完全に一致していてもよく、或いは、金属基板１０の表面の高さよりも低い位置に形成されていても良い。
【０１２８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができ、インダクタンス値を大きくすることができる。
【０１２９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、発生した磁界Ｈは、ギャップ層に集中するため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【０１３０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、磁束発生層は、高周波特性に優れており、このため、インダクタンス素子は高周波動作可能である。
【０１３１】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板は、飽和磁束密度が大きい材料で形成可能であることから、大電流に対してもインダクタンス素子は動作可能である。
【０１３２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、インダクタンス素子の厚みを薄く形成することができる。
【０１３３】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、平面的な配置パターン面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【０１３４】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、ウェハ形状の金属基板上にＬＳＩの半導体製造プロセスや受動部品の製造プロセスを適用可能であることから、複数のインダクタンス素子を同時に量産可能であり、製造コストを低減化することができる。
【０１３５】
[第２の実施の形態]
（磁性金属基板）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２の模式的平面パターン構成は、図２５（ａ）に示すように表され、図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造は、図２５（ｂ）に示すように表され、図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う別の模式的断面構造は、図２５（ｃ）に示すように表される。
【０１３６】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２は、図２５に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える。
【０１３７】
また、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２において、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率よりも大である。
【０１３８】
また、金属基板１０は、磁性材料で形成されていても良い。
【０１３９】
また、第１金属配線層２２は、図２５（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された矩形状の溝部（トレンチ）内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１４０】
また、第１金属配線層２２は、図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成されたＵ字形状の溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１４１】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１４２】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２５（ｂ）〜図２５（ｃ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、表皮深さｄに等しい場合が示されている。
【０１４３】
表皮深さｄは、金属基板１０の導電率をρ、透磁率をμ、動作周波数をｆとすると次式（１）で表される。
【０１４４】
ｄ＝（ρ／πｆμ）1/2 （１）
ここで、表皮深さｄと周波数ｆの関係は、Ｃｕ、ＣｏＴａＺｒ、ＰＣパーマロイの例に対して、後述する図４４に示される。例えば、周波数ｆ＝１ＭＨｚにおいて、ＰＣパーマロイの例においては、表皮深さｄは、約３．７μｍである。
【０１４５】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１４６】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１４７】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１４８】
（変形例）
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２の模式的平面パターン構成は、図２６（ａ）に示すように表され、図２６（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造は、図２６（ｂ）に示すように表される。
【０１４９】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２は、図２６に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔（スルーホール）内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備える。
【０１５０】
溝部（トレンチ）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１５１】
貫通孔（スルーホール）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１５２】
第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されても良い。
【０１５３】
第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されても良い。
【０１５４】
第１金属配線層２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。同様に、第２金属配線層２３は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。
【０１５５】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１５６】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、表皮深さｄに等しい場合が示されている。
【０１５７】
さらに、第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１５８】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１５９】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１６０】
第２の実施の形態においても磁性金属基板の製造方法の一例は、第１の実施の形態と同様の方法が適用可能であるため、重複説明は省略する。
【０１６１】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板においては、金属基板を薄層化して渦電流を低減化することができる。
【０１６２】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板においては、金属基板を複数の領域に分割して渦電流を低減化することができる。
【０１６３】
第２の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、デバイスの厚みを薄く形成することができる。
【０１６４】
第２の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、配置面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【０１６５】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板を提供することができる。
【０１６６】
（インダクタンス素子）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０にスリットを形成し絶縁分離層３２で充填し、かつギャップ層２４上に分離された第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4を配置した模式的平面パターン構成は、図２７に示すように表される。
【０１６７】
また、図２７のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造は、図２８（ａ）に示すように表され、図２７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２８（ｂ）に示すように表される。
【０１６８】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図２７および図２８に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、磁性金属基板２上に配置され、第３透磁率を有するギャップ層２４と、ギャップ層２４上に配置され、第４透磁率を有する磁束発生層２６とを備える。
【０１６９】
また、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率およびギャップ層２４の第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６の第４透磁率は、ギャップ層２４の第３透磁率よりも大である。
【０１７０】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は、強磁性体で形成され、ギャップ層２４は、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【０１７１】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は異なる材料から形成されていても良い。例えば、磁束発生層２６には、高周波特性の優れた軟磁性体膜を適用し、磁場発生層として動作する金属基板１０には、大電流駆動に適した磁性金属フィルムを適用することによって、両者の役割を分担することが可能である。
【０１７２】
また、第１金属配線層２２は、コイル形状を備えていても良い。ここで、コイル形状は、図２７に示すように、矩形、図１２に示すように、円形・八角形・三角形のいずれかの平面パターンを有していても良い。さらに、コイル形状は、多角形、或いは任意のパターンを有していても良い。
【０１７３】
また、金属基板１０は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、磁束発生層２６は、高周波特性を有する軟磁性体から形成されていても良い。
【０１７４】
また、第１金属配線層２２は、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１７５】
また、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備えていても良い。また、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０の裏面には、第１絶縁層１６ａおよび第２絶縁層１６ｂと同一工程で形成可能な絶縁層１６を備える。
【０１７６】
また、溝部１２は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１７７】
同様に、貫通孔は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１７８】
また、第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されていても良い。
【０１７９】
また、第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されていても良い。
【０１８０】
（渦電流）
インダクタンス値Ｌを有するコイルのインピーダンスＺは、抵抗成分をＲ、誘導性リアクタンス成分をＸLとすると、次式（２）で表される。
【０１８１】
Ｚ＝Ｒ＋ｊＸL （２）
また、インダクタンス値Ｌを有するコイルのＱ値は、次式（３）で表される。
【０１８２】
Ｑ＝ＸL／Ｒ （３）
また、角周波数をωとすると、誘導性リアクタンス成分ＸLは、次式（４）で表される。
【０１８３】
ＸL＝ωＬ＝２πｆＬ （４）
また、インダクタンス値Ｌを有するコイルの抵抗成分Ｒは、次式（５）で表される。
【０１８４】
Ｒ＝ＲDC＋ＲAC＋Ｒloop＋Ｒeddy （５）
ここで、ＲDCは、コイルの直流的な抵抗成分、ＲACは、表皮効果・近接効果により発生する交流的な抵抗成分を表し、ＲDC＋ＲACによって、コイル配線における抵抗成分が表される。また、Ｒloopは、磁性体のヒステリシス損失を表し、Ｒeddyは、渦電流による抵抗成分を表す。Ｒloop＋Ｒeddyによって、コア材における抵抗成分が表される。
【０１８５】
渦電流とは、磁束変化により誘起された電圧が、電流を発生させる現象である。例えば、金属では電流が流れやすいことから渦電流は大きいが、セラミックスなどでは抵抗値が高いことから渦電流は小さい。
【０１８６】
（３）式から明らかなように、抵抗成分Ｒを低減化することによって、Ｑ値を増大可能であり、特に、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、渦電流による抵抗成分Ｒeddyを低減化することで、Ｑ値の増大化を図っている。
【０１８７】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１８８】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、略ゼロに等しい場合が示されている。
【０１８９】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９０】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１９１】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２７および図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4は、複数の領域に分割されていても良い。第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4を複数の領域に分割することによって、第１磁束発生層２６内に発生する渦電流を低減化している。
【０１９２】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１９３】
（インダクタンス素子の動作）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図２９（ａ）に示すように表され、金属基板１０にスリットＳＬ１・ＳＬ２を形成し絶縁分離層３２で充填した様子を示す拡大された模式的平面パターン構成は、図２９（ｂ）に示すように表される。尚、図２９（ｂ）においては、ギャップ層２４上には、第１磁束発生層２６が配置されているが、図面の簡略化のため、図示は省略されている。また、第１磁束発生層２６は、一層に形成されていてもよく、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９４】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においても、図２９（ａ）に示すように、ギャップ層２４・第１磁束発生層２６の効果によって、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、ベクトルの向きが異なる。磁界Ｈは、主にＺ軸方向に発生し、特にギャップ層２４に集中している。また、磁束密度Ｂは、Ｘ−Ｙ方向に発生し、特に磁束発生層２６に集中している。ここで、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６を複数の領域に分割することによって、第１磁束発生層２６内に発生する渦電流を低減することができる。
【０１９５】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、金属配線層２２の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造は、図３０（ａ）に示すように表され、ギャップ層２４および磁束発生層２６の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層２６内に発生する様子を説明する模式的断面構造は、図３０（ｂ）に示すように表される。
【０１９６】
すなわち、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３０（ａ）に示すように、磁性金属基板２が薄層化されるため、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、薄層化された磁性金属基板２の上下に磁界Ｈが発生する。このため、図３０（ｂ）に示すように、薄層化された磁性金属基板２の上下にそれぞれギャップ層２４および磁束発生層２６を配置することによって、磁束密度Ｂを薄層化された磁性金属基板２の上下の磁束発生層２６内に閉じ込めることができ、磁束を効率的に使用可能となる。
【０１９７】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１９８】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３０（ａ）〜図３０（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９９】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図３０（ａ）〜図３０（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２００】
その他の動作は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２０１】
金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰構成は、図３１（ａ）に示すように表され、複数のスリットＳＬを形成した金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰構成は、図３１（ｂ）に示すように表される。
【０２０２】
磁性を有する金属基板１０に発生する渦電流ループＬeddyは、スリットＳＬを形成しないバルク状態では、図３１（ａ）に示すように、大きなループ状に形成される。これに対して、複数のスリットＳＬを形成した磁性を有する金属基板１０に発生する渦電流ループＬeddyは、図３１（ｂ）に示すように、複数のスリットＳＬで分割された小さな金属基板１０毎に、小さなループ状に形成される。
【０２０３】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、スリットＳＬを有する金属基板１０上に形成された溝部に配置された金属配線層２２の模式的鳥瞰構成は、図３２に示すように表される。
【０２０４】
また、図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ａ）に示すように表され、図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ｂ）に示すように表される。
【０２０５】
（変形例１）
第２の実施の形態の変形例１に係るインダクタンス素子４であって、スリットＳＬを有する金属基板２上に形成された溝部１２に配置された金属配線層２２の模式的鳥瞰構成は、図３２に示すように表される。
【０２０６】
また、図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ａ）に示すように表され、図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ｂ）に示すように表される。
【０２０７】
第２の実施の形態の変形例１に係るインダクタンス素子４では、金属基板２を薄層化はせずに、金属基板２に十字形状にスリットＳＬを形成することによって、金属基板２を複数の領域に分割している。さらに、このスリットＳＬに絶縁分離層３２を充填している。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０２０８】
第２の実施の形態の変形例１に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３２および図３３（ａ）〜図３３（ｂ）に示すように、金属基板２を複数の領域に分割することによって、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０２０９】
第２の実施の形態の変形例１に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３２および図３３（ａ）〜図３３（ｂ）に示すように、第１磁束発生層２６は、特に分割されてはいないが、第２の実施の形態と同様に、第１磁束発生層２６は、複数の領域に分割されていても良い。
【０２１０】
その他の構成は、第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２１１】
（スリット形状）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０に十字状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ａ）に示すように表され、金属基板１０に格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｂ）に示すように表され、金属基板１０に十字状かつ格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｃ）に示すように表され、金属基板１０に４本ずつ格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｄ）に示すように表される。
【０２１２】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、スリットＳＬの数とインダクタンスおよびＱの値との関係は、図３５に示すように表される。図３５に示すように、スリットＳＬの数を増加するに伴い、渦電流の低減化により、Ｑ値の上昇傾向が見られる。一方、図３５に示すように、スリットＳＬの数を増加するに伴い、磁束漏洩によりインダクタンスの値の低下傾向が見られる。
【０２１３】
スリットＳＬが１本の場合の漏洩磁束ΦLの状態を示す電磁界シミュレーション結果は、図３６（ａ）に示すように表され、スリットＳＬが４本の場合の漏洩磁束ΦLの状態を示す電磁界シミュレーション結果は、図３６（ｂ）に示すように表される。図３６（ａ）および図３６（ｂ）の比較結果より、スリットＳＬが４本の場合には、漏洩磁束ΦLが明らかに増加している。ここで、スリットＳＬが１本の場合とは、実際の形状では、図３４（ａ）に示すように、金属基板１０に十字状にスリットＳＬを備える構造に対応している。また、スリットＳＬが４本の場合とは、実際の形状では、図３４（ｃ）に示すように、金属基板１０に４本ずつ格子状にスリットＳＬを備える構造に対応している。
【０２１４】
図３６（ａ）の構成例では、一例として、インダクタンスは０．４７２μＨ、Ｑ値は、４．９８であるのに対して、図３６（ｂ）の構成例では、例えば、インダクタンスは０．１３６μＨ、Ｑ値は、２．５７であり、磁束漏洩によりインダクタンスの低下が見られる。
【０２１５】
（変形例２）
―渦電流ループＬeddyの様子―
第１の実施の形態に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３７（ａ）に示すように表され、図３７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造は、図３７（ｂ）に示すように表される。第１の実施の形態に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０は、分割されていない例が示されている。
【０２１６】
一方、第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３８（ａ）に示すように表され、図３８（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造は、図３８（ｂ）に示すように表される。第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０を十字状に分割し、かつ互いに分割された金属基板１０の間を絶縁分離層３２で充填した例が示されている。
【０２１７】
第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３９（ａ）に示すように表され、図３９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３９（ｂ）に示すように表される。第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０を十字状かつ渦巻き状に分割し、かつ互いに分割された金属基板１０の間を絶縁分離層３２で充填した例が示されている。
【０２１８】
第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４においては、第１の実施の形態や第２の実施の形態と比較し、金属基板１０の分割の程度は細密化されるため、各細密化された金属基板１０内には、微小な渦電流ループＬeddyが形成され、また、金属配線層２２・２３の周囲には、磁束Φが発生する。
【０２１９】
（変形例３）
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４であって、図３９（ａ）に対応する構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図４０に示すように表され、図４０の詳細な模式的断面構造は、図４１に示すように表される。
【０２２０】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、図４０に示すように、磁性金属基板２の表面にギャップ層２４Ｓを備え、このギャップ層２４Ｓ上に配置される第１磁束発生層２６Ｓは、ギャップ層２４Ｉを介して、２層（２６Ｓ１・２６Ｓ２）に積層化されている。ここで、第１磁束発生層２６Ｓは、ギャップ層２４Ｉを介して、更に複数層に積層化されていても良い。
【０２２１】
同様に、第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、図４０に示すように、磁性金属基板２の裏面にギャップ層２４Ｂを備え、このギャップ層２４Ｂ上に第２磁束発生層２６Ｂを備えていても良い。第２磁束発生層２６Ｂは、図４０に示すように、ギャップ層２４Ｉを介して、２層（２６Ｂ１・２６Ｂ２）に積層化されていても良い。ここで、第２磁束発生層２６Ｂは、ギャップ層２４Ｉを介して、更に複数層に積層化されていても良い。
【０２２２】
複数層に積層化された第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２の間には、ギャップ層２４Iを備えていても良い。
【０２２３】
同様に、複数層に積層化された第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２の間には、ギャップ層２４Iを備えていても良い。
【０２２４】
また、金属基板１０の第１透磁率は、ギャップ層２４Ｓ・２４Ｂ・２４Ｉの第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２・２６Ｂ１・２６Ｂ２の第４透磁率は、ギャップ層２４Ｓ・２４Ｂ・２４Ｉの第３透磁率よりも大である。
【０２２５】
また、ギャップ層２４Ｉは、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【０２２６】
さらに、第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２は、平面視において複数の領域に分割されていても良い。
【０２２７】
同様に、第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２は、平面視において複数の領域に分割されていても良い。
【０２２８】
また、複数の領域に分割された第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２の間には絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２２９】
同様に、複数の領域に分割された第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２の間には絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２３０】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１の実施の形態や第２の実施の形態と比較し、金属基板１０の分割の程度は微細化されるため、各微細化された金属基板１０内には、微小な渦電流ループＬeddyが形成され、また、金属配線層２２・２３の周囲には、磁束Φが発生する。
【０２３１】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６Ｓおよび第２磁束発生層２６Ｂを備えることによって、漏洩磁束ΦLを抑制可能である。
【０２３２】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６Ｓおよび第２磁束発生層２６Ｂを積層化構成とすることによって、更に漏洩磁束ΦLを抑制可能である。
【０２３３】
（渦電流の様子を示すシミュレーション結果）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、金属基板１０に流れる電流の密度を示す平面パターン図は、図４２（ａ）に示すように表され、図４２（ａ）に対応する金属基板１０に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図は、図４２（ｂ）示すように表される。
【０２３４】
一方、第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、金属基板１０1・１０2・１０3・１０4に流れる電流の密度を示す平面パターン図は、図４３（ａ）に示すように表され、図４３（ａ）に対応する金属基板１０1・１０2・１０3・１０4に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図は、図４３（ｂ）示すように表される。
【０２３５】
図４２の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例は、特に図３〜図４に示すように、磁束発生層２６を１層のみ配置し、かつ金属基板１０にはスリットＳＬを設けてはいない。これに対して、図４３の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例は、特に図３９（ａ）および図４０〜図４１に示すように、第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２、第２磁界発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２を備え、かつ金属基板１０には十字状かつ渦巻き状に分割されたスリットＳＬを設けている。このように金属基板１０1・１０2・１０3・１０4を分割したことによって、分割された金属基板の個々の抵抗値が上昇し、その結果として、渦電流が流れにくくなっている。
【０２３６】
図４２の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例においては、インダクタンスは０．４６３μＨ、Ｑは２．７９の値であった。これに対して、図４３の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例においては、インダクタンスは０．４６１μＨ、Ｑは１０．０５の値であり、インダクタンスの低下を抑制しつつ、Ｑ値を増大可能である。
【０２３７】
第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板１０にスリットを形成して、渦電流の発生を抑制しつつ、金属基板１０の表裏に形成された磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２・２６Ｂ１・２６Ｂ２によって磁束漏洩を抑制し、磁束を金属基板１０内に有効に閉じ込めることができる。
【０２３８】
（表皮効果）
金属基板１０の材料をパラメータとする表皮深さｄと周波数ｆとの関係は、図４４に示すように表される。表皮深さｄは、金属基板１０の導電率をρ、透磁率をμ、動作周波数をｆとすると（１）式で表される。ここで、表皮深さｄと周波数ｆの関係は、Ｃｕ、ＣｏＴａＺｒ、ＰＣパーマロイの例に対して、図４４に示すように表される。例えば、周波数ｆ＝１ＭＨｚにおいて、ＰＣパーマロイの例においては、表皮深さｄは、約３．７μｍである。
【０２３９】
（製造方法）
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４の製造方法は、図４５〜図５３に示すように表される。図４５（ａ）〜図５３（ａ）は表面側の模式的鳥瞰構成を示す。また、図４５（ｂ）〜図５３（ｂ）は裏面側の模式的鳥瞰構成を示す。
【０２４０】
図４５（ｃ）は図４５（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造、図４６（ｃ）は図４６（ａ）のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造、図４７（ｃ）は図４７（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造、図４８（ｃ）は図４８（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造、図４９（ｃ）は図４９（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う模式的断面構造、図５０（ｃ）は図５０（ａ）のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造、図５１（ｃ）は図５１（ａ）のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う模式的断面構造、図５２（ｃ）は図５２（ａ）のＸＸ−ＸＸ線に沿う模式的断面構造、図５３（ｃ）は図５３（ａ）のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う模式的断面構造をそれぞれ示す。
【０２４１】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【０２４２】
（ｂ）次に、図４５に示すように、金属基板１０の表面に対して、例えば、矩形構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。溝部１２は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０２４３】
（ｃ）次に、図４６に示すように、金属基板１０全面に絶縁層１６ａを形成する。例えば、ＰＣＶＤ技術を用いて、シリコン酸化膜を約１〜２μｍ程度となる厚さに形成する。
【０２４４】
（ｄ）次に、図４６に示すように、Ｃｕからなる金属配線層２２を形成する。金属配線層２２の厚さは、例えば、約３０μｍである。
【０２４５】
（ｅ）次に、図４７に示すように、研磨およびエッチングにより、表面側の絶縁層１６ａを除去する。
【０２４６】
（ｆ）次に、図４８に示すように、金属配線層２２部分を除き、金属基板１０の表面に対して、平面視で十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。
【０２４７】
（ｇ）次に、図４９に示すように、金属基板１０の裏面をエッチングバックして、絶縁層１６ａを露出させる。このとき、金属基板１０の中央部分および十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２が形成された部分には、金属基板１０の表面から裏面まで貫通する貫通孔が形成される。尚、上記の製造工程（ｆ）と製造工程（ｇ）は、工程の順番は逆であっても良い。
【０２４８】
（ｈ）次に、図５０に示すように、金属基板１０の中央部分および十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２が形成された部分に対して絶縁分離層３２を充填する。
【０２４９】
（ｉ）次に、金属基板１０の裏面に配置された絶縁層１６ａを除去後、図５１に示すように、金属基板１０の表面にギャップ層２４Ｓ、金属基板１０の裏面にギャップ層２４Ｂを形成する。ギャップ層２４Ｂ・２４Ｓは、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４Ｂ・２４Ｓの厚さは、例えば、約１μｍである。
【０２５０】
（ｊ）次に、図５１に示すように、金属基板１０の表面側のギャップ層２４Ｓ上に磁束発生層２６Ｓ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｓ１を順次積層化形成する。同様に、金属基板１０の裏面側のギャップ層２４Ｂ上に磁束発生層２６Ｂ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｂ１を順次積層化形成する。ギャップ層２４Ｉは、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４Ｉの厚さは、例えば、約１μｍである。磁束発生層２６Ｓ２・２６Ｓ１・２６Ｂ２・２６Ｂ１は、例えば、スパッタリング技術を用いて、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜により形成可能である。磁束発生層２６Ｓ２・２６Ｓ１・２６Ｂ２・２６Ｂ１の厚さは、例えば、約６μｍである。
【０２５１】
（ｋ）次に、図５２に示すように、金属基板１０の表面側のギャップ層２４Ｓ・磁束発生層２６Ｓ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｓ１に対して十字状にスリットＳＬ１を形成し、金属基板１０の裏面側のギャップ層２４Ｂ・磁束発生層２６Ｂ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｂ１に対して十字状にスリットＳＬ２、中心部分と角部分にスリットＳＬＳ２を形成する。
【０２５２】
（ｌ）次に、図５３に示すように、スリットＳＬＳ１・ＳＬＳ２に対して絶縁分離層３２を充填する。
【０２５３】
（ｍ）次に、図５３に示すように、デバイスの表面側および裏面側にパッシベーション膜１６Ｓ・１６Ｂを形成し、リフトオフ法によって、裏面電極２３ａを形成する。パッシベーション膜１６Ｓ・１６Ｂとしては、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン酸化膜を用いることができる。裏面電極２３ａには、例えば、Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ積層金属層を用いることができる。
【０２５４】
以上の工程によって、第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４が完成される。
【０２５５】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子においては、金属基板は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができ、インダクタンス値を大きくすることができる。
【０２５６】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板にスリットを配置することで、渦電流を低減化し、Ｑ値を増大することができる。
【０２５７】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板の表裏に磁束発生層を配置することで、発生した磁界Ｈは、磁性金属基板に集中するため、インダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値を増大することができる。
【０２５８】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板の表裏に磁束発生層を配置することで、発生した磁界Ｈは、磁性金属基板に集中するため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【０２５９】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、磁束発生層にスリットとギャップ層を配置することで、さらに磁束発生層内における渦電流の発生を抑制し、かつインダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値の高いインダクタンスを提供することができる。
【０２６０】
Ｑ値を増大することができる。
【０２６１】
第２の実施の形態によれば、渦電流を低減化し、磁束漏洩を抑制して、インダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値の高いインダクタンスを提供することができる。
【０２６２】
以上説明したように、本発明によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することができる。
【０２６３】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０２６４】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２６５】
本発明の磁性金属基板およびこの磁性金属基板を適用したインダクタンス素子は、インダクタ・トランス・ノイズフィルタ・アイソレータなどインダクタンスを利用する電子部品全般、磁気センサ・位置センサなどのセンサ部品、その他ワイヤレス給電用のコイルなどに適用可能であり、特にモバイル機器向けパワーインダクタおよびパワーインダクタを内蔵したＤＣ−ＤＣコンバータなどの電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【０２６６】
２…磁性金属基板
４…インダクタンス素子
１０、１０1、１０2、１０3、１０4…金属基板
１２、１４…溝部
１６、１６ａ、１６ｂ…絶縁層
１６Ｓ・１６Ｂ・・・パッシベーション膜
１７…Ｔｉバリア層
１８…シード層
１９…Ｃｕ層
２０…フォトレジスト層
２１…厚膜レジスト層
２２、２３…金属配線層
２３ａ…裏面電極
２４、２４Ｂ、２４Ｓ、２４Ｉ…ギャップ層
２６、２６1、２６2、２６3、２６4、２６Ｓ１、２６Ｓ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２…磁束発生層
２８…ＳｉＯ2膜
３０…Ｓｉ基板
３２、３２ｂ…絶縁分離層
ｄ…表皮深さ
f…周波数
Ｊ…電流
Ｂ…磁束密度
Ｈ…磁界
Ｄ１、Ｄ２…幅
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬＳ１、ＳＬＳ２…スリット
Ｌeddy…渦電流ループ
ΦL…漏洩磁束
Φ…磁束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性金属基板およびインダクタンス素子に関し、特に配線構造を内部に有する磁性金属基板およびこの磁性金属基板を適用したインダクタンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のモバイル機器では、薄型化、軽量化、省エネ化、バッテリの長寿命化が要求されている。このためには、特に、電源回路の薄型化・軽量化・省エネ化、バッテリの長寿命化が必要となる。電源回路を構成する部品の内、サイズが最も大きいのは、インダクタンス素子である。
【０００３】
従来のインダクタンス素子に用いられる配線構造には、巻き線型、積層型、薄膜型がある。巻き線型は、強磁性体のコアに銅線を巻きつけたものであり、形状によりトロイダル、ソレノイドなどがある（例えば、特許文献１参照。）。積層型は、例えば、フェリ磁性体の酸化物（フェライトなど）をシート化し、Ａｇなどのペーストを印刷、積層し、焼結させて一体化させたものである（例えば、特許文献２参照。）。積層型では、焼結体内部にコイル状の配線を有している。薄膜型は、スパッタリング、めっき、フォトリソグラフィ等の技術を活用して形成される。薄膜型は、強磁性体の薄膜やスパイラル銅配線などを形成させたものである（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７２３９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４４２４号公報
【特許文献３】特開平９−１３９３１３号公報
【特許文献４】特開平８−８８１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
巻き線型インダクタンス素子は、大きなインダクタンス値が得られ、大電流化が可能であるが、インダクタンス素子のサイズが大きくなり、小型化・薄型化の点で困難である。
【０００６】
積層型インダクタンス素子は、インダクタンス素子のサイズ、インダクタンス値、大電流化、高周波特性などの諸特性の点で優れている。しかしながら、セラミックスで形成されるため、セラミックスにクラックが生じやすく、薄型化には限界がある。
【０００７】
薄膜型インダクタンス素子は、非常に薄く形成可能であり、大規模集積（ＬＳＩ:Large Scale Integration）回路へのオンチップ化が可能であり、高周波特性にも優れる。しかしながら、インダクタンス値が小さく、大電流化が困難であり、また相対的に実装面積が大きい。
【０００８】
従来のインダクタンス素子においては、セラミックス系の場合、インダクタンス用の配線は、内部に配置されることができるが、金属系の強磁性体を使用する場合、インダクタンス用の配線は、磁性材料の内部ではなく、磁性材料上に形成する構成が主流となっている。
【０００９】
インダクタンス素子をより薄く、実装面積を小さく形成することが望まれる。理想的には、オンチップ化若しくはワンチップ化され、ＬＳＩへ内蔵可能な小型・薄型、大きなＬ値・大電流対応のパワーインダクタンス素子の開発が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板と、前記磁性金属基板の表面上に配置され、第３透磁率を有する第１ギャップ層と、前記第１ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第１磁束発生層とを備えるインダクタンス素子が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う別の模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された溝部に配置された金属配線層の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図３（ａ）の金属基板１０および金属配線層２２・２３上にギャップ層２４を配置した模式的平面パターン構成図、（ｃ）図３（ｂ）のギャップ層上に磁束発生層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図４】（ａ）図３（ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）第２金属配線層に対して裏面電極を形成した様子を説明する模式的断面構造図、（ｃ）第２金属配線層に対して裏面電極を形成した様子を説明する別の模式的断面構造図。
【図５】（ａ）比較例に係るインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図。
【図６】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属配線層を導通する電流によって、金属配線層の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造図、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、ギャップ層および磁束発生層の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層内に発生する様子を説明する模式的断面構造図。
【図７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子を金属基板からなるウェハ上に複数形成した様子を説明する模式的平面パターン構成図。
【図８】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の周波数特性例。
【図９】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の磁束発生層の磁化特性例、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例、（ｃ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の磁束発生層の断面ＳＥＭ写真例。
【図１０】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属基板に溝部を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｂ）溝部に金属配線層を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図。
【図１１】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属基板および金属配線層上にギャップ層を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｂ）金属基板の裏面に金属配線層２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図、（ｃ）金属基板の裏面に裏面電極２３ａを形成した様子を示す模式的鳥瞰構造図。
【図１２】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された円形状の溝部の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１２（ａ）の円形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図、（ｃ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された八角形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図、（ｄ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子であって、金属基板上に形成された対向する２つの三角形状の溝部に金属配線層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図１３】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子を構成部品として適用する電源回路の構成例。
【図１４】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、（ａ）矩形状の溝部を形成した例、（ｂ）台形状の溝部を形成した例、（ｃ）三角形状の溝部を形成した例。
【図１５】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その１）。
【図１６】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その２）。
【図１７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その３）。
【図１８】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その４）、（ｂ）図１８（ａ）のＡ部分の拡大図。
【図１９】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その５）。
【図２０】（ａ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その６）、（ｂ）第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の変形例の一工程を説明する模式的断面構造図。
【図２１】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その７）。
【図２２】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その８）。
【図２３】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造図（その９）。
【図２４】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法によって形成されたインダクタンス素子の部分拡大構造図。
【図２５】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う別の模式的断面構造図。
【図２６】（ａ）第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２６（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造図。
【図２７】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、金属基板１０にスリットを形成し絶縁層で充填し、かつギャップ層上に分離された磁束発生層を配置した模式的平面パターン構成図。
【図２８】（ａ）図２７のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）図２７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図２９】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造図、（ｂ）金属基板１０にスリットを形成し絶縁層で充填した様子を示す拡大された模式的平面パターン構成図。
【図３０】（ａ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、金属配線層を導通する電流によって、金属配線層の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造図、（ｂ）第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、ギャップ層および磁束発生層の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層内に発生する様子を説明する模式的断面構造図。
【図３１】（ａ）金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰図、（ｂ）スリットを形成した金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰図。
【図３２】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、スリットを有する金属基板上に形成された溝部に配置された金属配線層の模式的鳥瞰構成図。
【図３３】（ａ）図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図３４】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）金属基板に十字状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｂ）金属基板に格子状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｃ）金属基板に十字状かつ格子状にスリットを備える鳥瞰構成図、（ｄ）金属基板に細かい格子状にスリットを備える鳥瞰構成図。
【図３５】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、スリットＳＬの数とインダクタンスおよびＱの値との関係を示す図。
【図３６】（ａ）スリットＳＬが１本の場合の磁束の漏洩状態を示すシミュレーション結果、（ｂ）スリットＳＬが４本の場合の磁束の漏洩状態を示すシミュレーション結果。
【図３７】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造図。
【図３８】第２の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３８（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３９】第２の実施の形態の変形例２に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、（ａ）渦電流ループの様子を示す模式的鳥瞰図、（ｂ）図３９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４０】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子であって、図３９（ａ）に対応する構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４１】図４０の詳細な模式的断面構造図。
【図４２】第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、（ａ）金属基板に流れる電流の密度を示す平面パターン図、（ｂ）図４２（ａ）に対応する金属基板に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図。
【図４３】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、（ａ）金属基板に流れる電流の密度を示す平面パターン図、（ｂ）図４３（ａ）に対応する金属基板に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図。
【図４４】金属基板の材料をパラメータとする表皮深さｄと周波数との関係を示す図。
【図４５】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その１）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４５（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４６】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その２）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４６（ａ）のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図４７】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その３）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４７（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図４８】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その４）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４８（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４９】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その５）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図４９（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図５０】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その６）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５０（ａ）のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図５１】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その７）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５１（ａ）のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図５２】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その８）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５２（ａ）のＸＸ−ＸＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図５３】第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の製造工程（その９）であって、（ａ）表面側の模式的鳥瞰図、（ｂ）裏面側の模式的鳥瞰図、（ｃ）図５３（ａ）のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う模式的断面構造図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１６】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
[第１の実施の形態]
（磁性金属基板）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成は、図１（ａ）に示すように表され、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図１（ｂ）に示すように表され、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う別の模式的断面構造は、図１（ｃ）に示すように表される。
【００１８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２は、図１に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える。
【００１９】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２において、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率よりも大である。
【００２０】
また、金属基板１０は、磁性材料で形成されていても良い。
【００２１】
また、第１金属配線層２２は、図１（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された矩形状の溝部（トレンチ）内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００２２】
また、第１金属配線層２２は、図１（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成されたＵ字形状の溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００２３】
また、第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。
【００２４】
第１の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２は、図２に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔（スルーホール）内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備える。
【００２５】
溝部（トレンチ）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００２６】
貫通孔（スルーホール）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００２７】
第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されても良い。
【００２８】
第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されても良い。
【００２９】
第１金属配線層２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。同様に、第２金属配線層２３は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。
【００３０】
図１においては、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２の最小単位の構成が示されている。
【００３１】
図１（ｂ）の構成では、矩形型に形成された溝部（トレンチ）内に、第１絶縁層１６ａを形成後、第１絶縁層１６ａ上に第１金属配線層２２を配置した構造が示されている。
【００３２】
図１（ｃ）の構成では、Ｕ字型に形成された溝部内に、第１絶縁層１６ａを形成後、第１絶縁層１６ａ上に第１金属配線層２２を配置した構造が示されている。溝部の断面構造は、台形、三角形、その他の任意の形状であっても良い。
【００３３】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板２においては、磁性材料である金属基板に溝部／貫通孔を形成し、その内部に第１金属配線層２２／第２金属配線層２３を配置している。
【００３４】
（磁性金属基板の製造方法）
磁性金属基板の製造方法の一例は、以下の通りである。
【００３５】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００３６】
（ｂ）次に、金属基板１０に対して、溝部／貫通孔を形成する。溝部／貫通孔は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【００３７】
（ｃ）次に、金属基板１０全面に絶縁膜を形成する。例えば、プラズマ気相堆積（ＰＣＶＤ：Plasma Chemical Vapor Deposition）技術を用いて、シリコン酸化膜を約１μｍ以上となる厚さに形成する。
【００３８】
（ｄ）次に、金属基板１０全面にシード層を形成する。シード層は、例えば、Ｃｕのスパッタリング技術を用いて、形成可能である。
【００３９】
（ｅ）次に、シード層を形成した金属基板１０全面にフォトレジストを用いて、めっき前パターニング処理を実施する。
【００４０】
（ｆ）次に、めっき前パターニング処理を実施された金属基板１０全面のシード層上に、電解めっきを実施して、Ｃｕからなる金属配線層２２、２３を形成する。
【００４１】
（ｇ）次に、フォトレジストを剥離し、剥離された面上のシード層をエッチングにより除去する。シード層のエッチングには、例えば、ウェットエッチング技術、若しくはドライエッチング技術を適用可能である。この結果、余分なＣｕを除去することができる。
【００４２】
以上の工程によって、第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板２が完成される。
【００４３】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、デバイスの厚みを薄く形成することができる。
【００４４】
第１の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、配置面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【００４５】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板を提供することができる。
【００４６】
（インダクタンス素子）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された溝部１２に配置された金属配線層２２・２３の模式的平面パターン構成は、図３（ａ）に示すように表され、図３（ａ）の金属基板１０および金属配線層２２・２３上にギャップ層２４を配置した模式的平面パターン構成は、図３（ｂ）に示すように表され、図３（ｂ）のギャップ層２４上に磁束発生層２６を配置した模式的平面パターン構成は、図３（ｃ）に示すように表される。
【００４７】
また、図３（ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図４（ａ）に示すように表され、第２金属配線層２３に対して裏面電極２３ａを形成した様子を説明する模式的断面構造は、図４（ｂ）に示すように表され、第２金属配線層２３に対して裏面電極２３ａを形成した様子を説明する別の模式的断面構造は、図４（ｃ）に示すように表される。
【００４８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図３および図４に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、磁性金属基板２上に配置され、第３透磁率を有するギャップ層２４と、ギャップ層２４上に配置され、第４透磁率を有する磁束発生層２６とを備える。
【００４９】
また、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率およびギャップ層２４の第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６の第４透磁率は、ギャップ層２４の第３透磁率よりも大である。
【００５０】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は、強磁性体で形成され、ギャップ層２４は、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【００５１】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は異なる材料から形成されていても良い。例えば、磁束発生層２６には、高周波特性の優れた軟磁性体膜を適用し、磁場発生層として動作する金属基板１０には、大電流駆動に適した磁性金属フィルムを適用することによって、両者の役割を分担することが可能である。
【００５２】
また、第１金属配線層２２は、コイル形状を備えていても良い。ここで、コイル形状は、図３に示すように、矩形、後述する図１２に示すように、円形・八角形・三角形のいずれかの平面パターンを有していても良い。さらに、コイル形状は、多角形、或いは任意のパターンを有していても良い。
【００５３】
また、金属基板１０は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、磁束発生層２６は、高周波特性を有する軟磁性体から形成されていても良い。
【００５４】
また、第１金属配線層２２は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【００５５】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備えていても良い。また、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面には、第１絶縁層１６ａおよび第２絶縁層１６ｂと同一工程で形成可能な絶縁層１６を備える。
【００５６】
また、第１金属配線層２２は、図３に示すように、金属基板１０の表面においてコイル形状の一端を第２金属配線層２３に接続されていても良い。
【００５７】
また、第２金属配線層２３は、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面に配置された裏面電極２３ａで終端されていても良い。裏面電極２３ａは、図４（ｂ）に示すように、金属基板１０の裏面において、第２金属配線層２３と接続されていても良い。或いは、裏面電極２３ａは、図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面よりも貫通孔側に窪んだ面において、第２金属配線層２３と接続されていても良い。
【００５８】
また、溝部１２は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００５９】
同様に、貫通孔は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【００６０】
また、第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されていても良い。
【００６１】
また、第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（後述する図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されていても良い。
【００６２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４においては、磁場発生層として動作する磁性金属基板２と磁束発生層２６との間にギャップ層２４を設けている。金属基板１０に溝部を形成し、溝部内部に金属配線層２２・２３を配置している。
【００６３】
ここで、磁束発生層２６の主な役割は、磁束Φの発生である。磁束発生層２６は、強磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、高周波特性に優れる軟磁性体である点にある。
【００６４】
ギャップ層２４の主な役割は、磁性金属基板２において発生した磁界Ｈを集中させる点にある。ギャップ層２４は、常磁性体もしくは反磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、薄い厚みを有する点にあり、例えば、約２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
【００６５】
磁性金属基板２の主な役割は、磁界Ｈの発生である。金属基板１０は、強磁性体で形成可能である。この材料の特徴としては、大きな透磁率を有し、飽和磁束密度が大きい点である。
【００６６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができる。このため、インダクタンス値を大きくすることができる。
【００６７】
また、発生した磁界Ｈは、ギャップ層２４に集中する。このため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【００６８】
また、磁束発生層２６は、高周波特性に優れており、このため、インダクタンス素子４は高周波動作可能である。
【００６９】
また、金属基板１０は、飽和磁束密度が大きい材料で形成可能であることから、大電流に対してもインダクタンス素子４は動作可能である。
【００７０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、溝部を利用した効率的な内部構造を備え、例えば、５００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下の薄型化が可能である。
【００７１】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、小型・薄型で、大電流・高周波特性を有するインダクタンスが実現可能である。
【００７２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、例えば、素子面積が２ｍｍ角で、厚さが１５０μｍ以下、電流容量が約３００ｍＡ〜６００ｍＡ程度、動作周波数が数１０ＭＨｚ、インダクタンス値が約０．２μＨ〜約０．４μＨ程度のインダクタンス素子が実現されている。
【００７３】
（インダクタンス素子の動作）
比較例に係るインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図５（ａ）に示すように表され、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図５（ｂ）に示すように表される。尚、図５（ｂ）においては、ギャップ層２４上には、磁束発生層２６が配置されているが、図面の簡略化のため、図示は省略されている。
【００７４】
比較例に係るインダクタンス素子では、インダクタンス素子が空芯の場合に対応しており、図５（ａ）に示すように、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、同じ向きとなる。これに対して、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子では、図５（ｂ）に示すように、ギャップ層２４・磁束発生層２６の効果によって、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、ベクトルの向きが異なる。磁界Ｈは、主にＺ軸方向に発生し、特にギャップ層２４に集中している。また、磁束密度Ｂは、Ｘ−Ｙ方向に発生し、特に磁束発生層２６に集中している。
【００７５】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、金属配線層２２・２３の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造は、図６（ａ）に示すように表され、ギャップ層２４および磁束発生層２６の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層２６内に発生する様子を説明する模式的断面構造は、図６（ｂ）に示すように表される。
【００７６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４において、磁界Ｈと磁束密度Ｂのベクトルの向きが異なる理由を以下に説明する。
【００７７】
金属配線層２２・２３に電流を流すことで、磁界Ｈが発生する。この磁界Ｈは、自由電流Jの周りに生じる渦状の場である。式で説明すると、▽×Ｈ＝Jを満たすように生じる磁界Ｈのことである。磁束密度Ｂは、磁束Φの単位面積当たりの面密度である。
【００７８】
一方、磁性体に磁界Ｈを印加すると、磁化Ｍが発生する。磁束密度Ｂは、磁性体に生じた磁化Ｍの分まで考慮に入れる必要がある。よって、磁束密度Ｂ＝μ0(Ｈ＋Ｍ)で表され、いわば、物質が存在しない場合の磁束密度Ｂ＝μ0Ｈに、磁化された物質の磁束密度μ0Ｍが足し合わされた形になる。ここで、μ0は、真空透磁率である。
【００７９】
また、一般的に、磁化Ｍは必ずしも外部磁界Ｈの方向と一致する訳ではなく、ベクトル合成の結果として、磁束密度Ｂの向きは決定される。
【００８０】
図５（ａ）に示された空芯コイルの場合は、この磁化Ｍが存在しないため、磁界Ｈの向きと磁束密度Ｂの向きは同じになる。
【００８１】
一方、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、その構成上、金属配線層２２・２３からなるコイルの上下には、金属基板１０・磁束発生層２６の強磁性体が配置されている。強磁性体は自発磁化を有しており、磁区に分割され、全体の磁化Ｍは通常０となっている。ここで、磁区と磁区は、磁区内より高いエネルギーを持つが容易に移動可能な磁壁で区切られている。このとき、外部から磁界Ｈがかかると、ポテンシャルエネルギーを低下させるように磁化Ｍが発生する。この磁化Ｍによる寄与分のために、磁束密度Ｂの向きは磁界Ｈとは異なる方向になる。
【００８２】
ベクトルの向きは、マクスウェルの方程式から導かれる磁場解析における基礎方程式を解くことで、確認可能である。実際には、有限要素法などの計算結果を用いて確認することができる。
【００８３】
磁性金属基板２と磁束発生層２６とで挟まれるギャップ層２４に磁界ＨがＺ軸方向の向きで集中する理由は、以下の通りである。
【００８４】
金属配線層２２・２３からなるコイルに電流を流すことで、磁界Ｈが発生する。この磁界Ｈは銅線の周りを回転するようなループを形成する。第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造では、ギャップ層２４の上下に金属基板１０と磁束発生層２６からなる強磁性体が配置されているため、この部分の磁気抵抗は非常に低くなる。一方、ギャップ層２４部分は常磁性体になっているが、距離が非常に小さくなっており、磁気回路としては繋がった状態である。このとき、金属基板１０と磁束発生層２６の透磁率と比較して、金属基板１０と磁束発生層２６に挟まれたギャップ層２４の透磁率が著しく小さくなっていることが第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造上重要な点である。
【００８５】
ギャップ層２４の部分は常磁性体であるので、Ｂ＝μrＨが成立しているものと考えることができる。つまり、磁界Ｈ＝Ｂ／μrで表される。ここで、μrは、ギャップ層２４を構成する常磁性体の透磁率である。
【００８６】
磁気回路における断面積をＳ、磁束をΦとすれば、磁束密度Ｂ＝Φ／Ｓで表されるため、磁界Ｈ＝Φ／（Ｓ・μr）が成立する。ここで、磁束Φは磁気回路では一定で連続、微小領域では断面積も一定と考えられるので、透磁率μrが小さいギャップ層２４においては磁界Ｈが大きくなる。
【００８７】
磁束密度ＢがＸＹ方向に発生し、磁束発生層２６に集中する理由は、以下の通りである。
【００８８】
磁界Ｈが磁性体に作用すると、磁性体の表面には仮想的に磁荷が発生する。この磁荷には極性があり、外部にはループ状の磁場を形成するが、磁性体の内部には反磁場と呼ばれる逆向きの磁界が形成される。この反磁場の影響で、磁性体内部の有効磁界の値は減少する。
【００８９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の構造では、金属配線層２２・２３が形成される金属基板１０には透磁率が高い強磁性体を採用している。金属配線層２２・２３から見ると、横側や下側の金属基板１０には透磁率が高い強磁性体材料（たとえばパーマロイ）が配置されている。しかし、上側には透磁率が高い強磁性体材料が存在しない。この構造で金属配線層２２・２３に電流を流すと、図６（ａ）に示すように、上部空間ではループ状に磁界Ｈが形成されるが、金属基板１０の内部では、反磁場の影響で著しく磁界Ｈが小さくなる。
【００９０】
この時、ギャップ層２４を介して、上部に磁束発生層２６を配置すると、この磁界Ｈによって、磁気抵抗が低い磁束発生層２６の磁性体内には大きな磁束密度Ｂが発生する。
【００９１】
磁束発生層２６の透磁率が高い場合、発生する磁束も大きくなり、大きなインダクタンス値が得られる。より正確には、磁界Ｈと同じ方向の磁束密度Ｂも発生し、また、下部の金属基板１０にも磁束密度Ｂは発生する。しかしながら、渦電流の影響などがあり、上部の磁束発生層２６に発生する磁束密度Ｂの成分の寄与が大きいため、磁束密度Ｂが上部の磁束発生層２６に集中する。
【００９２】
（ウェハ上に複数形成したインダクタンス素子）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４を金属基板１０からなるウェハ上に複数形成した様子を説明する模式的平面パターン構成は、図７に示すように表される。この金属基板１０からなるウェハは、磁性金属フィルムをウェハ状にカットすることによって形成することができる。ウェハ状にカットされた磁性金属フィルムに対して、半導体プロセスや受動部品の製造プロセスを適用可能である。例えば、図７において、インダクタンス素子４の寸法Ｄ１×Ｄ２は、約１．５ｍｍ×約１．５ｍｍである。
【００９３】
（周波数特性例）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４のインダクタンス値の周波数特性例は、図８に示すように表される。数１０ＭＨｚ帯の高周波帯域においてもインダクタンス値の低下が抑制され、高周波動作が可能である。尚、図示は省略するが、ＤＣ直流バイアス電流に対するインダクタンス値の変化率特性例では、例えば、測定周波数６ＭＨｚにおいて、０〜６００ｍＡの範囲内で、０．５％以下である。
【００９４】
（磁化特性例）
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の磁束発生層２６の磁化特性例は、図９（ａ）に示すように表される。
【００９５】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例は、図９（ｂ）に示すように表される。
【００９６】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用した磁束発生層２６の断面ＳＥＭ写真例は、図９（ｃ）に示すように表される。ここで、磁束発生層２６は、図９（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板３０上にＳｉＯ2膜２８を介して配置されている。
【００９７】
磁束発生層２６内の磁束密度Ｂは、図９（ａ）から明らかなように、外部磁界Ｈ（Ａ／ｍ）の変化に対してヒステリシス特性を示している。磁束発生層２６には、周波数特性の良好なアモルファス系軟磁性膜として、ＣｏＴａＺｒを形成している。ここで、原子組成比は、例えば、Ｃｏ：９２．５％、Ｔａ：４．６％、Ｚｒ：２．９％である。磁束発生層２６には、スパッタリング技術による形成条件を最適化することによって、周波数特性の良好なアモルファス系軟磁性膜を形成することができる。
【００９８】
軟磁性膜に関しては、比透磁率μrの値は、３０以上、望ましくは１００以上であり、かつ高周波まで一定であることが望まれる。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータでの使用を考えた場合、低周波では、インダクタンス自身や周辺部品（コンデンサなど）のサイズが大きくなり易く、一方高周波においては、スイッチングロスが大きくなり易い。そのため、例えば、約１ＭＨｚ〜約３０ＭＨｚの周波数範囲において、比透磁率μrの値が一定であることが望ましい。
【００９９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板に適用される軟磁性膜の比透磁率μrの周波数特性例は、図９（ｂ）に示すように、約１００ＫＨｚ〜約１００ＭＨｚの広い周波数範囲に亘り、約５００程度の高い値を示している。
【０１００】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属基板１０に溝部１２を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１０（ａ）に示すように表され、溝部１２に金属配線層２２・２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１０（ｂ）に示すように表される。
【０１０１】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属基板１０および金属配線層２２上にギャップ層２４を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ａ）に示すように表され、金属基板１０の裏面に金属配線層２３を形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ｂ）に示すように表され、金属基板１０の裏面に裏面電極２３ａを形成した様子を示す模式的鳥瞰構造は、図１１（ｃ）に示すように表される。図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面には、絶縁層１６が形成されていて、裏面電極２３ａと金属基板１０間は、絶縁される。図１１（ｃ）から明らかなように、裏面電極２３ａは、金属基板１０の中央部、および４隅に配置されている。これら５個の裏面電極２３ａの内、図１１（ｂ）に示す金属配線層２３の対応した２個のみが、金属配線層２３と電気的に接続され、残りの３個は、絶縁層１６上に配置されており、コンタクトは形成されていない。
【０１０２】
例えば、図１１（ｂ）に示すように、金属配線層２２・２３からの電極取出しは、例えば、図１１（ｂ）に示すように、中央部、および４隅に配置されている裏面電極２３ａから行うことができる。
【０１０３】
なお、鳥瞰構造は図示を省略するが、ギャップ層２４上には、磁束発生層２６が、図３（ｃ）、図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様に形成される。また、裏面電極２３ａの配置パターンは、金属基板１０の中央部、および４隅に限定されるものではなく、金属配線層２２・２３の平面的な配置パターンに応じて適宜選択可能である。また、金属配線層２２・２３からの電極取出しは、金属基板１０の裏面に限定されるものではなく、金属基板１０の表面に電極取出し用のパッド電極を形成することによって、金属基板１０の表面からも取り出すことができる。
【０１０４】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された円形状の溝部１２の模式的平面パターン構成は、図１２（ａ）に示すように表され、図１２（ａ）の円形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｂ）に示すように表される。
【０１０５】
さらに、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された円形状の溝部１２の模式的平面パターン構成は、図１２（ａ）に示すように表され、図１２（ａ）の円形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｂ）に示すように表される。また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された八角形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｃ）に示すように表され、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用した更に別のインダクタンス素子４であって、金属基板１０上に形成された対向する２つの三角形状の溝部１２に金属配線層２２・２３を配置した模式的平面パターン構成は、図１２（ｄ）に示すように表される。
【０１０６】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、このように、第１金属配線層２２は、コイル形状を備え、このコイル形状は、矩形、円形、八角形、若しくは三角形の平面パターンのいずれかを有していても良い。また、このコイル形状は、多角形、若しくは任意の平面パターンを有していても良い。
【０１０７】
（電源回路への適用例）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子４を構成部品として適用する電源回路の構成例は、図１３に示すように表される。図１３においては、ＤＣ−ＤＣ降圧コンバータの例が示されている。
【０１０８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４を適用するＤＣ−ＤＣ降圧コンバータは、ＤＣ入力電圧ＶIと、ＭＯＳＦＥＴＱと、ダイオードＤと、キャパシタＣと、インダクタＬとを備える。インダクタＬに第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４が適用されている。図１３に示されるＤＣ−ＤＣ降圧コンバータでは、ＭＯＳＦＥＴＱのスイッチ動作によって、ＤＣ入力電圧ＶIからインダクタＬに蓄積されるエネルギーをスイッチングさせて、ＤＣ入力電圧ＶIより降圧されたＤＣ出力電圧ＶOをキャパシタＣの両端から得ることができる。尚、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の適用例は、上述のＤＣ−ＤＣ降圧コンバータに限定されるものではなく、ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータ、ノイズ除去を目的とするチョークコイル用途などにも適用可能である。
【０１０９】
（インダクタンス素子の製造方法）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、矩形状・台形状・三角形状の溝部１２を形成した例は、それぞれ図１４（ａ）・図１４（ｂ）・図１４（ｃ）に示すように表される。
【０１１０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造は、図１５〜図２４に示すように表される。
【０１１１】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【０１１２】
（ｂ）次に、図１５に示すように、金属基板１０の表面に対して、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。溝部１２は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０１１３】
（ｃ）次に、図１６に示すように、金属基板１０の裏面に対して、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１４を形成し、溝部１２・１４からなる貫通孔を形成する。溝部１４は、例えば、金属基板１０の裏面をレジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０１１４】
（ｄ）次に、図１７に示すように、金属基板１０全面に絶縁層１６を形成する。例えば、ＰＣＶＤ技術を用いて、シリコン酸化膜を約１〜２μｍ程度となる厚さに形成する。
【０１１５】
（ｅ）次に、図１８に示すように、金属基板１０全面にシード層１８を形成する。シード層（両面）１８の形成には、例えば、Ｃｕのスパッタリング技術を用いる。シード層１８は、詳細には、Ｔｉバリア層１７とＣｕ層１９の積層構造を有する。Ｃｕ層１９の厚さは、例えば、約３０００オングストロームであり、Ｔｉバリア層１７の厚さは、例えば、約５００オングストローム以下である。
【０１１６】
（ｆ）次に、図１９に示すように、シード層１８を形成した金属基板１０全面にフォトレジスト２０を用いて、めっき前パターニング処理を実施する。溝部１２の幅は、例えば、約６０μｍ〜８０μｍ、溝部１２の深さは、例えば、約３０μｍである。また、溝部１２のピッチは、例えば、約９０μｍである。
【０１１７】
（ｇ）次に、図２０（ａ）に示すように、めっき前パターニング処理を実施された金属基板１０全面のシード層１８上に、電解めっきを実施して、Ｃｕからなる金属配線層２２、２３を形成する。金属配線層２２の厚さは、例えば、約３０μｍである。
【０１１８】
尚、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の製造方法の変形例の一工程を説明する模式的断面構造は、図２０（ｂ）に示すように表される。図２０（ｂ）においては、図１９に示されたフォトレジスト２０の代わりに厚膜レジスト２１を適用する断面構造例が示されている。その他の工程は同様である。
【０１１９】
（ｈ）次に、図２１に示すように、金属基板１０全面のフォトレジスト２０を剥離する。
【０１２０】
（ｉ）次に、図２２に示すように、剥離された金属基板１０表面上のシード層１８をエッチングにより除去する。シード層１８のエッチングには、例えば、ドライエッチング技術を適用可能である。この結果、余分なＣｕ層１９およびＴｉバリア層１７を除去することができる。
【０１２１】
（ｊ）次に、図２２に示すように、剥離された裏面上のシード層１８をエッチングにより除去する。裏面のシード層１８のエッチングには、例えば、ウェットエッチング技術を適用可能である。この結果、裏面の余分なＣｕ層１９およびＴｉバリア層１７を除去することができる。
【０１２２】
（ｋ）次に、図２３に示すように、金属基板１０表面上にギャップ層２４を形成する。ギャップ層２４は、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４の厚さは、例えば、約１μｍである。
【０１２３】
（ｌ）次に、図２３に示すように、ギャップ層２４上に磁束発生層２６を形成する。磁束発生層２６は、例えば、スパッタリング技術を用いて、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜により形成可能である。磁束発生層２６の厚さは、例えば、約６μｍである。
【０１２４】
（ｍ）次に、図示は省略するが、パッシベーション膜を形成し、リフトオフ法によって、パッド電極を形成する。パッシベーション膜としては、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン酸化膜を用いることができる。パッド電極には、例えば、Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ積層金属層を用いることができる。
【０１２５】
以上の工程によって、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４が完成される。
【０１２６】
インダクタンス素子の部分拡大構造例は、図２４に示すように表される。図２４の例は、図１４（ａ）に示された矩形状の溝部１２を有するインダクタンス素子４に対応している。図２４では、溝部１２の矩形形状にしたがって、絶縁層１６、Ｔｉバリア層１７・Ｃｕ層１９からなるシード層１８、金属配線層２２、ギャップ層２４、磁束発生層２６が順次形成される。製造工程は、上記と同様である。また、図１４（ｂ）・図１４（ｃ）に示された台形形状・三角形状の溝部１２を有するインダクタンス素子４も同様に形成することができる。
【０１２７】
尚、図２３および図２４の構造においては、溝部１２に配置される金属配線層２２の表面の高さは、金属基板１０の表面の高さよりも高い位置に形成されているが、この構造に限定されるものではなく、金属配線層２２の表面の高さは、金属基板１０の表面の高さとほぼ同程度であっても、また完全に一致していてもよく、或いは、金属基板１０の表面の高さよりも低い位置に形成されていても良い。
【０１２８】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができ、インダクタンス値を大きくすることができる。
【０１２９】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、発生した磁界Ｈは、ギャップ層に集中するため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【０１３０】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子において、磁束発生層は、高周波特性に優れており、このため、インダクタンス素子は高周波動作可能である。
【０１３１】
また、第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板は、飽和磁束密度が大きい材料で形成可能であることから、大電流に対してもインダクタンス素子は動作可能である。
【０１３２】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、インダクタンス素子の厚みを薄く形成することができる。
【０１３３】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、平面的な配置パターン面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【０１３４】
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、ウェハ形状の金属基板上にＬＳＩの半導体製造プロセスや受動部品の製造プロセスを適用可能であることから、複数のインダクタンス素子を同時に量産可能であり、製造コストを低減化することができる。
【０１３５】
[第２の実施の形態]
（磁性金属基板）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２の模式的平面パターン構成は、図２５（ａ）に示すように表され、図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造は、図２５（ｂ）に示すように表され、図２５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う別の模式的断面構造は、図２５（ｃ）に示すように表される。
【０１３６】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２は、図２５に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える。
【０１３７】
また、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２において、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率よりも大である。
【０１３８】
また、金属基板１０は、磁性材料で形成されていても良い。
【０１３９】
また、第１金属配線層２２は、図２５（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された矩形状の溝部（トレンチ）内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１４０】
また、第１金属配線層２２は、図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０の表面に形成されたＵ字形状の溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１４１】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１４２】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２５（ｂ）〜図２５（ｃ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、表皮深さｄに等しい場合が示されている。
【０１４３】
表皮深さｄは、金属基板１０の導電率をρ、透磁率をμ、動作周波数をｆとすると次式（１）で表される。
【０１４４】
ｄ＝（ρ／πｆμ）1/2 （１）
ここで、表皮深さｄと周波数ｆの関係は、Ｃｕ、ＣｏＴａＺｒ、ＰＣパーマロイの例に対して、後述する図４４に示される。例えば、周波数ｆ＝１ＭＨｚにおいて、ＰＣパーマロイの例においては、表皮深さｄは、約３．７μｍである。
【０１４５】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２においては、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１４６】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１４７】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１４８】
（変形例）
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２の模式的平面パターン構成は、図２６（ａ）に示すように表され、図２６（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造は、図２６（ｂ）に示すように表される。
【０１４９】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２は、図２６に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔（スルーホール）内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備える。
【０１５０】
溝部（トレンチ）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１５１】
貫通孔（スルーホール）は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１５２】
第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されても良い。
【０１５３】
第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されても良い。
【０１５４】
第１金属配線層２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。同様に、第２金属配線層２３は、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどで形成可能である。
【０１５５】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１５６】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、表皮深さｄに等しい場合が示されている。
【０１５７】
さらに、第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板２においては、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１５８】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２６（ａ）〜図２６（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１５９】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１６０】
第２の実施の形態においても磁性金属基板の製造方法の一例は、第１の実施の形態と同様の方法が適用可能であるため、重複説明は省略する。
【０１６１】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板においては、金属基板を薄層化して渦電流を低減化することができる。
【０１６２】
第２の実施の形態の変形例に係る磁性金属基板においては、金属基板を複数の領域に分割して渦電流を低減化することができる。
【０１６３】
第２の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、磁性材料である金属基板内部に配線構造を形成することで、デバイスの厚みを薄く形成することができる。
【０１６４】
第２の実施の形態およびその変形例に係る磁性金属基板においては、強磁性体金属や合金からなる金属基板の内部に配線構造を配置できるため、配置面積に対して相対的に大きな値のインダクタンスを得ることができる。
【０１６５】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板を提供することができる。
【０１６６】
（インダクタンス素子）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０にスリットを形成し絶縁分離層３２で充填し、かつギャップ層２４上に分離された第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4を配置した模式的平面パターン構成は、図２７に示すように表される。
【０１６７】
また、図２７のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造は、図２８（ａ）に示すように表され、図２７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２８（ｂ）に示すように表される。
【０１６８】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図２７および図２８に示すように、第１透磁率を有する金属基板１０と、金属基板１０の内部に配置された第１絶縁層１６ａと、第１絶縁層１６ａ上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層２２とを備える磁性金属基板２と、磁性金属基板２上に配置され、第３透磁率を有するギャップ層２４と、ギャップ層２４上に配置され、第４透磁率を有する磁束発生層２６とを備える。
【０１６９】
また、金属基板１０の第１透磁率は、第１金属配線層２２の第２透磁率およびギャップ層２４の第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６の第４透磁率は、ギャップ層２４の第３透磁率よりも大である。
【０１７０】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は、強磁性体で形成され、ギャップ層２４は、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【０１７１】
また、金属基板１０と磁束発生層２６は異なる材料から形成されていても良い。例えば、磁束発生層２６には、高周波特性の優れた軟磁性体膜を適用し、磁場発生層として動作する金属基板１０には、大電流駆動に適した磁性金属フィルムを適用することによって、両者の役割を分担することが可能である。
【０１７２】
また、第１金属配線層２２は、コイル形状を備えていても良い。ここで、コイル形状は、図２７に示すように、矩形、図１２に示すように、円形・八角形・三角形のいずれかの平面パターンを有していても良い。さらに、コイル形状は、多角形、或いは任意のパターンを有していても良い。
【０１７３】
また、金属基板１０は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、磁束発生層２６は、高周波特性を有する軟磁性体から形成されていても良い。
【０１７４】
また、第１金属配線層２２は、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０の表面に形成された溝部内に第１絶縁層１６ａを介して配置されていても良い。
【０１７５】
また、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４は、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層１６ｂと、第２絶縁層１６ｂ上に配置され、貫通孔を充填する第２金属配線層２３とをさらに備えていても良い。また、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０の裏面には、第１絶縁層１６ａおよび第２絶縁層１６ｂと同一工程で形成可能な絶縁層１６を備える。
【０１７６】
また、溝部１２は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１７７】
同様に、貫通孔は、金属基板１０のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成可能である。
【０１７８】
また、第１金属配線層２２は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により溝部内の第１絶縁層１６ａ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されていても良い。
【０１７９】
また、第２金属配線層２３は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により貫通孔内の第２絶縁層１６ｂ上に形成されたシード層１８（図１８を参照）上に、電解めっき法によって、貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されていても良い。
【０１８０】
（渦電流）
インダクタンス値Ｌを有するコイルのインピーダンスＺは、抵抗成分をＲ、誘導性リアクタンス成分をＸLとすると、次式（２）で表される。
【０１８１】
Ｚ＝Ｒ＋ｊＸL （２）
また、インダクタンス値Ｌを有するコイルのＱ値は、次式（３）で表される。
【０１８２】
Ｑ＝ＸL／Ｒ （３）
また、角周波数をωとすると、誘導性リアクタンス成分ＸLは、次式（４）で表される。
【０１８３】
ＸL＝ωＬ＝２πｆＬ （４）
また、インダクタンス値Ｌを有するコイルの抵抗成分Ｒは、次式（５）で表される。
【０１８４】
Ｒ＝ＲDC＋ＲAC＋Ｒloop＋Ｒeddy （５）
ここで、ＲDCは、コイルの直流的な抵抗成分、ＲACは、表皮効果・近接効果により発生する交流的な抵抗成分を表し、ＲDC＋ＲACによって、コイル配線における抵抗成分が表される。また、Ｒloopは、磁性体のヒステリシス損失を表し、Ｒeddyは、渦電流による抵抗成分を表す。Ｒloop＋Ｒeddyによって、コア材における抵抗成分が表される。
【０１８５】
渦電流とは、磁束変化により誘起された電圧が、電流を発生させる現象である。例えば、金属では電流が流れやすいことから渦電流は大きいが、セラミックスなどでは抵抗値が高いことから渦電流は小さい。
【０１８６】
（３）式から明らかなように、抵抗成分Ｒを低減化することによって、Ｑ値を増大可能であり、特に、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、渦電流による抵抗成分Ｒeddyを低減化することで、Ｑ値の増大化を図っている。
【０１８７】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１８８】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離は、表皮深さｄ以下であることが望ましい。図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示す例では、金属基板１０の裏面と溝部の底部との距離が、略ゼロに等しい場合が示されている。
【０１８９】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９０】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０１９１】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図２７および図２８（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4は、複数の領域に分割されていても良い。第１磁束発生層２６1・２６2・２６3・２６4を複数の領域に分割することによって、第１磁束発生層２６内に発生する渦電流を低減化している。
【０１９２】
その他の構成は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１９３】
（インダクタンス素子の動作）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４の動作を説明する模式的鳥瞰構造は、図２９（ａ）に示すように表され、金属基板１０にスリットＳＬ１・ＳＬ２を形成し絶縁分離層３２で充填した様子を示す拡大された模式的平面パターン構成は、図２９（ｂ）に示すように表される。尚、図２９（ｂ）においては、ギャップ層２４上には、第１磁束発生層２６が配置されているが、図面の簡略化のため、図示は省略されている。また、第１磁束発生層２６は、一層に形成されていてもよく、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９４】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においても、図２９（ａ）に示すように、ギャップ層２４・第１磁束発生層２６の効果によって、発生する磁界Ｈと磁束密度Ｂは、ベクトルの向きが異なる。磁界Ｈは、主にＺ軸方向に発生し、特にギャップ層２４に集中している。また、磁束密度Ｂは、Ｘ−Ｙ方向に発生し、特に磁束発生層２６に集中している。ここで、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６を複数の領域に分割することによって、第１磁束発生層２６内に発生する渦電流を低減することができる。
【０１９５】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、金属配線層２２の周囲に磁界Ｈが発生する様子を説明する模式的断面構造は、図３０（ａ）に示すように表され、ギャップ層２４および磁束発生層２６の効果によって、磁束密度Ｂが磁束発生層２６内に発生する様子を説明する模式的断面構造は、図３０（ｂ）に示すように表される。
【０１９６】
すなわち、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３０（ａ）に示すように、磁性金属基板２が薄層化されるため、金属配線層２２・２３を導通する電流によって、薄層化された磁性金属基板２の上下に磁界Ｈが発生する。このため、図３０（ｂ）に示すように、薄層化された磁性金属基板２の上下にそれぞれギャップ層２４および磁束発生層２６を配置することによって、磁束密度Ｂを薄層化された磁性金属基板２の上下の磁束発生層２６内に閉じ込めることができ、磁束を効率的に使用可能となる。
【０１９７】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、金属基板１０を薄層化し、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０１９８】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３０（ａ）〜図３０（ｂ）に示すように、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化するために、金属基板１０は、複数の領域に分割されていても良い。
【０１９９】
複数の領域に分割された前記金属基板１０の間には、図３０（ａ）〜図３０（ｂ）に示すように、絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２００】
その他の動作は、第１の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２０１】
金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰構成は、図３１（ａ）に示すように表され、複数のスリットＳＬを形成した金属基板１０に渦電流が発生する様子を説明する模式的鳥瞰構成は、図３１（ｂ）に示すように表される。
【０２０２】
磁性を有する金属基板１０に発生する渦電流ループＬeddyは、スリットＳＬを形成しないバルク状態では、図３１（ａ）に示すように、大きなループ状に形成される。これに対して、複数のスリットＳＬを形成した磁性を有する金属基板１０に発生する渦電流ループＬeddyは、図３１（ｂ）に示すように、複数のスリットＳＬで分割された小さな金属基板１０毎に、小さなループ状に形成される。
【０２０３】
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、スリットＳＬを有する金属基板１０上に形成された溝部に配置された金属配線層２２の模式的鳥瞰構成は、図３２に示すように表される。
【０２０４】
また、図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ａ）に示すように表され、図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ｂ）に示すように表される。
【０２０５】
（変形例１）
第２の実施の形態の変形例１に係るインダクタンス素子４であって、スリットＳＬを有する金属基板２上に形成された溝部１２に配置された金属配線層２２の模式的鳥瞰構成は、図３２に示すように表される。
【０２０６】
また、図３２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ａ）に示すように表され、図３２のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造は、図３３（ｂ）に示すように表される。
【０２０７】
第２の実施の形態の変形例１に係るインダクタンス素子４では、金属基板２を薄層化はせずに、金属基板２に十字形状にスリットＳＬを形成することによって、金属基板２を複数の領域に分割している。さらに、このスリットＳＬに絶縁分離層３２を充填している。ここで、絶縁分離層３２は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、若しくはＡｌ2Ｏ3などで形成可能である。
【０２０８】
第２の実施の形態の変形例１に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３２および図３３（ａ）〜図３３（ｂ）に示すように、金属基板２を複数の領域に分割することによって、金属基板１０内に発生する渦電流を低減化している。
【０２０９】
第２の実施の形態の変形例１に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４においては、図３２および図３３（ａ）〜図３３（ｂ）に示すように、第１磁束発生層２６は、特に分割されてはいないが、第２の実施の形態と同様に、第１磁束発生層２６は、複数の領域に分割されていても良い。
【０２１０】
その他の構成は、第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２１１】
（スリット形状）
第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４であって、金属基板１０に十字状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ａ）に示すように表され、金属基板１０に格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｂ）に示すように表され、金属基板１０に十字状かつ格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｃ）に示すように表され、金属基板１０に４本ずつ格子状にスリットＳＬを備える鳥瞰構成は、図３４（ｄ）に示すように表される。
【０２１２】
さらに、第２の実施の形態に係る磁性金属基板２を適用したインダクタンス素子４において、スリットＳＬの数とインダクタンスおよびＱの値との関係は、図３５に示すように表される。図３５に示すように、スリットＳＬの数を増加するに伴い、渦電流の低減化により、Ｑ値の上昇傾向が見られる。一方、図３５に示すように、スリットＳＬの数を増加するに伴い、磁束漏洩によりインダクタンスの値の低下傾向が見られる。
【０２１３】
スリットＳＬが１本の場合の漏洩磁束ΦLの状態を示す電磁界シミュレーション結果は、図３６（ａ）に示すように表され、スリットＳＬが４本の場合の漏洩磁束ΦLの状態を示す電磁界シミュレーション結果は、図３６（ｂ）に示すように表される。図３６（ａ）および図３６（ｂ）の比較結果より、スリットＳＬが４本の場合には、漏洩磁束ΦLが明らかに増加している。ここで、スリットＳＬが１本の場合とは、実際の形状では、図３４（ａ）に示すように、金属基板１０に十字状にスリットＳＬを備える構造に対応している。また、スリットＳＬが４本の場合とは、実際の形状では、図３４（ｃ）に示すように、金属基板１０に４本ずつ格子状にスリットＳＬを備える構造に対応している。
【０２１４】
図３６（ａ）の構成例では、一例として、インダクタンスは０．４７２μＨ、Ｑ値は、４．９８であるのに対して、図３６（ｂ）の構成例では、例えば、インダクタンスは０．１３６μＨ、Ｑ値は、２．５７であり、磁束漏洩によりインダクタンスの低下が見られる。
【０２１５】
（変形例２）
―渦電流ループＬeddyの様子―
第１の実施の形態に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３７（ａ）に示すように表され、図３７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造は、図３７（ｂ）に示すように表される。第１の実施の形態に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０は、分割されていない例が示されている。
【０２１６】
一方、第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３８（ａ）に示すように表され、図３８（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造は、図３８（ｂ）に示すように表される。第２の実施の形態に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０を十字状に分割し、かつ互いに分割された金属基板１０の間を絶縁分離層３２で充填した例が示されている。
【０２１７】
第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４であって、渦電流ループＬeddyの様子を示す模式的鳥瞰構成は、図３９（ａ）に示すように表され、図３９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３９（ｂ）に示すように表される。第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４においては、金属基板１０を十字状かつ渦巻き状に分割し、かつ互いに分割された金属基板１０の間を絶縁分離層３２で充填した例が示されている。
【０２１８】
第２の実施の形態の変形例２に係るインダクタンス素子４においては、第１の実施の形態や第２の実施の形態と比較し、金属基板１０の分割の程度は細密化されるため、各細密化された金属基板１０内には、微小な渦電流ループＬeddyが形成され、また、金属配線層２２・２３の周囲には、磁束Φが発生する。
【０２１９】
（変形例３）
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４であって、図３９（ａ）に対応する構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図４０に示すように表され、図４０の詳細な模式的断面構造は、図４１に示すように表される。
【０２２０】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、図４０に示すように、磁性金属基板２の表面にギャップ層２４Ｓを備え、このギャップ層２４Ｓ上に配置される第１磁束発生層２６Ｓは、ギャップ層２４Ｉを介して、２層（２６Ｓ１・２６Ｓ２）に積層化されている。ここで、第１磁束発生層２６Ｓは、ギャップ層２４Ｉを介して、更に複数層に積層化されていても良い。
【０２２１】
同様に、第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、図４０に示すように、磁性金属基板２の裏面にギャップ層２４Ｂを備え、このギャップ層２４Ｂ上に第２磁束発生層２６Ｂを備えていても良い。第２磁束発生層２６Ｂは、図４０に示すように、ギャップ層２４Ｉを介して、２層（２６Ｂ１・２６Ｂ２）に積層化されていても良い。ここで、第２磁束発生層２６Ｂは、ギャップ層２４Ｉを介して、更に複数層に積層化されていても良い。
【０２２２】
複数層に積層化された第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２の間には、ギャップ層２４Iを備えていても良い。
【０２２３】
同様に、複数層に積層化された第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２の間には、ギャップ層２４Iを備えていても良い。
【０２２４】
また、金属基板１０の第１透磁率は、ギャップ層２４Ｓ・２４Ｂ・２４Ｉの第３透磁率よりも大であり、磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２・２６Ｂ１・２６Ｂ２の第４透磁率は、ギャップ層２４Ｓ・２４Ｂ・２４Ｉの第３透磁率よりも大である。
【０２２５】
また、ギャップ層２４Ｉは、常磁性体または反磁性体で形成されていても良い。
【０２２６】
さらに、第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２は、平面視において複数の領域に分割されていても良い。
【０２２７】
同様に、第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２は、平面視において複数の領域に分割されていても良い。
【０２２８】
また、複数の領域に分割された第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２の間には絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２２９】
同様に、複数の領域に分割された第２磁束発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２の間には絶縁分離層３２が充填されていても良い。
【０２３０】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１の実施の形態や第２の実施の形態と比較し、金属基板１０の分割の程度は微細化されるため、各微細化された金属基板１０内には、微小な渦電流ループＬeddyが形成され、また、金属配線層２２・２３の周囲には、磁束Φが発生する。
【０２３１】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６Ｓおよび第２磁束発生層２６Ｂを備えることによって、漏洩磁束ΦLを抑制可能である。
【０２３２】
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４においては、第１磁束発生層２６Ｓおよび第２磁束発生層２６Ｂを積層化構成とすることによって、更に漏洩磁束ΦLを抑制可能である。
【０２３３】
（渦電流の様子を示すシミュレーション結果）
第１の実施の形態に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、金属基板１０に流れる電流の密度を示す平面パターン図は、図４２（ａ）に示すように表され、図４２（ａ）に対応する金属基板１０に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図は、図４２（ｂ）示すように表される。
【０２３４】
一方、第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子の渦電流の様子を示すシミュレーション結果であって、金属基板１０1・１０2・１０3・１０4に流れる電流の密度を示す平面パターン図は、図４３（ａ）に示すように表され、図４３（ａ）に対応する金属基板１０1・１０2・１０3・１０4に流れる電流の様子を示す模式的鳥瞰図は、図４３（ｂ）示すように表される。
【０２３５】
図４２の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例は、特に図３〜図４に示すように、磁束発生層２６を１層のみ配置し、かつ金属基板１０にはスリットＳＬを設けてはいない。これに対して、図４３の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例は、特に図３９（ａ）および図４０〜図４１に示すように、第１磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２、第２磁界発生層２６Ｂ１・２６Ｂ２を備え、かつ金属基板１０には十字状かつ渦巻き状に分割されたスリットＳＬを設けている。このように金属基板１０1・１０2・１０3・１０4を分割したことによって、分割された金属基板の個々の抵抗値が上昇し、その結果として、渦電流が流れにくくなっている。
【０２３６】
図４２の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例においては、インダクタンスは０．４６３μＨ、Ｑは２．７９の値であった。これに対して、図４３の電磁界シミュレーション結果を得たデバイス構造例においては、インダクタンスは０．４６１μＨ、Ｑは１０．０５の値であり、インダクタンスの低下を抑制しつつ、Ｑ値を増大可能である。
【０２３７】
第２の実施の形態の変形例３に係る磁性金属基板を適用したインダクタンス素子においては、金属基板１０にスリットを形成して、渦電流の発生を抑制しつつ、金属基板１０の表裏に形成された磁束発生層２６Ｓ１・２６Ｓ２・２６Ｂ１・２６Ｂ２によって磁束漏洩を抑制し、磁束を金属基板１０内に有効に閉じ込めることができる。
【０２３８】
（表皮効果）
金属基板１０の材料をパラメータとする表皮深さｄと周波数ｆとの関係は、図４４に示すように表される。表皮深さｄは、金属基板１０の導電率をρ、透磁率をμ、動作周波数をｆとすると（１）式で表される。ここで、表皮深さｄと周波数ｆの関係は、Ｃｕ、ＣｏＴａＺｒ、ＰＣパーマロイの例に対して、図４４に示すように表される。例えば、周波数ｆ＝１ＭＨｚにおいて、ＰＣパーマロイの例においては、表皮深さｄは、約３．７μｍである。
【０２３９】
（製造方法）
第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４の製造方法は、図４５〜図５３に示すように表される。図４５（ａ）〜図５３（ａ）は表面側の模式的鳥瞰構成を示す。また、図４５（ｂ）〜図５３（ｂ）は裏面側の模式的鳥瞰構成を示す。
【０２４０】
図４５（ｃ）は図４５（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造、図４６（ｃ）は図４６（ａ）のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造、図４７（ｃ）は図４７（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造、図４８（ｃ）は図４８（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造、図４９（ｃ）は図４９（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う模式的断面構造、図５０（ｃ）は図５０（ａ）のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造、図５１（ｃ）は図５１（ａ）のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う模式的断面構造、図５２（ｃ）は図５２（ａ）のＸＸ−ＸＸ線に沿う模式的断面構造、図５３（ｃ）は図５３（ａ）のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う模式的断面構造をそれぞれ示す。
【０２４１】
（ａ）まず、金属基板１０となる磁性金属フィルムを洗浄後、化学研磨する。ここで、磁性金属フィルムには、例えば、ＰＣパーマロイ（ＮｉＦｅＭｏＣｕ）を適用可能である。化学研磨された磁性金属フィルムの厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度である。
【０２４２】
（ｂ）次に、図４５に示すように、金属基板１０の表面に対して、例えば、矩形構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。溝部１２は、例えば、レジストパターニング後、ウェットエッチング（リン酸を含むエッチング液を使用）、レーザ加工、若しくはプレス加工によって形成可能である。
【０２４３】
（ｃ）次に、図４６に示すように、金属基板１０全面に絶縁層１６ａを形成する。例えば、ＰＣＶＤ技術を用いて、シリコン酸化膜を約１〜２μｍ程度となる厚さに形成する。
【０２４４】
（ｄ）次に、図４６に示すように、Ｃｕからなる金属配線層２２を形成する。金属配線層２２の厚さは、例えば、約３０μｍである。
【０２４５】
（ｅ）次に、図４７に示すように、研磨およびエッチングにより、表面側の絶縁層１６ａを除去する。
【０２４６】
（ｆ）次に、図４８に示すように、金属配線層２２部分を除き、金属基板１０の表面に対して、平面視で十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２を形成する。
【０２４７】
（ｇ）次に、図４９に示すように、金属基板１０の裏面をエッチングバックして、絶縁層１６ａを露出させる。このとき、金属基板１０の中央部分および十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２が形成された部分には、金属基板１０の表面から裏面まで貫通する貫通孔が形成される。尚、上記の製造工程（ｆ）と製造工程（ｇ）は、工程の順番は逆であっても良い。
【０２４８】
（ｈ）次に、図５０に示すように、金属基板１０の中央部分および十字形状に、Ｕ字構造の溝部（トレンチ）１２が形成された部分に対して絶縁分離層３２を充填する。
【０２４９】
（ｉ）次に、金属基板１０の裏面に配置された絶縁層１６ａを除去後、図５１に示すように、金属基板１０の表面にギャップ層２４Ｓ、金属基板１０の裏面にギャップ層２４Ｂを形成する。ギャップ層２４Ｂ・２４Ｓは、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４Ｂ・２４Ｓの厚さは、例えば、約１μｍである。
【０２５０】
（ｊ）次に、図５１に示すように、金属基板１０の表面側のギャップ層２４Ｓ上に磁束発生層２６Ｓ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｓ１を順次積層化形成する。同様に、金属基板１０の裏面側のギャップ層２４Ｂ上に磁束発生層２６Ｂ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｂ１を順次積層化形成する。ギャップ層２４Ｉは、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、若しくは、順次堆積されたシリコン窒化膜／シリコン酸化膜の積層膜により形成可能である。ギャップ層２４Ｉの厚さは、例えば、約１μｍである。磁束発生層２６Ｓ２・２６Ｓ１・２６Ｂ２・２６Ｂ１は、例えば、スパッタリング技術を用いて、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜により形成可能である。磁束発生層２６Ｓ２・２６Ｓ１・２６Ｂ２・２６Ｂ１の厚さは、例えば、約６μｍである。
【０２５１】
（ｋ）次に、図５２に示すように、金属基板１０の表面側のギャップ層２４Ｓ・磁束発生層２６Ｓ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｓ１に対して十字状にスリットＳＬ１を形成し、金属基板１０の裏面側のギャップ層２４Ｂ・磁束発生層２６Ｂ２・ギャップ層２４Ｉ・磁束発生層２６Ｂ１に対して十字状にスリットＳＬ２、中心部分と角部分にスリットＳＬＳ２を形成する。
【０２５２】
（ｌ）次に、図５３に示すように、スリットＳＬＳ１・ＳＬＳ２に対して絶縁分離層３２を充填する。
【０２５３】
（ｍ）次に、図５３に示すように、デバイスの表面側および裏面側にパッシベーション膜１６Ｓ・１６Ｂを形成し、リフトオフ法によって、裏面電極２３ａを形成する。パッシベーション膜１６Ｓ・１６Ｂとしては、例えば、ＰＣＶＤ技術により堆積されたシリコン酸化膜を用いることができる。裏面電極２３ａには、例えば、Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ積層金属層を用いることができる。
【０２５４】
以上の工程によって、第２の実施の形態の変形例３に係るインダクタンス素子４が完成される。
【０２５５】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子においては、金属基板は、透磁率が大きいため、同じ電流値に対してより大きな磁界Ｈを発生することができ、インダクタンス値を大きくすることができる。
【０２５６】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板にスリットを配置することで、渦電流を低減化し、Ｑ値を増大することができる。
【０２５７】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板の表裏に磁束発生層を配置することで、発生した磁界Ｈは、磁性金属基板に集中するため、インダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値を増大することができる。
【０２５８】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、金属基板の表裏に磁束発生層を配置することで、発生した磁界Ｈは、磁性金属基板に集中するため、周囲へのノイズの影響を低く抑制することができる。
【０２５９】
第２の実施の形態に係るインダクタンス素子によれば、磁束発生層にスリットとギャップ層を配置することで、さらに磁束発生層内における渦電流の発生を抑制し、かつインダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値の高いインダクタンスを提供することができる。
【０２６０】
Ｑ値を増大することができる。
【０２６１】
第２の実施の形態によれば、渦電流を低減化し、磁束漏洩を抑制して、インダクタンス値の低減を抑制しつつＱ値の高いインダクタンスを提供することができる。
【０２６２】
以上説明したように、本発明によれば、薄型で、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れた磁性金属基板、および上記の磁性金属基板を適用し、薄型で、実装面積を小さく形成でき、インダクタンス値が大きく、大電流化可能で、かつ高周波特性に優れたインダクタンス素子を提供することができる。
【０２６３】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０２６４】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２６５】
本発明の磁性金属基板およびこの磁性金属基板を適用したインダクタンス素子は、インダクタ・トランス・ノイズフィルタ・アイソレータなどインダクタンスを利用する電子部品全般、磁気センサ・位置センサなどのセンサ部品、その他ワイヤレス給電用のコイルなどに適用可能であり、特にモバイル機器向けパワーインダクタおよびパワーインダクタを内蔵したＤＣ−ＤＣコンバータなどの電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【０２６６】
２…磁性金属基板
４…インダクタンス素子
１０、１０1、１０2、１０3、１０4…金属基板
１２、１４…溝部
１６、１６ａ、１６ｂ…絶縁層
１６Ｓ・１６Ｂ・・・パッシベーション膜
１７…Ｔｉバリア層
１８…シード層
１９…Ｃｕ層
２０…フォトレジスト層
２１…厚膜レジスト層
２２、２３…金属配線層
２３ａ…裏面電極
２４、２４Ｂ、２４Ｓ、２４Ｉ…ギャップ層
２６、２６1、２６2、２６3、２６4、２６Ｓ１、２６Ｓ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２…磁束発生層
２８…ＳｉＯ2膜
３０…Ｓｉ基板
３２、３２ｂ…絶縁分離層
ｄ…表皮深さ
f…周波数
Ｊ…電流
Ｂ…磁束密度
Ｈ…磁界
Ｄ１、Ｄ２…幅
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬＳ１、ＳＬＳ２…スリット
Ｌeddy…渦電流ループ
ΦL…漏洩磁束
Φ…磁束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１透磁率を有する金属基板と、
前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層と
を備えることを特徴とする磁性金属基板。
【請求項２】
前記第１透磁率は、前記第２透磁率よりも大であることを特徴とする請求項１に記載の磁性金属基板。
【請求項３】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面に形成された溝部内に前記第１絶縁層を介して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の磁性金属基板。
【請求項４】
前記金属基板を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記貫通孔を充填する第２金属配線層と
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の磁性金属基板。
【請求項５】
前記金属基板を薄層化し、前記金属基板内に発生する渦電流を低減化したことを特徴とする請求項３または４に記載の磁性金属基板。
【請求項６】
前記基板の裏面と前記溝部の底部との距離は、表皮深さ以下であることを特徴とする請求項５に記載の磁性金属基板。
【請求項７】
前記金属基板は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁性金属基板。
【請求項８】
複数の領域に分割された前記金属基板の間には、絶縁分離層が充填されたことを特徴とする請求項７に記載の磁性金属基板。
【請求項９】
前記溝部は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項３に記載の磁性金属基板。
【請求項１０】
前記貫通孔は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項４に記載の磁性金属基板。
【請求項１１】
前記第１金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記溝部内の前記第１絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項９に記載の磁性金属基板。
【請求項１２】
前記第２金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記貫通孔内の前記第２絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、前記貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項１０に記載の磁性金属基板。
【請求項１３】
第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板と、
前記磁性金属基板の表面上に配置され、第３透磁率を有する第１ギャップ層と、
前記第１ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第１磁束発生層と
を備えることを特徴とするインダクタンス素子。
【請求項１４】
前記磁性金属基板の裏面上に配置され、第３透磁率を有する第２ギャップ層と、
前記第２ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第２磁束発生層と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１５】
前記第１透磁率は、前記第２透磁率および前記第３透磁率よりも大であり、前記第４透磁率は、前記第３透磁率よりも大であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項１６】
前記金属基板と前記第１磁束発生層は、強磁性体であり、前記第１ギャップ層は、常磁性体または反磁性体であることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１７】
前記金属基板と前記第２磁束発生層は、強磁性体であり、前記第２ギャップ層は、常磁性体または反磁性体であることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項１８】
前記金属基板と前記第１磁束発生層は異なる材料からなることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１９】
前記金属基板と前記第２磁束発生層は異なる材料からなることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２０】
前記第１金属配線層は、コイル形状を備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２１】
前記コイル形状は、矩形、円形、八角形、三角形、若しくは多角形のいずれかの平面パターンを有することを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス素子。
【請求項２２】
前記金属基板は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、前記第１磁束発生層は、１００ｋＨｚ以上で高周波動作可能な軟磁性体からなることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項２３】
前記金属基板は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、前記第２磁束発生層は、高周波特性を有する軟磁性体からなることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２４】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面に形成された溝部内に前記第１絶縁層を介して配置されたことを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス素子。
【請求項２５】
前記金属基板を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記貫通孔を充填する第２金属配線層と
をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２６】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面において前記コイル形状の一端を前記第２金属配線層に接続されたことを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２７】
前記第２金属配線層は、前記金属基板の裏面に配置された裏面電極で終端されることを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２８】
前記金属基板を薄層化し、前記金属基板内に発生する渦電流を低減化したことを特徴とする請求項２４または２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２９】
前記基板の裏面と前記金属基板の表面に形成された溝部の底部との距離は、表皮深さ以下であることを特徴とする請求項２８に記載のインダクタンス素子。
【請求項３０】
前記金属基板は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３１】
複数の領域に分割された前記金属基板の間には、絶縁分離層が充填されたことを特徴とする請求項３０に記載のインダクタンス素子。
【請求項３２】
前記第１磁束発生層は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３３】
前記第２磁束発生層は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３４】
前記第１磁束発生層は、複数層に積層化されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３５】
前記第２磁束発生層は、複数層に積層化されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３６】
複数層に積層化された前記第１磁束発生層の間には、第３ギャップ層を備えることを特徴とする請求項３４に記載のインダクタンス素子。
【請求項３７】
複数層に積層化された前記第２磁束発生層の間には、第３ギャップ層を備えることを特徴とする請求項３５に記載のインダクタンス素子。
【請求項３８】
前記溝部は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項２４に記載のインダクタンス素子。
【請求項３９】
前記貫通孔は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項４０】
前記第１金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記溝部内の前記第１絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項３８に記載のインダクタンス素子。
【請求項４１】
前記第２金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記貫通孔内の前記第２絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、前記貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項３９に記載のインダクタンス素子。
【請求項１】
第１透磁率を有する金属基板と、
前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層と
を備えることを特徴とする磁性金属基板。
【請求項２】
前記第１透磁率は、前記第２透磁率よりも大であることを特徴とする請求項１に記載の磁性金属基板。
【請求項３】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面に形成された溝部内に前記第１絶縁層を介して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の磁性金属基板。
【請求項４】
前記金属基板を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記貫通孔を充填する第２金属配線層と
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の磁性金属基板。
【請求項５】
前記金属基板を薄層化し、前記金属基板内に発生する渦電流を低減化したことを特徴とする請求項３または４に記載の磁性金属基板。
【請求項６】
前記基板の裏面と前記溝部の底部との距離は、表皮深さ以下であることを特徴とする請求項５に記載の磁性金属基板。
【請求項７】
前記金属基板は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁性金属基板。
【請求項８】
複数の領域に分割された前記金属基板の間には、絶縁分離層が充填されたことを特徴とする請求項７に記載の磁性金属基板。
【請求項９】
前記溝部は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項３に記載の磁性金属基板。
【請求項１０】
前記貫通孔は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項４に記載の磁性金属基板。
【請求項１１】
前記第１金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記溝部内の前記第１絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項９に記載の磁性金属基板。
【請求項１２】
前記第２金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記貫通孔内の前記第２絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、前記貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項１０に記載の磁性金属基板。
【請求項１３】
第１透磁率を有する金属基板と、前記金属基板の内部に配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に配置され、第２透磁率を有する第１金属配線層とを備える磁性金属基板と、
前記磁性金属基板の表面上に配置され、第３透磁率を有する第１ギャップ層と、
前記第１ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第１磁束発生層と
を備えることを特徴とするインダクタンス素子。
【請求項１４】
前記磁性金属基板の裏面上に配置され、第３透磁率を有する第２ギャップ層と、
前記第２ギャップ層上に配置され、第４透磁率を有する第２磁束発生層と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１５】
前記第１透磁率は、前記第２透磁率および前記第３透磁率よりも大であり、前記第４透磁率は、前記第３透磁率よりも大であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項１６】
前記金属基板と前記第１磁束発生層は、強磁性体であり、前記第１ギャップ層は、常磁性体または反磁性体であることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１７】
前記金属基板と前記第２磁束発生層は、強磁性体であり、前記第２ギャップ層は、常磁性体または反磁性体であることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項１８】
前記金属基板と前記第１磁束発生層は異なる材料からなることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項１９】
前記金属基板と前記第２磁束発生層は異なる材料からなることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２０】
前記第１金属配線層は、コイル形状を備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２１】
前記コイル形状は、矩形、円形、八角形、三角形、若しくは多角形のいずれかの平面パターンを有することを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス素子。
【請求項２２】
前記金属基板は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、前記第１磁束発生層は、１００ｋＨｚ以上で高周波動作可能な軟磁性体からなることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンス素子。
【請求項２３】
前記金属基板は、高飽和磁束密度を有する軟磁性体からなり、前記第２磁束発生層は、高周波特性を有する軟磁性体からなることを特徴とする請求項１４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２４】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面に形成された溝部内に前記第１絶縁層を介して配置されたことを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス素子。
【請求項２５】
前記金属基板を貫通する貫通孔内に配置された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記貫通孔を充填する第２金属配線層と
をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載のインダクタンス素子。
【請求項２６】
前記第１金属配線層は、前記金属基板の表面において前記コイル形状の一端を前記第２金属配線層に接続されたことを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２７】
前記第２金属配線層は、前記金属基板の裏面に配置された裏面電極で終端されることを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２８】
前記金属基板を薄層化し、前記金属基板内に発生する渦電流を低減化したことを特徴とする請求項２４または２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項２９】
前記基板の裏面と前記金属基板の表面に形成された溝部の底部との距離は、表皮深さ以下であることを特徴とする請求項２８に記載のインダクタンス素子。
【請求項３０】
前記金属基板は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３１】
複数の領域に分割された前記金属基板の間には、絶縁分離層が充填されたことを特徴とする請求項３０に記載のインダクタンス素子。
【請求項３２】
前記第１磁束発生層は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３３】
前記第２磁束発生層は、複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３４】
前記第１磁束発生層は、複数層に積層化されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３５】
前記第２磁束発生層は、複数層に積層化されたことを特徴とする請求項１３〜２９のいずれか１項に記載のインダクタンス素子。
【請求項３６】
複数層に積層化された前記第１磁束発生層の間には、第３ギャップ層を備えることを特徴とする請求項３４に記載のインダクタンス素子。
【請求項３７】
複数層に積層化された前記第２磁束発生層の間には、第３ギャップ層を備えることを特徴とする請求項３５に記載のインダクタンス素子。
【請求項３８】
前記溝部は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項２４に記載のインダクタンス素子。
【請求項３９】
前記貫通孔は、前記金属基板のウェットエッチング、レーザ加工、若しくはプレス加工により形成されることを特徴とする請求項２５に記載のインダクタンス素子。
【請求項４０】
前記第１金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記溝部内の前記第１絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項３８に記載のインダクタンス素子。
【請求項４１】
前記第２金属配線層は、スパッタリング法、蒸着法、若しくは無電解めっき法により前記貫通孔内の前記第２絶縁層上に形成されたシード層上に、電解めっき法によって、前記貫通孔を充填する所定の厚さまで形成されることを特徴とする請求項３９に記載のインダクタンス素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図４０】
【図４１】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図９】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図４０】
【図４１】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図９】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２０１３−６５８２８（Ｐ２０１３−６５８２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７１８７７（Ｐ２０１２−１７１８７７）
【出願日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]