DE4317545A1 - Dünnschichtübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichtübertrager mit einer spiralförmigen Dünnschichtspule, und im einzelnen auf eine Technologie zur Herstellung einer Layoutstruktur für eine aus leitendem Material bestehenden Spule.

Dünnschichtübertrager, die auf Halbleitersubstraten aus Silizium o. ä. aufgebracht sind, können bekanntlich mit kleinen Abmessungen gefertigt werden, da sie mittels einer Dünnschichtentwicklungstechnik hergestellt werden. Gemeinsam mit anderen elektronischen Bauteilen bilden sie integrierte Halbleiterschaltungen. Zur Herstellung der Dünnschichtüber­ tragerspulen werden Leitungen aus leitendem Material oder Halbleitern verwendet. Die Wicklungen werden dabei spiralförmig gewählt, um einen großen Q-Wert zu erzielen, der sich gemäß Q = ωL/R errechnet, wobei ω die Kreisfrequenz, L die gegenseitige Induktivität und R den Widerstand einer Spule darstellt. Die Fig. 1A und 1B zeigen ein Beispiel eines Dünnschichtübertragers mit spiralförmiger Struktur. Fig. 1A zeigt eine Draufsicht der Struktur eines üblichen Dünnschichtübertragers und Fig. 1B zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 1A gezeigten Linie I-I. Wie die Fig. 1A und 1B zeigen, enthält ein Dünnschichtübertrager 130, der auf ein Substrat 131 aufgebracht ist, eine Siliziumdioxidschicht 132a, eine Primärspule 133, eine Siliziumdioxidschicht 132b, eine Sekundärspule 134 und eine Siliziumdioxidschicht 132c, die in dieser Reihenfolge überlagert auf dem Substrat 131 angeordnet sind. Der in Fig. 1A dargestellte, gestrichelte Bereich kennzeichnet den Überlappungsbereich der Primärspule 133 und der Sekundärspule 134, wenn diese von oben oder in der Projektion betrachtet werden. Der Dünnschichtübertrager ist wie folgt aufgebaut. Zuerst wird eine Siliziumdioxidschicht 132a mit einer Dicke von 0,1 bis 2 µm auf einer Oberfläche des Substrats 131 aufgebracht. Zur Erzeugung einer metallischen Schicht wird mittels eines Aufdampfungs- oder eines Vakuumabscheideverfahrens ein hochleitfähiges metallisches Material, wie z. B. Aluminium, mit einer Dicke von 1 bis 3 µm auf der oberen Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 132a aufgebracht. Danach werden durch Lithographie und Ätzung spiralförmige Muster auf die so geformte metallische Schicht übertragen, um eine metallische Leitung 133 mit einer Breite von 50 bis 200 µm und einem Leitungszwischenraum oder -ab­ stand von 50 bis 200 µm zu erzeugen. Die metallische Leitung hat die Form einer Spule 133 mit einer dem übertragenen spiralförmigen Muster entsprechenden Konfiguration, die eine Vielzahl von Ecken aufweist, an denen sich zwei benachbarte metallische Leitersegmente vereinen. Nachdem die weitere Siliziumdioxidschicht 132b mit einer Dicke von 0.1 bis 2 µm auf der Primärspulenschicht 133 aufgebracht wurde, wird die Sekundärspulenschicht 134 mit einer Dicke von 1 bis 3 µm auf die Siliziumdioxidschicht 132b in gleicher Weise wie die Primärspulenschicht 133 aufgebracht. Dann wird die Siliziumdioxidschicht 132c mit einer Dicke von 1 bis 2 µm auf der Oberfläche der Sekundärspulenschicht 134 aufgebracht.

Damit beide Enden 135a und 135b der Primärspule 133 und die beiden Enden 136a und 136b der Sekundärspule elektrisch kontaktierbar sind, werden die Teile jeder der Silizium­ dioxidschichten 132b und 132c, die über den Endanschlüssen 135a, 135b, 136a und 136b der Primärspule 133 und der Sekundärspule 134 liegen, mittels Lithographie und Ätzung entfernt, wodurch der Dünnschichtübertrager 130 letztendlich fertiggestellt ist. In dem Dünnschichtübertrager 130 besitzen die Primär- und Sekundärspule beide vier Windungen, und die Sekundärspule weist das gleiche Muster wie die Primärspule auf und ist auf derselben Fläche, die auch von der Primärspule 133 eingenommen wird, positioniert. Mit anderen Worten, die Projektionsflächen überlappen sich vollständig, mit Ausnahme der Anschlüsse.

Im nach obiger Struktur geformten Dünnfilmübertrager führt eine Veränderung der Stromhöhe, die vom Ende 135a zum Ende 135b der Primärspule 133 fließt, zu einer Änderung des um die Primärspule erzeugten Magnetfelds, und ein elektrischer Potentialunterschied zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft tritt zwischen den beiden Enden 136a und 136b der Sekundärspule 134 auf. Die in der Sekundärspule 134 induzierte elektromotorische Kraft (induzierter Strom) ist proportional zur Anzahl der Windungen der Sekundärspule 134. Je größer die Anzahl der Windungen der Primärspule 133 ist, desto größer ist die Stärke des durch die Primärspule 133 erzeugten Magnetfelds, was zur Erzeugung einer größeren elektromotorischen Kraft in der Sekundärspule 134 führt. Somit ist die Stärke des durch jede der Spulen erzeugten Magnetfelds eines Dünnschichtübertragers 130, der eine elektromotorische Kraft durch gegenseitige Induktion zwischen den Spulen 133, 134 erzeugt, umso größer, je größer die Windungszahlen der Primärspule 133 und Sekundärspule 134 sind, wobei sich die Induktivität zwischen den Spulen erhöht und ebenfalls der Kopplungsfaktor genügend vergrößert wird, wodurch der Wirkungsgrads der Energieumwandlung von der Primärspule 133 in die Sekundärspule 134 erhöht werden kann.

Der nach oben beschriebener Struktur aufgebaute Dünnschicht­ übertrager weist jedoch verschiedenste Problematiken auf. Wird zum Beispiel die Windungszahl der Primärspule 133 und der Sekundärspule 134 erhöht, so wird die Gesamtfläche des Dünnschichtübertragers 130 vergrößert, wodurch die Fertigung eines Übertragers mit geringen Abmessungen erschwert wird. Zusätzlich führt die Erhöhung der Windungszahl direkt zu einer Erhöhung der Spulenlänge. Speziell Dünnschichtspulen weisen einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand auf als allgemein verwendete Leiter, bei denen ein leitfähiges Drahtmaterial verwendet wird. Daher ergibt sich das Problem, daß der Energieverlust aufgrund des erhöhten Widerstandwerts der Spulen, der sich aus der größeren Spulenlänge ergibt, zu einer Verringerungen des den Wirkungsgrad der Energieumwandlung anzeigenden Q-Werts führen kann.

Somit steht in einem üblichen Dünnschichtübertrager die Vergrößerung der Windungszahlen zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Energieumwandlung im Widerspruch zur Verkleinerung der Spulenabmessungen, und es besteht die Möglichkeit, daß die Vergrößerung der Windungszahlen zur Verschlechterung des Wirkungsgrads führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dünnfilmübertrager bereitzustellen, der eine verbesserte Struktur aufweist und bei dem der Wirkungsgrad der Energieumwandlung auf einfache Weise erhöht werden kann, ohne daß die Verbesserung der Struktur des Dünnfilmübertragers zu einer Vergrößerung der durch die Spulen eingenommene Fläche führt.

Diese Aufgabe wird entsprechend einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gelöst durch einen Dünnschichtübertrager mit einer ersten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Substratoberfläche ausgebildeten, leitenden Material besteht, und einer zweiten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Isolierschicht, die auf der ersten Dünnschichtspule aufgebracht ist, ausgebildeten leitenden Material besteht, wobei eine der ersten oder zweiten Dünnschichtspule so ausgebildet ist, daß jeweils eine einer Vielzahl von zumindest zweileitrigen, Unterschicht-Spulenteilen, die mit einem bestimmten Leitungsabstand, der in einer Richtung entlang einer Oberfläche des Substrats festgelegt ist, spiralförmig an der Unterseite der Isolierschicht angebracht sind, und einer Vielzahl von zumindest zweileitrigen, Oberschicht- Spulenteilen, die mit einem bestimmten Leitungsabstand, der in einer Richtung entlang einer Oberfläche des Substrats festgelegt ist, spiralförmig an der Oberseite der Isolierschicht angebracht sind, durch die Isolierschicht hindurch miteinander elektrisch verbunden werden können, und daß beide Enden der Spulenteile als ein außerhalb einer äußeren Schleife der Spulenteile befindlicher Anschluß festgelegt werden können, und wobei die andere der ersten und zweiten Dünnschichtspule so ausgebildet ist, daß jeweils eine andere der Vielzahl der Unterschicht-Spulenteile und eine andere der Vielzahl der Oberschicht-Spulenteile durch die Isolierschicht hindurch miteinander elektrisch verbunden werden können, und daß beide Enden der Spulenteile als ein außerhalb einer äußeren Schleife der Spulenteile befindlicher Anschluß festgelegt werden können, wodurch die erste Dünnschichtspule und die zweite Dünnschichtspule je einen außerhalb einer äußeren Schleife der ersten und zweiten Dünnschichtspüle befindlichen Anschluß aufweisen.

Die erste Dünnschichtspule kann hierbei aus folgenden Teilen bestehen: einem ersten Spulenteil als Unterschicht-Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife des Unterschicht- Spulenteils befindlichen Anschluß aufweist, und einem zweiten Spulenteil als Oberschicht-Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife befindlichen Anschluß aufweist und der einen innerhalb einer Schleife befindlichen Anschluß aufweist, der elektrisch durch die Isolierschicht hindurch mit einem innerhalb einer Schleife des ersten Spulenteils befindlichen Anschluß verbunden ist; und die zweite Dünnschichtspule kann bestehen aus: einem dritten Spulenteil als Unterschicht- Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife des Unterschicht-Spulenteils befindlichen Anschluß aufweist, und einem vierten Spulenteil als Oberschicht-Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife befindlichen Anschluß aufweist und der einen innerhalb einer Schleife befindlichen Anschluß aufweist, der elektrisch durch die Isolierschicht hindurch mit einem innerhalb einer Schleife des ersten Spulenteils befindlichen Anschluß verbunden ist.

Die erste und die zweite Dünnschichtspule können nach einem identischen spiralförmigen Muster geformt sein, und ein Entwicklungsbereich aufweisen, der so festgelegt ist, daß die erste Dünnschichtspule und die zweite Dünnschichtspule sich überlappen, wenn der Entwicklungsbereich hypothetischerweise um einen Punkt innerhalb einer inneren Schleife des Dünnschichtübertragers, der aus der ersten Dünnschichtspule und der zweiten Dünnschichtspule besteht, gedreht wird.

Der Oberschicht-Spulenteil und der Unterschicht-Spulenteil werden mit drei oder mehr Leitungen gefertigt, und die Anzahl der Windungen der ersten Dünnschichtspule und die Anzahl der Windungen der zweiten Dünnschichtspule sind nicht gleich, da der Aufbau so gestaltet ist, daß die Zahl der Verbindungen der Ober- und Unterschicht-Spulenteile der ersten Dünnschichtspule verschieden von der Zahl der Verbindungen der zweiten Dünnschichtspule ist.

Der Dünnfilmübertrager kann Anschlüsse beinhalten, die sich neben einer Vielzahl von in der ersten und zweiten Dünnschichtspule enthaltenen Anschlüssen unterhalb der Isolierschicht befinden und die entsprechend der Oberschicht- Spulenteile durch eine aufgebrachte leitende Schicht, die elektrisch mit der unteren Schicht der Isolierschicht verbunden ist, gefertigt werden.

In dem Dünnschichtübertrager kann eine innenseitige Wandung eines Verbindungsloches, das zur elektrischen Verbindung der durch die Isolierschicht getrennten Ober- und Unterschicht verwendet wird, einen konischen Teil aufweisen, dessen Querschnitt sich von Unterschichtseite zur Oberschichtseite vergrößert.

In dem Dünnschichtübertrager kann das spiralförmige Muster des Oberschicht-Spulenteils und des Unterschicht-Spulenteils gleiche Leitungsbreiten und Leitungsabstände aufweisen.

Zumindest ein Spulenteil des Oberschicht- und des Unterschicht-Spulenteils kann eine Vielzahl von auf einer leitenden Schicht gebildeten Leitungen aufweisen, die in einer Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden sind und die gleiche Leitungsbreiten und Leitungsabstände aufweisen.

Der Dünnschichtübertrager-Entwicklungsbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule kann so festgelegt sein, daß ein Überlappungsbereich der ersten und der zweiten Dünnschichtspule maximiert wird.

Weiterhin kann der Dünnschichtübertrager eine integrierte Anordnung einer Vielzahl von Dünnschichtübertragern enthalten, die nebeneinander auf dem Substrat angeordnet sind, wobei die Dünnschichtübertrager die erste und zweite Dünnschichtspule besitzen und wobei ein Abstand zwischen der Vielzahl von benachbarten Dünnschichtübertragern kleiner oder gleich beider Leitungsbreiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ist.

Entsprechend einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Aufgabe gelöst durch einen integrierten Dünnschichtübertrager, der aus einer Vielzahl von integriert nebeneinander auf dem Substrat angeordneten Dünnschichtübertragern mit einer ersten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Substratoberfläche ausgebildeten, spiralförmigen, leitenden Material mit einem bestimmten Leitungsabstand besteht, und einer zweiten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Isolierschicht, die auf der ersten Dünnschichtspule aufgebracht ist, ausgebildeten leitenden Material besteht, wobei ein Abstand zwischen einem Paar benachbarter Dünnschichtübertrager kleiner oder gleich beider der Leitungsbreiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ist.

Hierbei können die erste und die zweite Dünnschichtspule ein gleiches spiralförmiges Munter aufweisen und eine gleiche Lageposition des Entwicklungsbereichs auf der Oberfläche des Substrats einnehmen.

In dem integrierten Dünnschichtübertrager ist jede erste Dünnschichtspule einer Vielzahl von Dünnschichtspulen in einer Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden, und jede zweite Dünnschichtspule einer Vielzahl von Dünnschichtspulen kann in einer Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden sein.

Die benachbarten Dünnfilmübertrager können achsensymmetrisch zu einer Mittellinie, die durch einen Mittelpunkt der auf dem Substrat befindlichen Dünnfilmübertrager verläuft, angeordnet sein.

Zumindest ein Paar der benachbarten Dünnschichtübertrager des integrierten Dünnschichtübertragers besitzt ein gemeinsames in einer äußersten Schleife der ersten Dünnschichtspule enthaltenes Wicklungselement, und zumindest ein Paar der benachbarten Dünnschichtübertrager besitzt ein gemeinsames in einer äußersten Schleife der zweiten Dünnschichtspule enthaltenes Wicklungselement.

In dem Dünnfilmüberrager kann eine von der ersten und zweiten Dünnschichtspule durch eine Isolierschicht getrennte Schicht aus magnetischem Material auf einer Oberfläche des Substrats aufgebracht sein.

Die magnetische Schicht ist an zumindest einer der Stellen, zwischen dem Substrat und der ersten Dünnschichtspule, zwischen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule oder auf einer Oberfläche einer obersten Dünnschichtspulenschicht aufgebracht.

Der Entwicklungsbereich der magnetischen Schicht des Dünnfilmübertragers kann eine Wirbelstrompufferzone enthalten, die als Trennfläche der magnetischen Schicht verwendet wird.

Die erste und die zweite Dünnschichtspule können mit einem spiralförmigen Muster geformt sein, das bei jeder Windung eine Vielzahl von Eckbereichen aufweist, von denen jeweils ein Paar durch einen geradlinigen Teil verbunden ist, wobei die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden Eckpunkten der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

Ebenso kann die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet sein, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden geradlinigen Teilen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

Die magnetische Schicht kann so angeordnet sein, daß sie den Außenbereich des Entwicklungsbereichs der ersten und der zweiten Dünnschichtspule umgibt.

Die magnetische Schicht kann in die Isolierschicht in einem Bereich eingebracht werden, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt, nämlich dem Bereich, der sich bei der inneren Windung der ersten und zweiten Dünnschichtspule befindet.

Die magnetische Schicht kann als eine untere magnetische Schicht und eine obere magnetische Schicht auf den beiden Unterschichtseiten und Oberschichtseiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ausgebildet sein, und die untere magnetische Schacht und die obere magnetische Schicht können in einem Bereich miteinander verbunden sein, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt.

Das Substrat kann aus einem Material der Gruppen Halbleiter, Glas, Folie und Metall bestehen.

In dem integrierten Dünnschichtübertrager kann die magnetische Schicht durch eine Isolierschicht von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule getrennt auf dem Substrat aufgebracht sein.

Die magnetische Schicht kann an zumindest einer der Stellen zwischen dem Substrat und der ersten Dünnschichtspule, zwischen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule, oder auf der Oberfläche einer äußersten Dünnschichtspulenschicht aufgebracht sein.

Die Entwicklungsbereich der magnetischen Schicht des integrierten Dünnfilmübertragers enthält eine Wirbelstrom­ pufferzone, die als Trennfläche der magnetischen Schicht verwendet wird.

Die erste und die zweite Dünnschichtspule können nach einem spiralförmigen Muster geformt sein, das bei jeder Windung eine Vielzahl von Eckbereichen aufweist, von denen jeweils ein Paar durch einen geradlinigen Teil verbunden ist, wobei die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden Eckpunkten der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

Ebenso kann die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet sein, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden geradlinigen Teilen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

Die magnetische Schicht kann so angeordnet sein, daß sie den Außenbereich des Entwicklungsbereichs der ersten und der zweiten Dünnschichtspule umgibt.

Die magnetische Schicht kann in die Isolierschicht in einem Bereich eingebracht werden, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt, nämlich dem Bereich, der sich bei der inneren Windung der ersten und zweiten Dünnschichtspule befindet.

Die magnetische Schicht kann als eine untere magnetische Schicht und eine obere magnetische Schicht auf den beiden Unterschichtseiten und Oberschichtseiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ausgebildet sein, und die untere magnetische Schicht und die obere magnetische Schicht können in einem Bereich miteinander verbunden sein, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt.

Das Substrat kann aus einem Material der Gruppen Halbleiter, Glas, Folie und Metall bestehen.

In dem Dünnschichtübertrager nach einer dritten Maßnahme, der aus einzelnen Dünnschichtübertragern besteht, die die grundlegendste Struktur aufweisen, werden eine Vielzahl von benachbarten Dünnschichtübertragern auf einem identischen Substrat aufgebracht, wobei diese Dünnschichtübertrager integriert sind und benachbarte Dünnschichtübertrager in einem Abstand angeordnet sind, der kleiner oder gleich dem Leitungsabstand benachbarter Wicklungsleitungen ist. Daher befindet sich in dem integrierten Dünnschichtübertrager ein Spulenteil einer anderen Wicklung, die ein Magnetfeld erzeugt, in der Nähe der äußersten Schleife eines gegebenen einzelnen Dünnschichtübertragers, wodurch die magnetische Kopplung des Spulenteils an der äußersten Schleife des gegebenen Dünnschichtübertragers mit dem benachbarten Dünnfilmübertrager verbessert wird. Dies erhöht das durch jeden Dünnschichtübertrager erzeugte Magnetfeld. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen integrierten Dünnschichtübertrager nicht nur die Integration einer Vielzahl von Dünnschichtübertragern, sondern auch eine Erhöhung der Magnetfeldstärke erreicht. In dem Fall, daß die als Primärkreis verwendete erste Dünnschichtspule und die als Sekundärkreis verwendete zweite Dünnschichtspule gleiche Spiralmuster aufweisen und gleiche Lagepositionen einnehmen oder sich in der Projektion überlappen, kann der Koppeleffekt des Magnetfelds weiter verbessert werden. Der einzelne Dünnschichtübertrager kann mit verringerten Breiten und Wicklungsabständen aufgebaut sein, ohne dadurch die von den Spulen eingenommene Entwicklungsbereich zu erweitern, und ebenso kann eine Verringerung der Länge der Dünnschichtspule einen verringerten Wicklungswiderstand hervorrufen, was zu einer Reduktion der Energieumwandlungsverluste führt.

Die ersten Dünnschichtspulen der Dünnschichtübertrager können in einer Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden sein und ebenso können die zweiten Dünnschichtspulen in einer Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden sein, so daß eine integrierte Übertragung gebildet wird, die aus einer Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten einzelnen oder Einheits-Dünnschichtübertragern besteht. In diesem Fall sind die Widerstände der zugehörigen Übertrager parallel geschaltet, wodurch eine Erhöhung des Gesamtwiderstands des integrierten Dünnschichtübertragers vermieden und eine Minderung des Wirkungsgrades der Energieumwandlung verringert werden kann.

Im Falle, daß ein Paar von benachbarten Dünnschichtübertragern achsensymmetrisch zu einer sich in der Oberfläche des Substrats erstreckenden Linie, z. B. einer zwischen den beiden Dünnschichtübertragern definierten Mittellinie, angeordnet sind, fließen unter der Annahme, daß Gleichströme angelegt wurden, in den gegenüberliegenden zu der oben genannten Mittellinie achsensymmetrischen Spulenteilen der beiden benachbarten Dünnschichtübertrager elektrische Ströme in derselben Richtung. Das bedeutet, daß die Windungszahl der Spulen in jedem Dünnschichtübertrager wirksam erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Kopplung der Magnetfelder führt und wodurch die Magnetfeldstärke erhöht werden kann. Weiterhin sind, im Falle einer gemeinsamen Verwendung der äußersten Schleife der ersten und der der zweiten Dünnschichtspule durch ein Paar benachbarter Dünnschichtspulen, die Phasenlagen der in den gemeinsamen Schleifen fließenden Ströme zweier benachbarter Dünnschichtübertrager vollständig synchronisiert, was zur Folge hat, daß die Stromstärke der äußersten Schleife der Wicklung, wo die Kopplung des Magnetfelds unter allen Spulenteilen der betrachteten Wicklung am schwächsten ist, bis auf das Doppelte der in den anderen Spulenteilen fließenden Stromstärke erhöht werden kann. Daher kann die Kopplung des Magnetfelds vergrößert werden und letztendlich auch die Übertragerleistungsfähigkeit, die anhand des Energieumwandlungswirkungsgrads gemessen wird.

Im Gegensatz dazu, sind die Unter- und Oberschicht-Spulenteile der Dünnschichtübertrager, bei denen die erste und zweite Maßnahme angewendet wurde, auf der Oberfläche des Substrats angeordnet und einige Spulen in den Oberschicht-Spulenteilen sind mit einigen Spulen in den Unterschicht-Spulenteilen durch die Isolierschicht hindurch in einer Serienschaltung elektrisch verbunden, um eine erste Dünnschichtspule zu bilden, und eine zweite Dünnschichtspule wird dadurch erzeugt, daß die übrigen Spulen der Oberschicht-Spulenteile mit den übrigen Spulen der Unterschicht-Spulenteile elektrisch in Reihe geschaltet sind. Bei dieser Anordnung können die mit dem Dünnschichtübertrager verbundenen Anschlüsse der ersten und zweiten Dünnschichtspule an der äußeren Seite, oder außerhalb des Außenrands, des Dünnschichtübertragers angeordnet werden.

Beispielsweise ermöglicht ein Aufbau, bei dem ein erster und dritter Spulenteil auf der Oberfläche des Substrats und ein zweiter und vierter Spulenteil auf einer auf den Oberflächen der ersten und dritten Spulenteile befindlichen Isolierschicht aufgebracht ist, durch eine weitere Verbindung des ersten und des zweiten Spulenteiles auf der Seite der innersten Windung, daß die erste Dünnschichtspule einen Anschluß auf der Seite der äußersten Windung haben kann, und dementsprechend durch eine weitere Verbindung des dritten mit dem vierten Spulenteil, daß die zweite Dünnschichtspule einen Anschluß an der äußersten Windung haben kann. Somit besteht kein Verdrahtungsbedarf, da das Ende der innersten Windung keinen Anschluß aufweist. In dem Dünnschichtübertrager hat die in der Dünnschichtspule entstehende Stärke des magnetischen Flusses ihren maximalen Wert im Mittelpunkt der Dünnschichtspule. Da sich jedoch kein Anschluß innerhalb der innersten Windung der Spule des erfindungsgemäßen Dünnschichtübertragers befindet, ist es nicht nötig eine metallische Verdrahtung auf der Seite der innersten Windung der Spule vorzusehen. Daher wird das durch die Dünnschicht selbst erzeugte externe Magnetfeld nicht durch den in der metallischen Verdrahtung, die mit dem Anschluß auf der Seite der innersten Windung der Spule verbunden ist, fließenden Strom gestört. Zusätzlich wird selbst im Falle der Anordnung einer Vielzahl von Dünnschichtübertragern auf beiden Seiten des Substrats zur Bildung des integrierten Dünnschichtübertragers nach der dritte Maßnahme die Verdrahtungsmethode zur Verbindung von Spulen mit externen Anschlüssen nicht auf eine Drahtverbindungsmethode beschränkt, da die Anschlüsse für den Übertrager nur am Außenrand des Übertragerentwicklungsbereichs vorhanden sind. Die Verdrahtung zur Verbindung des einzelnen Dünnschichtübertragers kann unter Verwendung einer Schicht eines leitenden Materials, die im gleichen Herstellungsprozeß wie die Spulenteile der Dünnschichtspulen erzeugt wird, geschehen.

Im Gegensatz dazu, werden solche Dünnschichtübertrager, deren Windungsverhältnis ungleich 1 : 1 ist (was bedeutet, daß die Windungszahl der ersten Dünnschichtspule ungleich der Windungszahl der zweiten Dünnschichtspule ist), dadurch erhalten, daß man einen Ober- bzw. Unterschicht-Spulenteil erzeugt, die beide drei oder mehr Leitungen besitzen, wobei die Ober- und die Unterschicht-Spulenteile seriell verbunden werden, um erste und zweite Dünnschichtspulen derart zu bilden, daß die Zahl der Verbindungen am Oberschicht- Spulenteil für die Verbindung mit dem Unterschicht-Spulenteil unterschiedlich zur Zahl der Verbindungen am Unterschicht- Spulenteil für die Verbindung mit dem Oberschicht-Spulenteil ist. Selbst im Falle der Herstellung eines integrierten Dünnschichtübertragers, der eine Vielzahl von einzelnen Dünnschichtübertragern enthält, ermöglicht der Aufbau, bei dem die Anschlüsse zu externen Bauteilen am Außenrand des Entwicklungsbereichs des einzelnen Dünnschichtübertragers angebracht sind, eine Verdrahtung unter Verwendung einer Schicht aus leitendem Material, die im gleichen Herstellungsprozeß wie die Spulenteile der Dünnschichtspulen erzeugt wird.

Bezugnehmend auf den erfindungsgemäßen Dünnschichtübertrager kann, im Falle einer Ausstattung mit einer durch eine Isolierschicht von der ersten und zweiten Dünnschichtspule getrennten magnetischen Schicht, die Streuverluste des magnetischen Flusses reduziert werden, da die magnetische Schicht den Streufluß einfängt und ebenso auch die Stärke des durch die Spule selbst erzeugten magnetischen Flusses erhöht, weshalb die Stärke des Magnetfelds weiter erhöht werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A eine Draufsicht der Struktur eines zum Stand der Technik gehörigen Dünnschichtübertragers,

Fig. 1B eine Schnittansicht entlang der Linie I-I aus Fig. 1A,

Fig. 2A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2B eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 2A,

Fig. 3 ein Schaltbild einer zu dem in Fig. 2A und 2B gezeigten integrierten Dünnschichtübertrager elektrisch äquivalenten Schaltung,

Fig. 4 eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6B eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 6A,

Fig. 7 eine Schnittansicht des Hauptteils eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Schnittansicht des Hauptteils eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9A eine Draufsicht des Spulenmusters eines Dünnschichtübertragers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9B eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX aus Fig. 9A,

Fig. 10A eine Draufsicht des Spulenmusters der ersten Dünnschichtspule des in Fig. 9A und 9B gezeigten Dünnschichtübertragers,

Fig. 10B eine Draufsicht des Spulenmusters der zweiten Dünnschichtspule,

Fig. 11A eine Draufsicht des Spiralmusters des unterschichtigen Spulenteils des in Fig. 9A und 9B gezeigten Dünnschichtübertragers,

Fig. 11B eine Draufsicht des Spiralmusters des oberschichtigen Spulenteils des in Fig. 9A und 9B gezeigten Dünnschichtübertragers,

Fig. 12A eine Schnittansicht der Struktur um das Verbindungsloch eines Dünnschichtübertragers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,

Fig. 12B eine Schnittansicht einer anderen Struktur um das Verbindungsloch eines anderen Dünnschichtübertragers für Vergleichszwecke,

Fig. 13A eine Draufsicht des Spiralmusters eines Dünnschichtübertragers gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,

Fig. 13B eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII aus Fig. 13A,

Fig. 14 eine Draufsicht des Spiralmusters eines Dünnschichtübertragers gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 15A eine Draufsicht des Spiralmusters eines unterschichtigen Spulenteils, der den in Fig. 14 gezeigten Dünnschichtübertrager bildet,

Fig. 15B eine Draufsicht des Spiralmusters eines oberschichtigen Spulenteils, der den in Fig. 14 gezeigten Dünnschichtübertrager bildet,

Fig. 16 eine Draufsicht der Gesamtkonfiguration eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem elften Ausführungsbeispiel,

Fig. 17A eine Draufsicht der Layoutstruktur eines einzelnen Dünnschichtübertragers in einem modifizierten Beispiel des integrierten Dünnschichtübertragers gemäß dem elften Ausführungsbeispiel,

Fig. 17B eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII aus Fig. 17A,

Fig. 18A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel,

Fig. 18B eine Schnittansicht entlang der Linie XVIII-XVIII aus Fig. 18A,

Fig. 18C ein Schaltbild einer zu dem Dünnschichtübertrager äquivalenten Schaltung,

Fig. 19A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 19B eine Schnittansicht entlang der Linie IXX-IXX aus Fig. 19A,

Fig. 20A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 20B eine Schnittansicht entlang der Linie XX-XX aus Fig. 20A,

Fig. 21A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 21B eine Schnittansicht entlang der Linie XXI-XXI aus Fig. 21A,

Fig. 22A eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 22B eine Schnittansicht entlang der Linie XXII-XXII aus Fig. 22A,

Fig. 23A eine Draufsicht des Spulenmusters eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel,

Fig. 23B eine schematische Ansicht der Anschlußstruktur zwischen den Dünnfilmübertrager bildenden Spulen,

Fig. 24A eine Draufsicht des Spulenmusters der ersten Dünnschichtspule des in Fig. 22 gezeigten integrierten Dünnschichtübertragers,

Fig. 24B eine Draufsicht des Spulenmusters der zweiten Dünnschichtspule,

Fig. 25A eine Draufsicht des Spiralmusters jeder der unterschichtigen Spulenteile des in Fig. 23A und 23B gezeigten Dünnschichtübertragers,

Fig. 25 B eine Draufsicht des Spiralmusters jeder der oberschichtigen Spulenteile des in Fig. 23A und 23B gezeigten Dünnschichtübertragers.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 2A zeigt eine Draufsicht der Struktur des inte­ grierten Dünnschichtübertragers (eine Dünnschichtüber­ tragervorrichtung) gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel, und Fig. 2B zeigt eine Schnittansicht des Dünnschichtübertragers entlang der Schnittlinie II-II. Gemäß diesen Figuren weist der integrierte Dünn­ schichtübertrager 1a eine Primärspule, eine Sekundärspule und eine Layoutstruktur auf, in der vier Dünnschichtüber­ trager A, B, C und D von identischen Ausmaßen auf einem Substrat derart ausgebildet sind, daß sie sich jeweils gegenüberliegen. Die durch die einzelnen Paare von je­ weils nebeneinanderliegenden Dünnschichtübertragern A, B, C und D festgelegten Abstände d1, d2, d3 und d4 sind mit den durch das Spiralspulenmuster der Dünnschichtüber­ trager A, B, C und D festgelegten Abständen d_a, d_b, d_c und d_d identisch. Zusätzlich weisen die Dünnschicht­ übertrager A, B, C und D an den beiden Endanschlüssen der Primärspulen und Sekundärspulen zum elektrischen An­ schließen von Teilen die Anschlüsse A1 bis A4, B1 bis B4, C1 bis C4 und D1 bis D4 auf.

Bei der Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers 1a werden gemäß Fig. 2A vier Dünnschichtübertrager A, B, C und D auf der Oberflächenseite auf dem Siliziumsubstrat gleichzeitig mit einem Dünnschichtentwicklungsprozeß aus­ gebildet. Beim Dünnschichtentwicklungsprozeß wird auf der Oberflächenseite des Siliziumsubstrats eine 0,1 bis 2 µm dicke Siliziumdioxidschicht 2a ausgebildet und darüber­ hinaus eine 1 bis 3 µm (z. B. 1 µm) dünne Metallschicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer oder Eisen auf der Siliziumdioxidschicht 2 durch ein Auf­ dampfungsverfahren oder Vakuumabscheideverfahren aufge­ bracht, wodurch eine einheitliche leitfähige Schicht ent­ steht, die später zum Gestalten der Dünnschichtübertrager A, B, C und D des integrierten Dünnschichtübertragers 1a verwendet wird. Als nächstes werden Muster für vier Spiralspulen mit einer 20 µm dicken Linienbreite und einer 20 µm dicken Spaltbreite auf der im vorhergehenden Prozeß entwickelten Metallschicht durch einen lithografischen Prozeß oder Ätzprozeß ausgebildet, wodurch die Primärspule 3 (die erste Dünnschichtspule) ausgebildet wird. Nach dem Vergüten der Oberflächenseite der Primärspule 3 mit einer 0,1 bis 2 µm dicken Siliziumdioxidschicht 2b wird auf der Silizium­ dioxidschicht die Sekundärspule 4 (die zweite Dünn­ schichtspule) mit einer Dicke von 1 bis 3 µm (z. B. 1 µm) ausgebildet. Schließlich wird noch eine Siliziumdioxid­ schicht 2c mit einer Dicke von 1 bis 2 µm auf der Ober­ fläche der Sekundärspule 4 ausgebildet, wodurch der inte­ grierte Dünnschichtübertrager 1a entsteht. Die Anzahl der Windungen der Primärspule 3 und der Sekundärspule 4 ist 4, wobei beide Spulen 3 und 4 mit dem gleichen Spiral­ muster und dergleichen relativen Lage in bezug auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 ausgebildet werden. Aufgrund der Tatsache, daß beim integrierten Dünnschicht­ übertrager gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Leitungs­ breite und Länge der Primär- und Sekundärspulen 3 und 4 ca. halb so groß wie die der herkömmlichen Spulen von Dünnschichtübertragern 30 gemäß Fig. 1A und 1B sind, kann die von einem einzelnen Dünnschichtübertrager, d. h. A, B, C oder D, benötigte Fläche um 1/4 reduziert werden, und somit können auf der von einem herkömmlichen Dünn­ schichtübertrager 30 benötigten Fläche 4 erfindungs­ gemäße Spiralspulen-Dünnschichtübertrager mit gleicher Windungsanzahl angeordnet werden. Gemäß diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Dicke der Spurleiterbahn des inte­ grierten Dünnschichtübertrager 1a gleich der gemäß dem Stand der Technik auf 1 µm festgelegt, wodurch der Spulenleiterbahnwiderstand mit dem des Standes der Tech­ nik vergleichbar ist. Hinsichtlich der zum Ausbilden der dünnen Schichten für die Primär- und Sekundärwicklung in 3 und 4 verwendeten Materialien können beispielsweise Halbleitermaterialien wie Polysilizium sowie Metallmaterialien mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden.

Fig. 3 zeigt bin Ersatzschaltbild des integrierten Dünn­ schichtübertragers 1a gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Bei diesem integrierten Dünnschichtübertrager 1a werden vier Primärspulen 3 elektrisch miteinander verbunden, welche die Primärspule des Dünnschichtübertragers A, die Primärspule des Dünnschichtübertragers B, die Primärspule des Dünnschichtübertragers C und die Primärspule des Dünnschichtübertragers D sind. Für die Sekundärspulen 4 werden die Sekundärspulen der Dünnschichtübertrager A, B, C und D parallel elektrisch verbunden. Gemäß Fig. 3 ist beispielsweise der Eingangsanschluß EIN 1 durch das gemeinsame Verbinden der Anschlüsse A1, B1, C1 und D1 der Primärspulen der Dünnschichtübertrager A, B, C und D und der Eingangsanschluß EIN 2 durch das gemeinsame Verbinden der Anschlüsse A2, B2, C2 und D2 der Primärspulen festgelegt, wodurch die Eingangsanschlüsse EIN 1 und EIN 2 als Primärschaltung des integrierten Dünnschichtüber­ tragers 1a definiert sind. Der Ausgangsanschluß AUS 1 ist durch das gemeinsame Verbinden der Anschlüsse A3, B3, C3 und D3 der Primärspulen der Dünnschichtübertrager A, B, C und D und der Ausgangsanschluß AUS 2 durch das gemeinsame Verbinden der Anschlüsse A4, B4, C4 und D4 der Primärspulen festgelegt, wodurch die Ausgangsanschlüsse AUS 1 und AUS 2 als Sekundärschaltung des integrierten Dünnschichtübertragers 1a definiert sind.

In einem derartigen integrierten Dünnschichtübertrager 1a kann eine ausreichend hohe Intensität des durch die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D erzeugten elektrischen Feldes erhalten und die Leistung des Über­ tragers verbessert werden. Im einzelnen besitzt beim integrierten Dünnschichtübertrager 1a jeder der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D an der Außenseite der letzten Windung der Dünnschichtspule einen benachbarten Dünnschichtübertrager mit einem Abstand (Übertrager- Abstand), der den Abständen d_a, d_b, d_c und d_d entspricht; diese Struktur garantiert eine ausreichend hohe Intensität des an der äußersten Wicklung der Spule entstehenden magnetischen Feldes, an der, ohne die gegenseitige Wirkung der Magnetfelder, das durch eine einzelne Spule erzeugte magnetische Feld normalerweise nicht so stark ist. Da sowohl die Übertragerleistung als auch die Integration der Übertragerkomponenten erhöht werden kann, ist beim integrierten Dünnschichtübertrager 1a die gegenseitige Induktivität zwei- bis dreimal so groß (z. B. 2,5mal) wie beim herkömmlichen Dünnschicht­ übertrager 30, sofern gleiche Ströme in den einzelnen Dünnschichtübertragern A, B, C und D und dem herkömm­ lichen Dünnschichtübertrager 30 verwendet werden. Da die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D im inte­ grierten Dünnschichtübertrager 1a elektrisch parallel miteinander verbunden sind, ist der Gesamtwiderstand des integrierten Dünnschichtübertragers 1a ca. 1/4 vom Wider­ stand des herkömmlichen Dünnschichtübertragers 30. Der Energieumwandlungswirkungsgrad beim Energieübertragen von der Primärspule zur Sekundärspule wird nachfolgend anhand von Q-Werten im Vergleich zum Q-Wert des herkömmlichen Dünnschichtübertragers 30 bestimmt:
Q = ωL/R
der Q-Wert, Q₃₀ des herkömmlichen Dünnschichtübertragers 30 ist gegeben durch Q₃₀ = ωL₃₀-/R₃₀-(1),
und
der Q-Wert, Q₁, des integrierten Dünnschichtübertragers 1a ist gegeben durch Q₁ = ωL₁/R₁-(2).

Unter Verwendung der Beziehung von L₁ = 2,5 L₃₀ und R₁ = 0,25 R₃₀ ergibt sich folgende Gleichung (2′),
Q1 = ω 2,5 L₃₀/0,25 R₃₀ = 10 ωL₃₀/R₃₀-(2′).

Demnach ist der Energieumwandlungswirkungsgrad bei Be­ rücksichtigung der Q-Werte beim integrierten Dünnschicht­ übertrager 1a gemäß diesem Ausführungsbeispiel 10mal größer als beim herkömmlichen Dünnschichtübertrager 30.

Da bei diesem integrierten Dünnschichtübertrager 1a die Dünnschichtübertrager A, B, C und D in einem zwei­ dimensionalen Aufbau auf dem gleichen Substrat angeordnet sind und die Abstände D1, D2, D3 und D4 zwischen benachbarten Dünnschichtübertragern gleich groß mit den Abständen bzw. Spalten d_a, d_b, d_c und d_d der Spulenmuster für die Primär- und Sekundärspulen sind, wirken die äußersten Windungen der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D elektromagnetisch miteinander; dadurch wird ein an den äußersten Spulenwindungen erzeugtes elek­ trisches Feld genügend groß und es kann eine ausreichend hohe gegenseitige Induktivität des integrierten Dünn­ schichtübertragers 1a erreicht werden, was zu einer Ver­ besserung des Energieumwandlungswirkungsgrades beim Über­ tragen von elektrischer Energie von der Primärspule zur Sekundärspule führt. Aufgrund der Tatsachen daß sich die Größe der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D mit Verkleinerung der Spulenbreite und Spaltbreite des Spulenmusters der Primär- und Sekundärspulen 3 und 4 verkleinert, erhöht sich darüberhinaus die benötigte Fläche für den gesamten integrierten Dünnschichtüber­ trager 1a nicht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Dünn­ schichtübertrager A, B, C und D des integrierten Dünn­ schichtübertragers 1a elektrisch parallel miteinander verbunden. Der Schaltungsaufbau ist nicht auf diesen beschränkt, sondern kann auch eine Kombination von Parallel- und Serienschaltungen der Spulen aufweisen. In jedem dieser Fälle kann die Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers 1a durch die Auswahl von angemes­ senen Werten für die Anzahl der Dünnschichtübertrager­ komponenten, die Anzahl der Windungen eines jeden Dünnschichtübertragers und den Widerstand der Spulen­ schaltung des Dünnschichtübertragers optimiert werden. Beispielsweise kann für die gegenseitige Induktivität des integrierten Dünnschichtübertragers 1a bei diesem Ausführungsbeispiel, in dem alle einzelnen Dünn­ schichtübertrager A, B, C und D parallel miteinander ver­ bunden sind, ein 2,5mal größerer Wert als beim herkömm­ lichen Dünnschichtübertrager 30 erhalten werden. Beim integrierten Dünnschichtübertrager, in dem alle einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D seriell miteinander verbunden sind, ist die gegenseitige Induktivität 0,6mal so groß wie beim herkömmlichen Dünnschichtübertrager 30. Darüber hinaus kann im Falle des Kombinierens von Serien- und Parallelschaltungen, bei dem zwei Sätze von paarweise parallel miteinander verbundenen Übertragern seriell mit­ einander verbunden sind, die gegenseitige Leitfähigkeit 2,5mal größer als beim herkömmlichen Dünnschichtüber­ trager 30 werden.

Es ist möglich, die Abstände zwischen den benachbarten einzelnen Dünnschichtübertragern d₁, d₂, d₃ und d₄ kleiner als die Spalte der Spulenmuster der Primär- und Sekundärspulen d_a, d_b, d_c und d_d zu wählen. Ferner ist es möglich, die Abstände der benachbarten einzelnen Dünn­ schichtübertrager d₁, d₂, d₃ und d₄ beliebig kleiner als die Spaltbreite des Spulenmusters der Primär- und Sekun­ därspulen d_a, d_b, d_c und d_d zu wählen.

Modifikation des Ausführungsbeispiels 1

Als Modifikation des integrierten Dünnschichtübertragers 1a des ersten Ausführungsbeispiels kann durch Ver­ ringerung der Windungszahl der einzelnen Dünnschicht­ übertrager A, B, C und D, wobei der Spulenwiderstand verringert wird, der Energieumwandlungswirkungsgrad er­ höht sowie die Ausmaße des integrierten Dünnschicht­ übertragers lag verringert werden. Beispielsweise kann, falls der integrierte Dünnschichtübertrager aus Dünn­ schichtübertragern A, B, C und D mit drei Spulenwindungen besteht, als eine Modifikation des integrierten Dünn­ schichtübertragers 1a gemäß Fig. 2 die gegenseitige Induktivität des modifizierten integrierten Dünnschicht­ übertragers gegenüber dem herkömmlichen Dünnschichtüber­ trager um das 1,3fache erhöht werden, und der Widerstand des modifizierten integrierten Dünnschichtübertragers da­ rüberhinaus um ca. 30% bezüglich des ursprünglichen integrierten Dünnschichtübertragers 1a verringert werden. Nachfolgend ist die Energieumwandlungswirkungsgrad bei der Energieübertragung von der Primärspule zur Sekundär­ spule in Q-Werten im Vergleich zu Q-Werten des herkömm­ lichen Dünnschichtübertragers 30 festgelegt; der Q-Wert Q₁, des modifizierten herkömmlichen Dünnschichtüber­ tragers ist gegeben durch:

Q₁′ = ωL1′-/R₁′-(3).

Unter Verwendung der Umwandlung, L₁′ = 1,3 L₃₀ und R₁′ = 0,18 R₃₀, ergibt sich aus Gleichung (3) folgende Gleichung (3′),

Q₁′ = ω 1,3 L₃₀/0,18 R₃₀ = 7,2 ω L₃₀/R₃₀-(3′).

Demnach ist der Energieumwandlungswirkungsgrad in Q- Werten beim modifizierten integrierten Dünnschichtüber­ trager gemäß dieser Modifikation des Ausführungsbei­ spiels 1 um das 7,2fache größer als beim herkömmlichen Dünnschichtübertrager 30. Ferner ist die vom modifizier­ ten integrierten Dünnschichtübertrager benötigte Fläche um ca. 60% geringer als die des herkömmlichen Dünn­ schichtübertragers, was zu einer Erhöhung des Energie­ umwandlungswirkungsgrades pro Flächeneinheit führt.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 4 zeigt die Struktur eines integrierten Dünnschicht­ übertragers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Struktur des inte­ grierten Dünnschichtübertragers nahezu gleich der Struk­ tur des integrierten Dünnschichtübertragers 1a gemäß Aus­ führungsbeispiel 1, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und redundante Einzelheiten bzw. Beschreibungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 4 ist das charakteristische Merkmal des integrierten Dünnschichtübertragers 2a dieses Aus­ führungsbeispiels dadurch gegeben, daß die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D in einer linear symmetrischen Geometrie bezüglich einem Paar von recht­ winklig zueinander und durch den Mittelpunkt zwischen benachbarten Dünnschichtübertragern angeordneten Linien, welche sich auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 befinden, ausgebildet sind. Die Dünnschichtübertrager A und B sind in einer linear symmetrischen Geometrie bezüg­ lich des geraden Liniensegments 21 angeordnet, welches durch den Mittelpunkt zwischen diesen Übertragern führt. Entsprechend sind die Dünnschichtübertrager A und C in einer linear symmetrischen Geometrie bezüglich des gera­ den Liniensegments 22, die Dünnschichtübertrager B und D bezüglich des geraden Liniensegments 23 und die Dünn­ schichtübertrager C und D bezüglich des geraden Linien­ segments 24 in einer linear symmetrischen Geometrie ange­ ordnet.

Beim vorstehend beschriebenen integrierten Dünnschicht­ übertrager 2a fließen die Ströme in den äußersten Spulensegmenten in der gleichen Richtung, wenn ein elek­ trischer Strom an die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D angelegt wird. Falls die einzelnen Dünn­ schichtübertrager A, B, C und D wie beim Ausführungs­ beispiel 1 parallel miteinander verbunden sind und bei­ spielsweise eine positive Spannung an den mit den An­ schlüssen A1, B1, C1 und D1 der Primärspulen verbundenen Eingangsanschluß EIN 1 angelegt wird, fließt ein elek­ trischer Strom in Richtung I₁ innerhalb des äußersten Segments C_AB des dem Dünnschichtübertrager B gegenüber­ liegenden Dünnschichtübertragers A, und ein elektrischer Strom in Richtung I₂ innerhalb des äußersten Segments C_BA des dem Dünnschichtübertrager A gegenüberliegenden Dünn­ schichtübertragers B. Innerhalb des äußersten Segments C_AC des dem Dünnschichtübertrager C gegenüberliegenden Dünnschichtübertrager A fließt ein elektrischer Strom in Richtung I₂ und innerhalb des äußersten Segments C_CA des dem Dünnschichtübertragers A gegenüberliegenden Dünn­ schichtübertragers B fließt ein elektrischer Strom in Richtung I₂. Innerhalb der äußersten Segmente C_BD C_DB der sich gegenüberliegenden Dünnschichtübertrager A und B fließen elektrische Ströme in Richtung I₃ und innerhalb der äußersten Segmente C_CD und C_DC der sich gegen­ überliegenden Dünnschichtübertrager C und D fließen elek­ trische Ströme in Richtung I₄. Da bei diesem Aus­ führungsbeispiel die elektrischen Ströme in den äußersten Spulensegmenten der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D des integrierten Dünnschichtübertragers 2a in einer Richtung fließen, existiert außerhalb der äußersten Spulensegmente ein Spulensegment in dem der elektrische Strom phasensynchron fließt, d. h. die effektive Spulen­ windungszahl steigt, was zu einer Leistungssteigerung des Übertragers bezüglich des Energieumwandlungswirkungs­ grades anhand einer verstärkten magnetischen Feld­ wechselwirkung und Bindung an den äußersten Spulen­ segmenten führt, an denen die Intensität des allgemeinen magnetischen Feldes in der Spiralspule relativ gering ist.

Selbst wenn die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D derart angeordnet sind, daß der elektrische Strom in den äußersten Segmenten der Spulen der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D in einer einheit­ lichen Richtung fließt, werden die Richtungen der Ströme aufgrund des durch die nicht symmetrische Verschiebung des Layouts der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D und der Verbindungskapazitäten an ihren Ver­ bindungsanschlüssen erzeugten Phasenwechsel verschoben. Zum Verringern der Verschlechterung aufgrund der Phasenverschiebung innerhalb der Spulenströme und zum Be­ schränken der Phasenverschiebung auf einen Bereich zwischen 0 und π ist es notwendig die veränderlichen Kapazitäten und relativen Kapazitäten zwischen Isola­ tionsschicht und Substrat durch Einstellen der Spulen­ segmentrichtung, des Spulenzwischenabstands und der Isolationsschichtdicke auf dem Substrat zu steuern. Falls, wie beim integrierten Dünnschichtübertrager 2a gemäß diesem Ausführungsbeispiel, die gleich großen ein­ zelnen Dünnschichtübertrager mit einem gleichen Zwischen­ abstand angeordnet und parallel miteinander verbunden sind, so wird eine Phasenverschiebung von maximal π/2 beobachtet, was darauf hindeutet, daß die zyklische Phasenverschiebung in dem durch die äußersten Spulen­ segmente fließenden Strom nicht auftritt.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 5 zeigt die Struktur eines integrierten Dünn­ schichtübertragers gemäß einem dritten Ausführungsbei­ spiel. Die Struktur des integrierten Dünnschicht­ übertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 sehr ähnlich, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und redundante Einzelheiten bzw. Beschreibungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 5 unterscheidet sich der integrierte Dünn­ schichtübertrager 3a vom integrierten Dünnschicht­ übertrager 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 darin, daß die äußersten Spulenteile, der die einzelnen Dünn­ schichtübertrager A, B, C und D bildenden Spiralspulen eine gemeinsame Spule enthalten, welche von einem Paar von benachbarten Dünnschichtübertragern geteilt wird. D.h., daß beim integrierten Dünnschichtübertrager 3a das Spulenmuster derart ausgebildet ist, daß sich die äußersten Teile der Spulensegmente der sich gegen­ überliegenden Dünnschichtübertrager A und B und die äußersten Teile der Spulensegmente der sich gegen­ überliegenden Dünnschichtübertrager B und A überlappen, und damit die Spule C₁ als äußerste Spule C₁ des Dünnschichtübertragers A und des Dünnschichtübertragers B festgelegt wird. In gleicher Weise teilen sich beim integrierten Dünnschichtübertrager 3a gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel die Dünnschichtübertrager A und C die Spule C₂, die Dünnschichtübertrager B und D die Spule C₃ und die Dünnschichtübertrager C und D die Spule C₄.

Beim vorstehend genannten integrierten Dünnschicht­ übertrager 3a sind die Phasen, der in den gemeinsamen Spulen C₁, C₂, C₃ und C₄ der äußersten Spulenteile der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D vollständig miteinander synchronisiert, und man kann eine durch die gemeinsamen Spulen C₁, C₂, C₃ und C₄ fließende Stromgröße erhalten, welche doppelt so hoch ist wie die innerhalb der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D fließenden Stromgrößen. Deshalb kann die durch diese Dünnschichtübertrager entwickelte Intensität des magneti­ schen Feldes ausreichend hoch aufgebaut werden, wodurch sich die gegenseitige Induktivität weiter erhöht. Beispielsweise erhält man beim integrierten Dünn­ schichtübertrager 3a gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine 1,3- bis 2mal so große gegenseitige Induktivität wie beim integrierten Dünnschichtübertrager 2a gemäß Ausfüh­ rungsbeispiel 2. Darüber hinaus kann das Spulenmuster zum Ausbilden einer Spiralspule vereinfacht werden und ihre benötigte Fläche verringert werden, da beim integrierten Dünnschichtübertrager 3a gemäß diesem Ausführungsbeispiel die einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D derart angeordnet sind, daß benachbarte Dünnschichtübertrager ihre äußersten Spulen C₁, C₂, C₃ und C₄ teilen können.

Einen ähnlichen Effekt kann man dadurch erhalten, daß wenigstens eine gemeinsame Spule, die beim integrierten Dünnschichtübertrager von benachbarten Dünnschicht­ übertragern geteilt wird, sowie das Layoutbeispiel der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D des integrierten Dünnschichtübertragers 3a dieses Ausfüh­ rungsbeispiels verwendet wird.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 6A und 6B zeigen die Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß einem vierten Ausführungs­ beispiel. Fig. 6A zeigt eine Draufsicht der Struktur eines integrierten Dünnschichtübertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel und Fig. 6B zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI. Die Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel ist der Struktur des integrierten Dünn­ schichtübertragers 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 sehr ähnlich, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und redundante Einzelheiten bzw. Beschrei­ bungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 6A und 6B unterscheidet sich der integrierte Dünnschichtübertrager 4a vom Dünnschichtübertrager 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 darin, daß vier Schichten von Dünnschichtspulen mit dazwischenliegender Siliziumdioxid­ schicht auf einer Siliziumsubratoberfläche ausgebildet sind.

Vergleichbar zum integrierten Dünnschichtübertrager 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 sind beim integrierten Dünn­ schichtübertrager 4a nach dem Ausbilden der Primär- und Sekundärspulen 3 und 4 auf der Siliziumsubstratoberfläche und dem Entwickeln einer 0,1 bis 2 µm dicken Siliziumdioxidschicht 2a auf diesen Spulen 3 und 4, und dem Ausbilden einer 0,1 bis 0,2 µm dicken Siliziumdioxidschicht 2d auf der Oberfläche der zweiten Spule 4, eine Tertiärspule 5 mit einer Dicke zwischen 1 und 3 µm (z. B. 1 µm) in gleicher Weise wie die Primär- und Sekundärspulen 3 und 4 ausgebildet. Als nächstes wird nach dem Erzeugen einer 0,1 bis 2 µm dicken Siliziumdioxidschicht 2e auf der Oberfläche der Tertiär­ spule 3 eine vierte Spule 6 mit einer Dicke von 1 bis 3 µm (z. B. 1 µm) auf der Siliziumdioxidschicht 2e ausgebildet und schließlich eine Siliziumdioxidschicht 2f mit einer Dicke von 1 bis 2 µm auf der Oberfläche der vierten Spule 6 erzeugt, womit ein vollständiger inte­ grierter Dünnschichtübertrager 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel entsteht. Gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Windungszahl der Primär-, Sekundär-, Tertiär- und vierten Spule 3 bis 6 jeweils vier, wobei jede Spule mit einem identischen Spiral­ spulenmuster an der gleichen Stelle auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet ist.

Zum Verbinden des vorstehend beschriebenen integrierten Dünnschichtübertragers 4a werden wie in den Aus­ führungsbeispielen 1 oder 3 die einzelnen Spulen der Primär-, Sekundär-, Tertiär- und vierten Spule 3 bis 6 parallel miteinander verbunden, wobei ferner die Pri­ märspule 3 und die vierte Spule 6 zum Erzeugen der Primärschaltung parallel miteinander verbunden werden. Andererseits werden zum Erzeugen der Sekundärschaltung die Sekundärspule 4 und die Tertiärspule 5 parallel miteinander verbunden. Beim integrierten Dünnschicht­ übertrager 4a zeigt es sich als besonders vorteilhaft, da die vom gesamten integrierten Dünnschichtübertrager 4a erzeugte magnetische Feldintensität sehr hoch ist, ohne dabei die vom gesamten integrierten Dünnschichtübertrager 4a benötigte Fläche zu erhöhen; anhand der Mehr­ fachschicht-Spiralspulen und der erhöhten Intensität des Magnetfeldes, welches durch die Integration der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D ähnlich wie in den Ausführungsbeispielen 1 oder 3 erzeugt wird, wird dieser Effekt ermöglicht.

Beim integrierten Dünnschichtübertrager 4a können auch andere Anschlußmuster zum Verbinden der einzelnen Dünnschichtübertrager verwendet werden, mit Ausnahme des Verbindungsverfahrens dieses Ausführungsbeispiels, bei dem parallele und serielle Verbindungsmuster bezüglich der einzelnen Dünnschichtübertrager A, B, C und D und der Primär-, Sekundär-, Tertiär- und vierten Spulen 3 bis 6 Verwendung finden.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 7 zeigt die Struktur eines integrierten Dünn­ schichtübertragers gemäß einem fünften Ausführungs­ beispiel. Die Struktur des integrierten Dünnschicht­ übertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 sehr ähnlich, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, und redundante Einzelheiten bzw. Beschreibungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 7 unterscheidet sich der integrierte Dünn­ schichtübertrager 5a vom integrierten Dünnschichtüber­ trager 2a gemäß Ausführungsbeispiel 2 darin, daß magne­ tische Materialschichten 7 und 8 zwischen dem Silizium­ substrat 1 und der Primärspule 3, und an der Oberfläche der Sekundärspule 4 ausgebildet sind. Beim integrierten Dünnschichtübertrager 5a werden nach dem Ausbilden einer Siliziumdioxidschicht 2a mit einer Dicke von 0,1 bis 2 µm auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 die magne­ tische Materialschicht 7 mit einer Dicke von 0,1 bis 1 µm und die Siliziumdioxidschicht 2g mit einer Dicke von 0,1 bis 2 µm an der Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 2a ausgebildet. Nachfolgend wird die Primärspule 3 an der Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 2g durch den prä­ zisen Prozeß eines Aufdampfungsverfahrens und litho­ grafischen Verfahrens ausgebildet. Auf sich wiederholende Art und Weise werden die Siliziumdioxidschicht 2b, die Sekundärspule 4, die Siliziumdioxidschicht 2h, die magnetische Materialschicht 8 und die Silizium­ dioxidschicht 2i nacheinander auf der Primärspule aus­ gebildet und schließlich der integrierte Dünnschicht­ übertrager 5a dieses Ausführungsbeispiels vollständig er­ zeugt.

Da der Verlust des magnetischen Flusses durch eine Struk­ tur verringert wird, bei der der magnetische Fluß von den magnetischen Materialschichten 7 und 8 gehalten wird sowie durch die hervorragende Intensität des magnetischen Feldes aufgrund der Integration der einzelnen Dünn­ schichtübertrager wie in Ausführungsbeispiel 2 beschrie­ ben, kann bei dem wie vorstehend aufgebauten integrierten Dünnschichtübertrager 5a die durch die integrierten Dünnschichtübertrager erzeugte Intensität des magne­ tischen Feldes weiter erhöht werden. Für die magnetischen Materialschichten können magnetische Materialien wie z. B. Co, Ni, Fe und Cu verwendet werden, welche durch ein Aufdampfungsverfahren in ein gewünschtes Spulenmuster geformt werden.

Ausführungsbeispiel 6

Fig. 8 zeigt die Struktur eines integrierten Dünnschicht­ übertragers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Die Struktur des integrierten Dünnschichtübertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Struktur des inte­ grierten Dünnschichtübertragers 5a gemäß Ausführungs­ beispiel 5 sehr ähnlich, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und redundante Ein­ zelheiten bzw. Beschreibungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 8 unterscheidet sich der integrierte Dünn­ schichtübertrager 6a vom integrierten Dünnschichtüber­ trager 5a gemäß Ausführungsbeispiel 5 darin, daß der Aufbau der magnetischen Materialschicht verschieden ist. Beim integrierten Dünnschichtübertrager 6a wird die magnetische Materialschicht 9 zwischen der Primärspule 3 und der Sekundärspule 4 mit ihren Siliziumdioxidschichten 2j und 2k ausgebildet.

Auch beim gemäß Fig. 8 aufgebauten integrierten Dünn­ schichtübertrager 6a erhält man durch die magnetische Materialschicht 9 einen ähnlichen Effekt wie beim inte­ grierten Dünnschichtübertrager 5a gemäß Ausführungsbei­ spiel 5.

In den Ausführungsbeispielen 1 und 6 ist die Integration von vier gleich großen Dünnschichtübertragern auf einem Substrat offenbart. Erfindungsgemäß ist jedoch die Anzahl der zu einer einzelnen Einheit von Dünnschichtübertragern integrierten einzelnen Dünnschichtübertragern nicht auf diese Anzahl begrenzt, sondern kann auch drei und weniger oder fünf und mehr betragen.

Ausführungsbeispiel 7

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9A und 9B, Fig. 10A und 10B und Fig. 11A und 11B der Dünnschichtübertrager gemäß einem siebten Ausführungs­ beispiel beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die erste Dünnschichtspule aus zwei Einheiten eines ersten Spulenteils und eines zweiten Spulenteils und auch die zweite Dünnschichtspule besteht aus zwei Einheiten eines dritten Spulenteils und eines vierten Spulenteils. Fig. 9A zeigt eine Draufsicht eines Spulenmusters des einzelnen Dünnschichtübertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel und Fig. 9B zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IX-IX des Spulenmusters gemäß Fig. 9A. Fig. 10A zeigt eine Drauf­ sicht eines Spulenmusters der den Dünnschichtübertrager gemäß diesem Ausführungsbeispiel bildenden ersten Dünnschichtspule und Fig. 10B zeigt eine Draufsicht eines Spulenmusters der zweiten Dünnschichtspule. Fig. 11A zeigt eine Draufsicht eines Spiralmusters des unteren Spulenteils (der erste und dritte Spulenteil) und Fig. 11B zeigt eine Draufsicht eines Spiralmusters des oberen Spulenteils (der zweite und vierte Spulenteil) des Dünnschichtübertragers gemäß diesem Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 9A und 9B besteht der Dünnschichtübertrager 30 aus der ersten, aus Aluminium (leitendes Material) bestehenden Dünnschichtspule 32, welche auf der Ober­ fläche des Substrats 31 ausgebildet ist und eine Dicke von 1 bis 3 µm und eine Breite von 10 bis 200 µm aufweist, und der zweiten, aus Aluminium (leitendes Material) bestehenden Dünnschichtspule 34, welche auf der Isolationsschicht 33 über der ersten Dünnschichtspule 32 ausgebildet ist und eine Dicke von 1 bis 3 µm und eine Breite von 10 bis 200 µm aufweist, wobei beide der ersten und zweiten Dünnschichtspulen 32 und 34 eine identische Form und Größe der Spulendicke und des Spulenspaltes aufweisen, wodurch man den erlaubten Abstand zwischen den leitenden Materialteilen erhält. Die erste Dünnschicht­ spule 32 weist einen ersten Spulenteil 321 und einen zweiten Spulenteil 322 auf; der erste Spulenteil 321 besteht aus einem leitenden Material, welches spiral­ förmig auf der Oberfläche des Substrats 31 unter der Iso­ lationsschicht 33 mit einem vorbestimmten Spalt zwischen benachbarten Spulensegmenten ausgebildet ist und einen Anschluß 323 am Ende seiner äußersten Schleife 321a aufweist. Der zweite Spulenteil 322 besteht aus einem leitenden Material, welches spiralförmig auf der Ober­ fläche der Isolationsschicht 33 mit einem vorbestimmten Spalt zwischen den benachbarten Spulensegmenten ausge­ bildet ist, wobei das Ende der inneren Schleife 322b mit dem Ende der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 durch ein in der Isolationsschicht 33 ausgebildetes Verbindungsloch 331 verbunden ist. Ein Anschluß 324 bezeichnet das Ende der äußersten Schleife 322a des zweiten Spulenteils 322. Andererseits weist die zweite Dünnschichtspule 34 einen dritten Spulenteil 341 und einen vierten Spulenteil 342 auf; der dritte Spulenteil 341 besteht aus leitendem Material, welches spiralförmig auf der Oberfläche des Substrats 31 unter der Iso­ lationsschicht 33 mit einem vorbestimmten Spalt zwischen benachbarten Spulensegmenten ausgebildet ist, und einen Anschluß 343 am Ende seiner äußersten Schleife 341a aufweist. Der vierte Spulenteil 342 besteht aus leitendem Material, welches spiralförmig auf der Oberfläche der Isolationsschicht 33 mit einem vorbestimmten Spalt zwischen benachbarten Spulensegmenten ausgebildet ist, wobei das Ende der inneren Schleife 342b mit dem Ende der inneren Schleife 341b des dritten Spulenteils 341 durch ein in der Isolationsschicht 33 ausgebildetes Verbin­ dungsloch 332 elektrisch miteinander verbunden ist. Ein Anschluß 344 bezeichnet das Ende der äußersten Schleife 342a des vierten Spulenteils 342.

Gemäß Fig. 11A sind der erste Spulenteil 321 und der dritte Spulenteil 351 voneinander getrennt, im unteren Teil der Isolationsschicht 33, ausgebildet und gemäß Fig. 11B sind der zweite Spulenteil 322 und der vierte Spulenteil 342 voneinander getrennt, im oberen Teil der Isolationsschicht 33, ausgebildet. Gemäß Fig. 10A ist in der ersten Dünnschichtspule 32 der erste Spulenteil 321 und der zweite Spulenteil 322 elektrisch miteinander in Serie verbunden, wobei das Ende 321b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 und das Ende 322b der inneren Schleife des zweiten Spulenteils 322 durch das in der Isolationsschicht 33 ausgebildete Verbindungsloch 331 elektrisch miteinander verbunden sind.

In ähnlicher Weise sind gemäß Fig. 10B in der zweiten Dünnschichtspule 34 der erste Spulenteil 341 und der zweite Spulenteil 342 in Serie miteinander elektrisch verbunden, wobei das Ende 341b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 341 und das Ende 342b der inneren Schleife des zweiten Spulenteils 342 durch ein in der Isolationsschicht 33 ausgebildetes Verbindungsloch 332 elektrisch miteinander verbunden sind. Gemäß Fig. 10A und 10B weisen die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 identische Spiralmuster auf, wobei ihre Entwicklungsbereiche derart festgelegt sind, daß die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 sich gegenseitig überlappen, falls man sie um einen gedachten Mittelpunkt innerhalb des aus der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünn­ schichtspule 34 bestehenden Dünnschichtübertragers 30 gedacht rotieren läßt. Da gemäß Fig. 9A der Entwick­ lungsbereich der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 und ihre Spiralmuster iden­ tisch sind, wird der sich überlappende Bereich maximal.

Der vorstehend beschriebene Dünnschichtübertrager 30 wird mit folgendem Prozeß hergestellt.

Als erstes wird gemäß Fig. 9B eine Siliziumdioxidschicht für die Isolationsschicht 33a mit einer Dicke von 0,1 bis 2 µm auf dem aus Silizium bestehenden Substrat 31 ausgebildet. Als nächstes wird eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 1 bis 3 µm für die erste Dünnschichtspule 321 und die dritte Dünnschichtspule 341 als untere Spulenteile auf der Oberfläche der Isolationsschicht 33a ausgebildet. Nachfolgend werden das erste Spulenteil 321 und das dritte Spulenteil 341 als Aluminiumver­ drahtungsleitungen mit einer Breite von 10 bis 200 µm durch einen lithografischen oder Ätz-Prozeß zum Fest­ legen eines Musters der Spulenteile 321 und 341 aus­ gebildet.

Anschließend wird eine Siliziumdioxidschicht mit einer Dicke von ca. 0,1 bis 2 µm als Isolationsschicht 33b auf der Oberfläche der Spulenteile 321 und 341 entwickelt.

Danach werden die Verbindungslöcher 331 und 332 ausge­ bildet, welche jeweils dem Ende 321b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 und dem Ende 341b der inneren Schleife des dritten Spulenteils 341 entsprechen.

Daraufhin wird eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 1 bis 3 µm zum Ausbilden des zweiten Spulenteils 322 und des vierten Spulenteils 342 als oberen Spulenteil auf der Oberfläche der Isolationsschicht 33b entwickelt. Durch lithografische und Ätz-Prozesse werden zum Festlegen der Muster des zweiten Spulenteils 322 und des vierten Spulenteils 342 gemäß Fig. 11B Aluminiumverdrahtungslei­ tungen mit einer Breite von 10 bis 200 µm ausgebildet.

Nachfolgend werden die Verbindungslöcher 331 und 332 entwickelt und das Ende 321b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 und das Ende 322b der inneren Schleife des zweiten Spulenteils 322 durch das in der Isolationsschicht 33 befindliche Verbindungsloch 331 elektrisch miteinander verbunden. Das erste Spulenteil 321 und das zweite Spulenteil 322 werden dann seriell miteinander verbunden und die erste Dünnschichtspule 32 entwickelt; das Ende 341b der inneren Schleife des dritten Spulenteils 341 und das Ende 342b der inneren Schleife des vierten Spulenteils 342 werden durch das in der Isolationsschicht 33 befindliche Verbindungsloch 332 elektrisch miteinander verbunden. Das dritte Spulenteil 341 und das vierte Spulenteil 342 werden seriell mit­ einander verbunden und anschließend die zweite Dünn­ schichtspule 34 entwickelt. Als nächstes wird eine als Isolationsschicht 33c verwendete Siliziumdioxidschicht mit einer Dicke von ca. 0,1 bis 2 µm auf der Oberfläche der ersten und zweiten Dünnschichtspule 32 und 34 ausge­ bildet. In der Isolationsschicht 33c werden Verbindungs­ löcher ausgebildet, welche jeweils dem Anschluß 321a der äußeren Schleife des ersten Spulenteils 321, dem Anschluß 322a der äußeren Schleife des zweiten Spulenteils 322, dem Anschluß 341a der äußeren Schleife des dritten Spulenteils 341 und dem Anschluß 342a der äußeren Schleife des vierten Spulenteils 342 entsprechen. Folg­ lich entsteht an der äußeren Seite des Entwick­ lungsbereichs des Dünnschichtübertragers 30 der Anschluß 321a der äußeren Schleife des ersten Spulenteils 321, der Anschluß 322a der äußeren Schleife des zweiten Spulen­ teils 322, der Anschluß 341a der äußeren Schleife des dritten Spulenteils 341 und der Anschluß 342a der äußeren Schleife des vierten Spulenteils 342 zum Festlegen der entsprechenden Anschlüsse 323, 324, 343 und 344.

Beim vorstehend beschriebenen Dünnschichtübertrager 30 befindet sich jeder der Anschlüsse 323, 324, 343 und 344 an der äußeren Schleife der Spulen, da die erste Dünnschichtspule 32 derart ausgebildet ist, daß der erste Spulenteil 321 und der zweite Spulenteil 322 mit den Anschlüssen 321b und 322b der inneren Schleifen der ersten und zweiten Spulenteile miteinander verbunden wer­ den kann, da die zweite Dünnschichtspule 34 derart aus­ gebildet ist, daß der dritte Spulenteil 341 und der vierte Spulenteil 342 mit den Anschlüssen 341b und 342b der inneren Schleife der dritten und vierten Spulenteile miteinander verbunden werden können.

Daher kann das externe magnetische Feld, falls es durch den Stromfluß in den Stromversorgungszuführungsdrähten erzeugt wird, das durch die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 erzeugte allgemeine magne­ tische Feld nicht stören, da an der inneren Spulen­ schleife die höchste Intensität des durch den Dünn­ schichtübertrager 30 erzeugten magnetischen Flusses er­ halten werden kann und kein Bedarf zum Anschließen eines Stromversorgungsdrahtes zu einem innerhalb der inneren Schleife der Spule ausgebildeten Anschluß besteht. Selbst im Falle, daß eine Dünnschichtübertragervorrichtung durch Integration einer Vielzahl von Dünnschichtübertragern 30 ausgebildet wird, welche in einem eindimensionalen Feld auf dem Substrat 31 angeordnet sind, können nur durch die Verwendung der an den äußeren Schleifen der Spulen angeordneten Anschlüsse 323, 324, 343 und 344 die Verdrahtungsmuster gemeinsam mit den Komponenten der Dünnschichtspulen der einzelnen Dünnschichtübertrager 30 unmittelbar zum Verbinden der Zuführungsdrähte zum Ver­ sorgen der Spulen mit elektrischen Strom verwendet werden. Daher kann ein integrierter Dünnschichtübertrager kostengünstig und in einem einfachen Prozeß hergestellt werden, da die Verdrahtung ohne Draht-Bonden möglich ist.

Die für den ersten Spulenteil 321, den zweiten Spulenteil 322, den dritten Spulenteil 341 und den vierten Spulen­ teil 342 verwendeten Spiralmuster sind bezüglich der Verdrahtungsbreite und des Spaltes miteinander identisch, wodurch die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 in einem identischen Spiralmuster ausgebildet werden und ihre Entwicklungsbereiche derart festgelegt sind, daß die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 sich gegeneinander über­ lappen, wenn sie um einen gedachten Mittelpunkt des Dünnschichtübertragers 30 gedacht rotieren. Daher erhält man zwischen der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 einen genügend großen Magnet­ feld-Kopplungswirkungsgrad, da der Entwicklungsbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule 32 und 34 sowie ihre Spiralmuster miteinander identisch sind und dadurch ihr überlappender Bereich maximal ist.

Ausführungsbeispiel 8

Fig. 12A offenbart eine einzelne Einheit eines Dünn­ schichtübertragers gemäß einem achten Ausführungs­ beispiel. Der Dünnschichtübertrager in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist eine Modifikation des Dünnschicht­ übertragers gemäß Ausführungsbeispiel 7. Sein charak­ teristisches Merkmal bezieht sich auf den Verbin­ dungsaufbau der Spulenenden, bei denen der Anschluß der inneren Schleife des ersten Spulenteils mit der inneren Schleife des zweiten Spulenteils in der ersten Dünn­ schichtspule verbunden ist, und auf den Verbindungsaufbau der Spulenenden, bei denen der Anschluß der inneren Schleife des dritten Spulenteils mit der inneren Schleife des vierten Spulenteils in der ersten Dünnschichtspule verbunden ist. Diese zwei Verbindungsaufbauten sind nahe­ zu identisch. Daher zeigt Fig. 12A den Verbindungsaufbau der Spulenenden, bei denen die Anschlüsse der inneren Schleife des ersten Spulenteils und die innere Schleife des zweiten Spulenteils in der ersten Dünnschichtspule verbunden sind. Die übrigen Teile der weiteren Kompo­ nenten des Dünnschichtübertragers gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel haben eine ähnliche Struktur wie der Dünnschichtübertrager gemäß dem Ausführungsbeispiel 7, weshalb ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen sind und redundante Beschreibungsteile an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Gemäß Fig. 12A weist beim Dünnschichtübertrager 30 dieses Ausführungsbeispiels das in der Isolationsschicht 23 ausgebildete Verbindungsloch, welches der Verbindung zwischen dem Ende 321b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 und dem Ende 322b der inneren Schleife des zweiten Spulenteils 322 dient, die beide zur ersten Dünnschichtspule 32 gehören, eine konische Form 333 auf, bei dem der Querschnitt der inneren Seitenwand 332 von seiner unteren Schicht zur oberen Schicht hin schritt­ weise ansteigt.

Im Vergleich dazu zeigt Fig. 12B eine gewöhnliche und herkömmliche Form des Endes 321b der inneren Schleife des ersten Spulenteils 321 und das Ende 322b der inneren Schleife des zweiten Spulenteils 322, bei dem die beiden Enden über ein Verbindungsloch 331 miteinander verbunden werden, welches keine konische Form aufweist. Im Ver­ bindungsteil gemäß Fig. 12B verringert sich beim Ausbil­ den der zweiten Spule 322 durch einen Aufdampfungsprozeß oder Vakuumabscheideprozeß die Dicke der am Seitenwand­ teil und Bodenteil des Verbindungslochs 331 ausgebildeten zweiten Spule 322 um ca. 20 bis 30% im Vergleich zum Ver­ bindungsteil gemäß Fig. 12A. Demgegenüber weist der Verbindungsteil dieses Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12A sowohl an der inneren Seitenwand 332 als auch am Bodenteil 335 des Verbindungslochs 331 nahezu die gleiche Dicke auf wie die zweite Spule, welche über das Verbin­ dungsloch 331 hinausragt.

Beim Dünnschichtübertrager 30 dieses Ausführungsbeispiels entsteht daher kein dünner Teil im zweiten Spulenteil 322, wodurch der Widerstand der zweiten Spule ausreichend gering blei 53229 00070 552 001000280000000200012000285915311800040 0002004317545 00004 53110bt und daher der Gesamtwiderstand des Über­ tragers verringert werden kann.

Beim konischen Formen des Verbindungslochs 331 gemäß dem Dünnschichtübertrager 30 dieses Ausführungsbeispiels ist es beispielsweise wünschenswert, ein kombiniertes Gas von CF₄ und O₂ als Ätzgas in einem Trockenätzverfahren für die Isolationsschicht 33 zu verwenden. Beim herkömm­ lichen Prozeß zum Ausbilden des Verbindungslochs wird Aluminium zum Ausbilden der leitfähigen unteren und oberen Schichtmuster mit einer Leitungsbreite von 10 µm und einer Leitungsdicke von 2 µm als leitendes Material verwendet. Falls der Kontaktbereich zwischen der oberen und unteren Schicht 10 µm×10 µm groß ist, der innere Durchmesser des Verbindungslochs 311 5 µm groß ist und die Dicke der Isolationsschicht 33 1 µm beträgt, beträgt beim anisotropischen Äztprozeß die Dicke der Aluminium­ schicht außerhalb des Verbindungslochs ca. 1,5 bis 2 µm und innerhalb des Verbindungslochs maximal 0,6 µm. Dem­ gegenüber ist gemäß Fig. 12A dieses Ausführungsbeispiels bei Verwendung eines isotropischen Ätzprozesses, die Größe des Kontaktbereiches zwischen der oberen Schicht und der unteren Schicht am Boden des Verbindungslochs 331 5 µm×5 µm und die Größe der Öffnungskante der oberen Schicht an der Oberseite des Verbindungslochs 331 beträgt 9 µm×9 µm, weshalb das Verbindungsloch mit einem 30° Winkel konisch geformt werden kann. Die Dicke der oberen Aluminiumschicht (zweite Spule 322) kann somit konstant zwischen ca. 1,5 µm und 2 µm vom äußeren Teil außerhalb des Verbindungslochs 331 bis zum konischen Teil innerhalb des Verbindungslochs 331 beibehalten werden. Folglich kann der Widerstand der Aluminiumschicht (zweite Spule 322) innerhalb des Verbindungslochs 331 im Vergleich zum herkömmlichen Übertrager gemäß Fig. 12B um ca. 1/3 verringert werden, wodurch der Widerstandsverlust des Dünnschichtübertragers beträchtlich verringert wird.

Ausführungsbeispiel 9

Im folgenden ist, mit Bezug auf die Fig. 13A und 13B, eine einzelne Einheit eines Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 9 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Dünnschicht-Übertrager in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Modifizierung des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 7 und seine Eigenschaft bezieht sich auf eine Verbindungsstruktur des Endes des äußeren Schleife des ersten Spulenteils, der in der ersten Dünnschichtspule enthalten ist, und auf eine Verbindungsstruktur des Endes der inneren Schleife des dritten Spulenteils, der in der zweiten Dünnschichtspule enthalten ist. Daher wird in Fig. 12A die Verbindungsstruktur der Enden der Spulen gezeigt, mit den Anschlüsse der inneren Schleife des ersten Spulenteils und der inneren Schleife der zweiten Spulenteils der ersten Dünnschichtspule. Deswegen besitzen der Hauptkomponenten in diesem Ausführungsbeispiel, abgesehen von der Verbindungsstruktur des Dünnschicht-Übertragers, nahezu dieselbe Struktur wie der Dünnschicht-Übertrager im Ausführungsbeispiel 7; daher werden dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird hier weggelassen.

Fig. 13A ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 9 der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 13B eine Schnittansicht entlang der XIII-XIII Linie.

In den Fig. 13A und 13B wird im Dünnschicht-Übertrager 30, nach der Bildung des ersten Spulenteils 321 der ersten Dünnschichtspule 32 und des dritten Spulenteils 341 der zweiten Dünnschichtspule 34 im Entwicklungsprozeß der unteren Aluminium-Verdrahtungsschicht, bei der Bildung des Verbindungslochs 331 in der Isolierschicht 31 der zweite Spulenteil 322 der ersten Dünnschichtspule 32 und der vierte Spulenteil 342 der zweiten Dünnschichtspule 34 im Entwicklungsprozeß der oberen Aluminium-Verdrahtungsschicht, nach der Bildung des ersten Spulenteils 321 der ersten Dünnschichtspule 32 und des dritten Spulenteils 341 der zweiten Dünnschichtspule 34, gebildet; während das Ende 321a der äußeren Schleife des ersten Spulenteils 321 und das Ende 341a der äußeren Schleife des dritten Spulenteils 341 derart hergestellt werden, daß sie aufwärts offengelegt werden, werden der zweite Spulenteil 322 der ersten Dünnschichtspule 32 und der vierte Spulenteil 342 der zweiten Dünnschichtspule 34 gebildet. Und, isoliert vom zweiten Spulenteil 322 und vom vierten Spulenteil 342, werden die stehende leitende Schicht 41 auf dem Ende 321a der äußeren Schleife des ersten Spulenteils 321 und die stehende leitende Schicht 42 auf dem Ende 341a der äußeren Schleife des dritten Spulenteils 341 derart hergestellt, daß sie übrig bleiben. Als Ergebnis davon, so wie in Fig. 13B erkennbar, die die Schnittansicht um das Ende 321 der äußeren Schleife des ersten Spulenteils 321 der ersten Dünnschichtspule 32 zeigt, da der mögliche Anschluß des Endes 321 unter der Isolierschicht 33 die stehende leitende Schicht 41 ist, die in derselben Schicht enthalten ist wie das Ende 322a der äußeren Schleife des zweiten Spulenteils 322, können die Höckerelektroden 431 und 432 frei von unterbrochenen Lücken und Formen gebildet werden.

Wie vorstehend beschrieben, im Dünnschicht-Übertrager 30 aus diesem Ausführungsbeispiel, da die Höckerelektroden 431 und 432 keine unterbrochenen Lücken und Formen enthalten, auch wenn eine Verbindungsstruktur, die die Höckerelektroden 431 und 432 enthält, verwendet wird, wird es geschätzt, daß zuverlässige und einheitliche Verdrahtungsmuster geschaffen werden können. Zusätzlich, so wie keine Notwendigkeit zur Vorbereitung von einem Extraprozeß oder einer Extravorrichtung besteht, kann die Zuverlässigkeit der Verbindungsteile direkt vergrößert werden, ohne die Herstellungskosten der Dünnschicht-Übertrager zu erhöhen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann es erlaubt sein, das im Ausführungsbeispiel 8 beschriebene konische Verbindungsloch zu verwenden, um die Verminderung der Verdrahtungsbreite in der oberen Aluminiumschicht zur Bildung der Spulen zu vermeiden.

Ausführungsbeispiel 10

Im folgenden ist, mit Bezug auf die Fig. 14, 15A und 15A, eine einzelne Einheit eines Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 10 der vorliegenden Erfindung beschreiben. Der Dünnschicht-Übertrager in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Modifizierung des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 7 und seine Eigenschaft bezieht sich auf die Struktur der Spulen, die in der ersten Dünnschichtspule und der zweiten Dünnschichtspule enthalten sind. Daher besitzen die Hauptkomponenten außer der Struktur der Spulen in diesem Ausführungsbeispiel nahezu dieselbe Struktur wie der Dünnschicht-Übertrager im Ausführungsbeispiel 7; dieselben Teile werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird weggelassen.

Fig. 14 ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 15A ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster des Unter-Schicht Spulenteils zeigt, das den Dünnschicht-Übertrager in Fig. 14 bildet, und Fig. 15B ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster des Ober-Schicht Spulenteils davon zeigt.

In den Fig. 14, 15A und 15B, auch in dem Dünnschicht-Übertrager 30 dieses Ausführungsbeispiels, werden auf der Oberfläche des Substrats die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 gebildet. Beide, die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34, besitzen eine identische Form und Größe der Dicke der Spule und der Spulenlücke, die den erlaubten Abstand zwischen leitenden Materialteilen beibehält. Die erste Dünnschichtspule 32 besitzt den ersten Spulenteil 321 und den zweiten Spulenteil 322; der erste Spulenteil 321 besteht aus leitendem Material, das spiralförmig auf der Oberfläche des Substrats 31 entwickelt ist unter der Isolierschicht 33 mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten; der zweite Spulenteil 322 besteht aus einem leitenden Material, das spiralförmig auf der Oberfläche der Isolierschicht 33 mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten entwickelt ist; und das Ende der inneren Schleife 322b ist elektrisch mit dem Ende der inneren Schleife der ersten Spulenteils 321 über das in der Isolierschicht 33 gebildete Verbindungsloch 331 verbunden, und ein Anschluß 324 ist an dem Ende der äußersten Schleife 322a des zweiten Spulenteils 322 festgelegt. Andererseits, besitzt die zweite Dünnschichtspule 34 den dritten Spulenteil 341 und den vierten Spulenteil 342; der dritte Spulenteil 341 besteht aus leitendem Material, das spiralförmig auf der Oberfläche des Substrats 31 entwickelt ist, unter der Isolierschicht 33 mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten, und besitzt einen Anschluß 343 an dem Ende seiner äußersten Schleife 341a; der vierte Spulenteil 342 besteht aus einem leitenden Material, das spiralförmig auf der Oberfläche der Isolierschicht 33 entwickelt ist, mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten, und das Ende der inneren Schleife 342b ist elektrisch mit dem Ende der inneren Schleife 341b des dritten Spulenteils 341 über das in der Isolierschicht 33 gebildete Verbindungsloch 332 verbunden, und ein Anschluß 344 ist am Ende der äußersten Schleife 342a des vierten Spulenteils 342 definiert.

Im Dünnschicht-Übertrager 30 dieses Ausführungsbeispiels bestehen der erste Spulenteil 321 und der zweite Spulenteil 322, die die erste Dünnschichtspule 32 bilden, aus zwei Paaren von leitenden Schichten 321x, 321y, 322x und 322y, wobei jedes Paar eine identische Verdrahtungsbreite und Lücke besitzt und, in jedem Paar, ein Paar von leitenden Schichten elektrisch parallel verbunden ist. Angenommen, daß das Verhältnis der Verdrahtungsbreite zur Verdrahtungslücke im Spiralmuster der Dünnschichtspule des Ausführungsbeispiels 7 als 1 : 1 angenommen wird, wobei jede Spule der Dünnschichtspule aus einer einzelnen leitenden Schicht besteht, beträgt das Verhältnis der Verdrahtungsbreite zur Verdrahtungslücke im Spiralmuster der Dünnschichtspule dieses Ausführungsbeispiels 0,5 : 0,5, und so ist die Teilung dieses Ausführungsbeispiels dieselbe wie die in Ausführungsbeispiel 7.

Im nach der vorstehend beschriebenen Struktur gebildeten Dünnschicht-Übertrager 30 wird, da die Teilung des Spiralmusters dieselbe ist wie die im Ausführungsbeispiel 7, der Gleichstrom-Widerstand der Spule nicht verbessert, d. h. nicht verringert, aber der gesamte Oberflächenbereich der leitenden Schicht wird ausgedehnt aufgrund der vielen Paare von leitenden Schichten, und daher kann der Widerstand im Hochfrequenzbereich verringert werden. So wird die elektrische Stromverteilung im Hochfrequenzbereich auf der Oberfläche der leitenden Schicht aufgrund des Skin-Effekts lokalisiert, und der Widerstandsverlust des Übertragers aufgrund des Skin-Effekts kann durch Verwendung der Spulenstruktur, in der der Oberflächenbereich der leitenden Schicht ausgedehnt wird, verringert werden, wodurch der Leistungsverlust des Übertragers vermindert wird.

Ausführungsbeispiel 11

Im folgenden ist, mit Bezug auf Fig. 16, eine einzelne Einheit des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 11 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 16 ist eine Draufsicht, die die gesamte Konfiguration der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.

Diese Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung ist eine integrierte Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung (eine Übertrager-Vorrichtung, die den zweiten Teil der vorliegenden Erfindung verwendet), in der eine Vielzahl von einzelnen Dünnschicht-Übertragern, die jeder aus dem Dünnschicht-Übertrager aus dem Ausführungsbeispiel 7 bestehen, in einem zweidimensionalen Gitterfeld angeordnet ist. Daher werden dieselben Teile, die in beiden Ausführungsbeispielen verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 15 und ihre überflüssige Erklärung wird weggelassen.

In Fig. 16 besitzt der integrierte Dünnschicht-Übertrager 50 in diesem Ausführungsbeispiel ein 4×4 Matrixfeld Layout des Dünnschicht-Übertragers 30 des Ausführungsbeispiels 7, in dem die vier Dünnschicht-Übertrager als einzelne Gruppe in Serie verbunden sind und vier Gruppen parallel verbunden sind. Der Abstand zwischen benachbarten Dünnschicht-Übertragern 30 ist derart festgelegt, daß er kleiner oder gleich der Verdrahtungslücke der ersten Dünnschichtspule 34 und der zweiten Dünnschichtspule 34 ist. Die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 besitzen ein identisches spiralförmiges Muster, und ein Paar von einzelnen Dünnschicht-Übertragern 30, die zueinander in vertikaler Richtung in Fig. 16 benachbart sind, sind liniensymmetrisch plaziert, mit Rücksicht auf die sich in horizontaler Richtung ausdehnende und den Mittelpunkt zwischen diesen zwei Dünnschicht-Übertragern 30 passierende gerade Linie in Fig. 16. Zusätzlich sind die Dünnschichtspulen 32 in einem Paar von einzelnen zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Dünnschicht-Übertragern 30 miteinander verbunden, und ebenso sind die Dünnschichtspulen 32 in diesen zwei Dünnschicht-Übertragern 30 miteinander verbunden.

Im Dünnschicht-Übertager 50 ist es, da alle Anschlüsse der Dünnschicht-Übertrager 30 an der äußeren Schleife der Spulen plaziert sind, einfach, benachbarte Dünnschicht-Übertrager 30 ohne Durchführung von Drahtbonden zu verbinden. Zusätzlich, da die Anschlüsse des Dünnschicht-Übertragers 50 selbst außerhalb als der Primärspulenanschluß E der ersten Dünnschichtspule 32 oder der Sekundärspulenanschluß F der zweiten Dünnschichtspule 34 definiert sind, ist es auch einfach die Verdrahtung zum Dünnschicht-Übertrager 50 zu verbinden.

In den Fig. 17A und 17B wird ein modifiziertes Beispiel des integrierten Dünnschicht-Übertragers 50 des Ausführungsbeispiels 11 gezeigt. Fig. 17A ist eine Draufsicht, die die Layoutstruktur eines einzelnen Dünnschicht-Übertragers im modifizierten Beispiel des integrierten Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 11 der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 17B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII.

In den Fig. 17A und 17B wird in der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung 60 die untere magnetische Materialschicht 61 innerhalb der Isolierschicht 33 zwischen der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 auf dem Substrat 31 gebildet. Die obere magnetische Materialschicht 62 wird innerhalb der Isolierschicht 33 nahe der obersten Schichtseite gebildet. Aufgrund dieser Konfiguration kann, im Vergleich mit dem integrierten Dünnschicht-Übertrager aus dem Ausführungsbeispiel 11, die Intensität des magnetischen Felds, das sich rund um die Spule entwickelt, vergrößert werden, und desweiteren, da der magnetische Fluß durch die untere magnetische Materialschicht 61 und die obere magnetische Materialschicht eingefangen werden kann, kann der Leckverlust des magnetischen Flusses reduziert werden, und demzufolge die Intensität des magnetischen Feldes weiter vermehrt werden.

Ausführungsbeispiel 12

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Fig. 18A und 18B, eine einzelne Einheit eines Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 12 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 18A ist eine Draufsicht, die die Struktur der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 12 der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 18B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVIII-XVIII, und Fig. 18C ist ein Ersatzschaltbild des Dünnschicht-Übertragers. Die Struktur des einzelnen Dünnschicht-Übertragers, der den integrierten Dünnschicht-Übertrager dieses Ausführungsbeispiels bildet, ist nahezu gleich dem des Dünnschicht-Übertragers des Ausführungsbeispiels 7, und daher werden gleiche Teile, die in beiden Ausführungsbeispielen verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird weggelassen.

In den Fig. 18A und 18B werden, in dem integrierten Dünnschicht-Übertrager 70 in diesem Ausführungsbeispiel, auf der Oberfläche des Substrats die erste Dünnschichtspule 32 aus leitenden Materialien gebildet, und die zweite Dünnschichtspule 34 wird aus leitenden Materialien auf der Isolierschicht gebildet, die auf der ersten Dünnschichtspule 32 auf dem Substrat entwickelt ist. Beide, die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 besitzen eine identische Form und Größe der Dicke der Spule und der Spulenlücke, und ihre Spiralmuster sind zueinander identisch. Die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 besitzen den Spulenteil, der aus einer Aluminiumleitung aus leitenden Materialien besteht und spiralförmig auf der Oberfläche des Substrats mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten entwickelt wird, und den Spulenteil, der aus einer Aluminiumleitung aus leitenden Materialien besteht und spiralförmig auf der Oberfläche der Isolierschicht mit einer festgelegten Lücke zwischen benachbarten Spulensegmenten entwickelt ist, wobei der erstgenannte auf der Ober-Schicht gebildete Spulenteil und der danach genannte unter der Unter-Schicht gebildete Spulenteil miteinander über das in der Isolierschicht gebildete Verbindungsloch an ihren Enden der inneren Schleifen ihrer Spulen verbunden sind. In dieser Konfiguration besitzt der einzelne Dünnschicht-Übertrager 30 keinen Anschluß innerhalb seines Entwicklungsbereichs.

Im integrierten Dünnschicht-Übertrager 70 dieses Ausführungsbeispiels bilden vier in Serien verbundene Sätze von vier Dünnschicht-Übertragern 30 vier parallel verbundene Spalten. Am Rand des integrierten Dünnschicht-Übertragers 70 sind der Primärspulenanschluß F_EIN und der Primärspulenanschluß F_AUS verbunden mit der ersten Dünnschichtspule 32 und der Sekundärspulenanschluß E_EIN und der Sekundärspulenanschluß E_AUS verbunden mit der zweiten Dünnschichtspule 34 angeordnet, und mit diesen so definierten Anschlüssen ist der durch die Ersatzschaltung nachgebildete integrierte Dünnschicht-Übertrager in Fig. 18C gezeigt.

Und weiterhin ist in dem Dünnschicht-Übertrager 70 dieses Ausführungsbeispiels ein Schutzring 71 aus magnetischem Material rund um den Entwicklungsbereich des Dünnschicht-Übertragers 30 angeordnet.

Mit diesem Layout kann in dem Dünnschicht-Übertrager 70 dieses Ausführungsbeispiels, da der Leckverlustfluß vom durch die Spulen erzeugten magnetischen Fluß reduziert werden kann, der Kopplungsfaktor der Spulen von ca. 0,99 und mehr erreicht werden, und daher ist der Umwandlungswirkungsgrad als Übertrager sehr hoch.

Bei den Herstellungsprozessen des integrierten Dünnschicht-Übertragers 70 in diesem Ausführungsbeispiel ist der Herstellungsprozeß des einzelnen Dünnschicht-Übertragers 30 derselbe wie der des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 7, der hier nicht wiederholt wird. Der Schutzring 71 aus dem magnetischen Material kann mittels des folgenden Verfahrens gebildet werden.

Zuerst, nach dem Bedecken der äußersten Oberfläche der Entwicklungsfläche des Dünnschicht-Übertragers 30 mit einer CVD Oxidschicht, wird abseits ein Kanalmuster mit einer Breite von 100 µm bis 200 µm gebildet, beispielsweise 2 µm bis 10 µm vom äußeren Rand des Entwicklungsbereichs des integrierten Dünnschicht-Übertragers 70 entfernt, unter Verwendung einer Photolithographie-Prozeßtechnologie. Beim Ätzen des Kanals wird eine relativ dicke Resistschicht mit einer Breite von 10 µm bis 20 µm oder eine photoempfindliche Polyimidschicht verwendet, die auf dem Entwicklungsbereich nach dem Ätzvorgang zurückbleibt.

Als nächstes, nachdem die Dünnschicht aus magnetischem Material mittels eines Sputterverfahrens oder ähnlichem entwickelt wird, bis die Dicke der Schicht 10 µm bis 20 µm beträgt, wird festgestellt, daß die Dünnschicht aus magnetischem Material an der Eckkante des Kanals geklappt wird, da das zunehmende Volumen der Dünnschicht aus magnetischem Material der Form der Eckkante des Kanals nicht folgen kann. In dem Zustand, daß die Dünnschicht aus magnetischem Material bricht, werden die Resist- und die photoempfindliche Polyimidschicht durch das flüssige Lösungsmittel entfernt und zur selben Zeit wird unnötige Dünnschicht aus magnetischem Material abgehoben. Als Resultat verbleibt die Dünnschicht aus magnetischem Material nur auf dem Boden und innerhalb des Kanals, und demzufolge ist der magnetische Schutzring 71 bestehend aus einer Dünnschicht aus magnetischem Material gebildet.

Der Schutzring 71 aus magnetischem Material kann bereits durch einfache Photolithographie-Prozeßtechnologie gebildet werden. In diesem Fall wird, nach dem Bedecken der äußersten Oberfläche des Entwicklungsbereichs des Dünnschicht-Übertragers 30 mit einer CVD Oxidschicht, Resist auf die Oxidschicht aufgebracht, und Resist wird entsprechend dem Muster zur Bildung des Schutzrings 71 aus magnetischem Material entfernt, als offener Kanal auf der Oberfläche dem Oxidschicht. Mittels Trockenätzen wird die Oxidschicht derart geätzt, daß ein Kanal in der Exidschicht gebildet wird. Als nächstes, nach der Entfernung des Resist, wird eine Dünnschicht aus magnetischem Material auf dem gesamten Entwicklungsgebiet gebildet, und als nächstes, wird wieder Resist auf die Dünnschicht aus magnetischem Material aufgebracht, und die Dünnschicht aus magrietischem Material wird selektiv durch Ätzen entfernt nach der Entfernung des Resist an dem offenen Bereich, abgesehen von dem Muster, das dem Schutzring 71 entspricht. Als Resultat wird schließlich der Schutzring 71 aus magnetischem Material errichtet. Schließlich, nach der Entfernung des Resist, wird der integrierte Dünnschicht-Übertrager 70 mit dem Schutzring aus magnetischem Material gebildet.

Ausführungsbeispiel 13

Im folgenden ist, mit Bezug auf die Fig. 19A und 19B, ein integrierter Dünnschicht-Übertrager (zusammengesetzter Typ Dünnschicht-Übertrager) im Ausführungsbeispiel 13 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 19A ist eine Draufsicht, die die Struktur der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 13 der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 19B ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX. Die Struktur des einzelnen Dünnschicht-Übertragers, der den integrierten Dünnschicht-Übertrager dieses Ausführungsbeispiels bildet, ist nahezu gleich der des Dünnschicht-Übertragers des Ausführungsbeispiels 7, und daher werden in beiden Ausführungsbeispielen verwendete gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird weggelassen.

In den Fig. 19A und 19B wird der einzelne Dünnschicht-Übertrager 30 des integrierten Dünnschicht-Übertragers 80 dieses Ausführungsbeispiels ebenso ohne Anschlüsse innerhalb der Spulenschleifen gebildet, und im integrierten Dünnschicht-Übertrager 80 wird das magnetische Material 81 in der Mitte der Spulenschleife des einzelnen Dünnschicht-Übertragers 30 mit einem ähnlichen Prozeß gebildet wie der magnetische Schutzring des integrierten Dünnschicht-Übertragers aus dem Ausführungsbeispiel 12.

Im integrierten Dünnschicht-Übertrager 80 dieses Ausführungsbeispiels kann, da der magnetische Widerstand in der Mitte des Dünnschicht-Übertragers 30, wo die Dichte des magnetischen Flusses am höchsten ist, extrem reduziert ist, der Umwandlungswirkungsgrad als Übertrager vergrößert werden.

Ausführungsbeispiel 14

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Fig. 20A und 20B, der integrierte Dünnschicht-Übertrager im Ausführungsbeispiel 14 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 20A ist eine Draufsicht, die die gesamte Struktur der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 14 der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 20B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XX-XX in Fig. 20A. Die Struktur des einzelnen Dünnschicht-Übertragers, der den integrierten Dünnschicht-Übertrager in diesem Ausführungsbeispiel bildet, ist nahezu gleich der der Dünnschicht-Übertragers aus dem Ausführungsbeispiel 7, und daher werden gleiche Teile, die in beiden Ausführungsbeispielen verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird hier nicht wiederholt.

In den Fig. 20A und 20B wird der einzelne Dünnschicht-Übertrager 30 des integrierten Dünnschicht-Übertragers 80 dieses Ausführungsbeispiels ebenso ohne Anschlüsse innerhalb der Spulenschleife gebildet. Andererseits werden auf der Unter-Schicht Seite und der Ober-Schicht Seite der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34, die beide die Dünnschichtspule 30 bilden, die untere magnetische Materialschicht 91 und die obere magnetische Materialschicht 92 gebildet. Innerhalb des Entwicklungsbereichs der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 enthält der Spulen-Lückenbereich (wo kein Spulensegment existiert) des einzelnen Spulenteils die Isolierschicht 31 nicht, und so sind die untere magnetische Materialschicht 91 und die obere magnetische Materialschicht 92 miteinander über den Entfernungsbereich 96 verbunden, wo kein Isoliermaterial enthalten ist.

Aufgrund dieser Konfiguration, im Vergleich mit dem integrierten Dünnschicht-Übertrager dieses Ausführungsbeispiels, kann die Intensität des rund um die Spule entwickelten magnetischen Felds vergrößert werden, und desweiteren, da der magnetische Fluß durch die untere magnetische Materialschicht 91 und die obere magnetische Materialschicht 92 eingefangen werden kann, kann der Leckverlust des magnetischen Flusses vermindert werden, und daher die Intensität des magnetischen Felds weiter erhöht werden. Zusätzlich, da der magnetische Widerstand in der Mitte des Dünnschicht-Übertragers 30, wo die magnetische Flußdichte am höchsten ist, extrem verringert wird, kann der Umwandlungswirkungsgrad als Übertrager vergrößert werden.

Ausführungsbeispiel 15

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Fig. 21A und 21B, der integrierte Dünnschicht-Übertrager im Ausführungsbeispiel 15 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 21A ist eine Draufsicht, die die gesamte Struktur der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 15 der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 21B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXI-XXI in Fig. 21A. Die Struktur des einzelnen Dünnschicht-Übertragers, der den integrierten Dünnschicht-Übertrager in diesem Ausführungsbeispiel bildet, ist nahezu gleich der des Dünnschicht-Übertragers aus dem Ausführungsbeispiel 7, und daher werden gleiche Teile, die in beiden Ausführungsbeispielen verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird hier nicht wiederholt.

In den Fig. 21A und 21B wird der einzelne Dünnschicht-Übertrager 30 des integrierten Dünnschicht-Übertragers 100 aus diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ohne Anschlüsse innerhalb der Spulenschleife gebildet. Andererseits werden an der Unter-Schicht Seite und der Ober-Schicht Seite der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34, die beide die Dünnschichtspule 30 bilden, die untere magnetische Materialschicht 101 und die obere magnetische Materialschicht 102 gebildet. Daher kann die Intensität des rund um die Spule entwickelten magnetischen Felds vergrößert werden, und desweiteren, da der magnetische Fluß durch die untere magnetische Materialschicht 101 und die obere magnetische Materialschicht 102 eingefangen werden kann, kann der Leckverlust des magnetischen Flusses verringert werden, und daher die Intensität des magnetischen Felds weiter erhöht werden.

Und desweiteren ist an der unteren magnetischen Materialschicht 101 und der oberen magnetischen Materialschicht 102, die in dem integrierten Dünnschicht-Übertrager 100 aus diesem Ausführungsbeispiel gebildet sind, ein Spalt 103 als Puffer für Wirbelstrom gebildet zum Nachlassen des Effekts des Wirbelstroms durch Brechen von Wirbelstrom. Die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 des Dünnschicht-Übertragers 30 sind derart gebildet, daß sie in der Form eines ebenen Spiralmusters geformt sind, in dem vier Eckteile 301 in jede Schleife kommen, einschließlich vier geraden Teilen 302 zwischen einem Paar der Eckteile 301, und der Spalt 103 der unteren magnetischen Materialschicht 101 und der oberen magnetischen Materialschicht 102 ist in einem Teil gebildet, der der Region entspricht, die sich zwischen den Eckteilen 301 an jeder Spulenschleife der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 erstreckt. Aufgrund dieser Konfiguration werden in dem im integrierten Dünnschicht-Übertrager 100 gebildeten Dünnschicht-Übertrager 30 die untere magnetische Materialschicht 101 und die obere magnetische Materialschicht, die für den innerhalb des Entwicklungsbereichs angeordneten Dünnschicht-Übertragers 30 gebildet sind, separat in einem Viereck geformt, und die für den Dünnschicht-Übertrager 30 gebildete, nahe dem Rand des Entwicklungsbereichs plazierte, untere magnetische Materialschicht 101 und obere magnetische Materialschicht 102 werden separat in einem Dreieck geformt.

Im wie vorstehend beschrieben strukturierten integrierten Dünnschicht-Übertrager 100, obwohl die magnetischen Materialschichten (die untere magnetische Materialschicht 101 und die obere magnetische Materialschicht 102), die einen großen Bereich beanspruchen, unter und über den einzelnen Dünnschichtspulen gebildet werden, obwohl der magnetische Fluß leicht durch den Spalt 103 hindurch treten kann, wird der Energieverlust aufgrund von Wirbelstrom (Wirbelstromverlust im magnetischen Material) so weit wie möglich reduziert, basierend auf dem Prinzip des Streifen-Kern-Übertragers, in dem der Weg des Wirbelstroms unterbrochen wird, und daher ist der Umwandlungswirkungsgrad als Übertrager sehr hoch.

Ausführungsbeispiel 16

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Fig. 22A und 22B der integrierte Dünnschicht-Übertrager im Ausführungsbeispiel 16 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 22A ist eine Draufsicht, die die gesamte Struktur der integrierten Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 16 der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 22B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXII-XXII in Fig. 22A. Die Struktur des einzelnen Dünnschicht-Übertragers, der den integrierten Dünnschicht-Übertrager dieses Ausführungsbeispiels bildet, ist nahezu gleich zu der des Dünnschicht-Übertragers des Ausführungsbeispiels 7, und daher werden gleiche Teile, die in beiden Ausführungsbeispielen verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre überflüssige Erklärung wird nicht wiederholt.

In den Fig. 22A und 22B wird der einzelne Dünnschicht-Übertrager 30 des integrierten Dünnschicht-Übertragers 110 dieses Ausführungsbeispiels ebenso ohne Anschlüsse innerhalb der Spulenschleife gebildet. Andererseits werden an der Unter-Schicht Seite und der Ober-Schicht Seite der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34, die beide die Dünnschichtspule 30 bilden, die untere magnetische Materialschicht 111 und die oberen magnetische Materialschicht 112 gebildet. Daher kann die Intensität des sich rund um die Spule entwickelnden magnetischen Felds vergrößert werden, und desweiteren, da der magnetische Fluß durch die untere magnetische Materialschicht 111 und die obere magnetische Materialschicht 112 eingefangen werden kann, kann der Leckverlust des magnetischen Flusses verringert werden, und daher kann die Intensität des magnetischen Felds weiter vergrößert werden.

Und weiterhin wird an der im integrierten Dünnschicht-Übertrager 110 dieses Ausführungsbeispiels gebildeten unteren magnetischen Materialschicht 111 und der oberen magnetischen Materialschicht 112 ein Spalt 113 als Puffer für Wirbelströme gebildet zum Nachlassen des Effekts der Wirbelströme durch Brechen von Wirbelstrom.

Die erste Dünnschichtspule 32 und die zweite Dünnschichtspule 34 des Dünnschicht-Übertragers 30 werden derart gebildet, daß sie eine ebene Spiralform haben, in der vier Eckteile 301 in jede Spule kommen, einschließlich vier gerader Teile 302 (parallele Teile) zwischen einem Paar von Eckteilen 301, und der Spalt 113 der unteren magnetischen Materialschicht 111 und der oberen magnetischen Materialschicht 112 ist an einem Teil gebildet, der der Region entspricht, die sich zwischen den Eckteilen 301 an jeder Spulenschleife der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 erstreckt, und desweiteren ist der Spalt 113 an einem Teil gebildet, der der Region entspricht, die sich zwischen den Eckteilen 301 an jeder Spulenschleife der ersten Dünnschichtspule 32 und der zweiten Dünnschichtspule 34 erstreckt.

Auch in dem wie vorstehend beschrieben strukturierten Dünnschicht-Übertrager 110 in diesem Ausführungsbeispiel, obwohl der magnetische Fluß leicht den Spalt 113 passieren kann, ist der Energieverlust aufgrund von Wirbelstrom so weit wie möglich vermindert, basierend auf dem Prinzip des Streifen-Kern-Übertragers, in dem der Wirbelstromweg unterbrochen ist, und daher der Umwandlungswirkungsgrad als Übertrager sehr hoch ist.

Ausführungsbeispiel 17

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Fig. 23A und 23B, 24A und 24B und 25A und 25B die integrierte Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung im Ausführungsbeispiel 17 der vorliegenden Erfindung (eine Dünnschicht-Übertrager-Vorrichtung, die den ersten Teil der vorliegenden Erfindung verwendet, der die erste und zweite Dünnschichtspule besitzt, wobei jede Spule eine verschiedene Anzahl von Windungen besitzt und eine verschiedene Anzahl von Verbindungen zwischen den Spulen, und die Anzahl der separaten und parallelen Wege für die einzelne Spulen in den Unter-Schicht Spulenteil und den Ober-Schicht Spulenteil drei oder mehr beträgt) beschrieben.

Fig. 23A ist eine Draufsicht, die ein Spulenmuster eine einzelnen Dünnschicht-Übertragers in diesem Ausführungsbeispiel zeigt, und Fig. 23B ist eine schematische Ansicht der Verbindungsstruktur zwischen den einzelnen Spulen in den ersten und zweiten Dünnschichtspulen, die den einzelnen Dünnschicht-Übertrager bilden.

Fig. 24A ist eine Draufsicht, die ein Spulenmuster der ersten Dünnschichtspule des Dünnschicht-Übertragers dieses Ausführungsbeispiels zeigt, und Fig. 24B ist eine Draufsicht, die ein Spulenmuster der zweiten Dünnschichtspule zeigt.

Fig. 25A ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster jedes Unter-Schicht Spulenteils (der erste oder dritte Unter-Schicht Spulenteil) zeigt, das den Dünnschicht-Übertrager dieses Ausführungsbeispiels bildet, und Fig. 25B ist eine Draufsicht, die ein Spiralmuster jedes Ober-Schicht Spulenteils (der erste oder dritte Ober-Schicht Spulenteil) des Dünnschicht-Übertragers dieses Ausführungsbeispiels zeigt.

Zuerst, in den Fig. 23A und 23B, besitzt der Dünnschicht-Übertrager 120 den ersten Dünnschicht-Übertrager 121, der aus auf dem Substrat entwickelten leitenden Materialien besteht, und den zweiten Dünnschicht-Übertrager 122, der auf der auf dem ersten Dünnschicht-Übertrager 121 gebildeten Isolierschicht entwickelt ist. Wie in Fig. 24A gezeigt, besitzt der Dünnschicht-Übertrager 120 eine erste Dünnschichtspule 121, die als spiralförmige Spule auf der Oberfläche des Substrats entwickelt ist und aus Aluminium besteht (leitendes Material), und besitzt eine Dicke von 1 µm bis 3 µm und eine Breite von 10 µm bis 200 µm. Auch besitzt der Dünnschicht-Übertrager 120 eine zweite Dünnschichtspule 122, die als spiralförmige Spule auf der Oberfläche dem Substrats entwickelt ist und aus Aluminium besteht (leitendes Material), und eine Dicke von 1 µm bis 3 µm und eine Breite von 10 µm bis 200 µm besitzt. Beide, die erste Dünnschichtspule 121 und die zweite Dünnschichtspule 122, bestehen aus einer Kombination von ersten oder dritten Unter-Schicht Spulenteilen 123, 124 und 125 und ersten oder dritten Ober-Schicht Spulenteilen 126, 127 und 128. Beide Dünnschichtspulen 121 und 122 besitzen dieselbe Form und Größe der Dicke der Spule und der Spulenlücke, die den erlaubten Abstand zwischen den leitenden Materialteilen beibehält. D.h., wie in Fig. 25A gezeigt, die ersten oder dritten Unter-Schicht Spulenteile 123, 124 und 125 befinden sich unterhalb der Isolierschicht, und, wie in Fig. 25B gezeigt, die ersten oder dritten Ober-Schicht Spulenteile 126, 127 und 128 befinden sich oberhalb der Isolierschicht. Die ersten oder dritten Unter-Schicht Spulenteile 123, 124 und 125 und die ersten oder dritten Ober-Schicht Spulenteile 126, 127 und 128 besitzen dieselbe Form und Größe der Dicke der Spule und der Spulenlücke, die den erlaubten Abstand zwischen leitenden Materialteilen einhält. Die Enden 123a, 124a und 125a der äußeren Schleife der ersten oder dritten Unter-Schicht Spulenteile 123, 124 und 125 befinden sich außerhalb der äußeren Schleife der Spulen. Zusätzlich befinden sich die Enden 126a, 127a und 128a der äußeren Schleife der ersten oder dritten Ober-Schicht Spulenteile 126, 127 und 128 außerhalb der äußeren Schleife der Spulen. In der ersten Dünnschichtspule 121 mit ihrer in Fig. 23B schematisch gezeigten Struktur sind das Ende 123b der inneren Schleife des ersten Unter-Schicht Spulenteils 123 und das Ende 128b der inneren Schleife der dritten Ober-Schicht Spulenteils 128 miteinander über das in der Isolierschicht gebildete Verbindungsloch 129a verbunden. Die Anschlüsse 121a und 121b sind als das Ende 123a der äußeren Schleife des ersten Unter-Schicht Spulenteils 123 und das Ende 128a der äußeren Schleife des dritten Ober-Schicht Spulenteils 128 definiert. Im Gegensatz dazu wird in der mit ihrer Struktur in Fig. 23B schematisch gezeigten ersten Dünnschichtspule 121 das Ende 124b der inneren Schleife des zweiten Unter-Schicht Spulenteils 124 und das Ende 127b der inneren Schleife des zweiten Ober-Schicht Spulenteils 127 miteinander über das in der Isolierschicht gebildete Verbindungsloch 129c verbunden. Das Ende 125b der inneren Schleife des dritten Unter-Schicht Spulenteils 125 und das Ende 126b des ersten Ober-Schicht Spulenteils werden miteinander über das in der Isolierschicht gebildete Verbindungsloch 129d verbunden. Die Anschlüsse 122a und 122b sind als das Ende 124a der äußeren Schleife des zweiten Unter-Schicht Spulenteils 124 und das Ende 126a der äußeren Schleife des zweiten Ober-Schicht Spulenteils 126 definiert.

Auch werden in dem gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur gebildeten Dünnschicht-Übertrager 120 die erste Dünnschichtspule 121 und die zweite Dünnschichtspule 122 elektrisch parallel miteinander verbunden mit einer festgelegten Kombination der Verbindungen zwischen den ersten oder dritten Unter-Schicht Spulenteilen 123, 124 und 125 und den ersten oder dritten Ober-Schicht Spulenteilen 126, 127 und 128. Die beiden Enden der Spulen bestehen aus den Enden 123a, 124a, 126a und 128a der Unter-Schicht oder Ober-Schicht Spulen. Die Anschlüsse 121a, 122a, 122b und 121b sind als diese Enden 123a, 124a, 126a und 128a der äußeren Schleife der Spulen definiert. Daher, da es keinen internen Anschluß innerhalb der Dünnschicht-Übertragers 120 gibt, wo der magnetische Fluß mit der maximalen Intensität erzeugt wird, ist es nicht notwendig metallische Verdrahtung innerhalb des Dünnschicht-Übertragers zu installieren. Das externe magnetische Feld, wenn es existiert, entwickelt durch den Stromfluß im metallischen Draht zur Zuführung elektrischer Energie, konnte das allgemeine durch die erste Dünnschichtspule 121 und die zweite Dünnschichtspule 122 gebildete magnetische Feld nicht stören. Zusätzlich, auch in dem Fall, in dem der integrierte Dünnschicht-Übertrager gebildet wurde, indem eine Vielzahl von Dünnschicht-Übertragern 120 auf der Oberfläche des Substrats angeordnet wurden, befinden sich die Anschlüsse 121a, 121b, 122a und 122b zum integrierten Dünnschicht-Übertrager nur an den äußeren Rändern und ermöglichen, mit Rücksicht auf das Verdrahtungsverfahren für den einzelnen Dünnschicht-Übertrager 120, daß die Verdrahtungsschicht mit den gebildeten leitenden Materialien zur selben Zeit gebildet wird, wenn die einzelnen Dünnschicht-Übertrager gebildet werden. Daher, da die Verdrahtung ohne Drahtbonden durchgeführt werden kann, kann ein integrierter Dünnschicht-Übertrager billig in einem vereinfachten Prozeß hergestellt werden, der zu demselben Effekt führt wie der Dünnschicht-Übertrager aus dem Ausführungsbeispiel 7.

Und desweiteren, werden in dem Dünnschicht-Übertrager 120 dieses Ausführungsbeispiels der erste Unter-Schicht Spulenteil 123 und der dritte Ober-Schicht Spulenteil 128 der ersten Dünnschichtspule 121 elektrisch miteinander in Serie verbunden. Der zweite Unter-Schicht Spulenteil 124, der zweiten Ober-Schicht Spulenteil 127, der dritte Unter-Schicht Spulenteil 125 und der erste Ober-Schicht Spulenteil 126 der zweiten Dünnschichtspule 122 werden elektrisch miteinander in Serie verbunden. Aufgrund dieser Konfiguration, da die Anzahl der Verbindungen in der ersten Dünnschichtspule 121 verschieden von der in der zweiten Dünnschichtspule 122 ist, ergibt sich das Verhältnis der Windungen der ersten Dünnschichtspule zu der denen der zweiten Dünnschichtspule 122 zu 1 : 2. Im Gegensatz dazu ist es, durch Auswahl der Anzahl der Verbindungen in den ersten und zweiten Dünnschichtspulen 121 und 122, möglich das Verhältnis der Anzahl der Windungen zu 2 : 1 zu machen. Zusätzlich kann das Verhältnis der Anzahl der Windungen der ersten Dünnschichtspule 121 und der der zweiten Dünnschichtspule 122 beliebig abhängig von der Anzahl der Verbindungen an dem Unter-Schicht Spulenteil und dem Ober-Schicht Spulenteil festgelegt werden. Beispielsweise, durch derartige Konstruktion, daß die Anzahl der parallelen Segmente der Spulen zur Bildung des Unter-Schicht Spulenteils bzw. des Ober-Schicht Spulenteils als 4 gewählt wird, dann kann ein Dünnschicht-Übertrager mit einem Verhältnis der Anzahl der Windungen von "1 : 3", "2 : 2" (gleich "1 : 1") oder "3 : 1" konfiguriert werden. Ähnlich, durch derartige Konstruktion, daß die Anzahl der parallelen Segmente der Spulen zur Bildung des Unter-Schicht Spulenteils bzw. der Ober-Schicht Spulenteils als 5 gewählt wird, kann leicht ein Dünnschicht-Übertrager mit einem Verhältnis der Anzahl der Windungen von "1 : 4", "2 : 3", "3 : 2" oder "4 : 1" konfiguriert werden.

Der Dünnschicht-Übertrager 120 mit der vorstehend beschriebenen Struktur kann leicht in dem folgenden Herstellungsverfahren ähnlich zu dem des Dünnschicht-Übertragers im Ausführungsbeispiel 7 hergestellt werden.

Beispielsweise, nach der Bildung einer Siliziumdioxidschicht mit einer Dicke von 0,1 µm bis 2 µm als Isolierschicht auf der Oberfläche des Substrats aus Silizium, wird eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 1 µm bis 3 µm auf der Siliziumdioxidschicht gebildet. Als nächstes wird die Aluminiumschicht in einem Lithographie-Prozeß oder Ätzprozeß behandelt, um ein Muster für Spulen zu bilden, das als erste oder dritte Unter-Schicht Spulenteile 123, 124 und 125 verwendet wird und eine Breite von 10 µm bis 200 µm als Aluminiumleitung besitzt, wie in Fig. 25A gezeigt. Zwischen diesen Spulen wird der erste Unter-Schicht Spulenteil 123 zur Bildung der ersten Dünnschichtspule 121 verwendet, der zweite und dritte Unter-Schicht Spulenteil 124 und 125 werden zur Bildung der zweiten Dünnschichtspule 122 verwendet.

Als nächstes, nach der Bildung einer Siliziumdioxidschicht als Isolierschicht mit einer Dicke von 0,1 µm bis 2 µm auf diesen "Aluminiumleitungs"-Spulen, werden die Verbindungslöcher 129a, 129b, 129c und 129d, entsprechend dem Ende 123b der inneren Schleife des ersten Unter-Schicht Spulenteils 123, dem Ende 124b der inneren Schleife dem zweiten Unter-Schicht Spulenteils 124, dem Ende 125a der äußeren Schleife des dritten Unter-Schicht Spulenteils 125 und dem Ende 125b der inneren Schleife des dritten Unter-Schicht-Spulenteils 125 eingerichtet, um offengelegt zu werden.

Als nächstes, nach der Bildung einer Aluminiumschicht mit einer Dicke von 1 µm bis 3 µm zur Bildung der Ober-Schicht Spulenteile und der Behandlung dieser Aluminiumschicht durch Lithographieprozeß und Ätzprozeß zur Bildung eines Spulenmusters, werden die ersten und dritten Ober-Schicht Spulenteile 126, 127 und 128 mit einer Breite von 10 µm bis 20 µm als Aluminiumleitungen gebildet. Mit diesem Prozessen werden die offenen Verbindungslöcher 129a, 129b, 129c und 129d mit Aluminium gefüllt und der Seitenteil der ersten und dritten Unter-Schicht Spulenteile 123, 124 und 125 mit den ersten und dritten Ober-Schicht Spulenteilen 126, 127 und 128 in der Struktur verbunden, wie in den Fig. 23A und 23A, 24A und 24B und 25A und 25B gezeigt.

Und anschließend wird eine Siliziumdioxidschicht als Isolierschicht mit einer Dicke von 0,1 µm bis 2 µm auf der Oberfläche der Ober-Schicht Spulenteile gebildet. Schließlich, durch derartige Konstruktion, daß die Anschlüsse 121a, 122a, 122b und 121b als offene Löcher am Ende 123 der äußeren Schleife des ersten Unter-Schicht Spulenteils 123, dem Ende 124a der äußeren Schleife des zweiten Unter-Schicht Spulenteils 124, dem Ende 126a der äußeren Schleife des ersten Ober-Schicht Spulenteils 126 und dem Ende 128a der äußeren Schleife des dritten Ober-Schicht Spulenteils 128 gebildet werden, kann der Dünnschicht-Übertrager 120 wie in den Fig. 23A und 23B vervollständigt werden.

Um das Verhältnis der Anzahl der Windungen des Unter-Schicht Spulenteils zu modifizieren, abhängig von der Verbindungsanzahl zwischen dem Unter-Schicht Spulenteil und dem Ober-Schicht Spulenteil, können Bedingungen für den Prozeß zur Bildung von Mustern auf den Aluminiumschichten und den Prozeß für die Öffnungslöcher in den Isolierschichten die Isolierschichten angepaßt werden, um festgelegt zu werden.

Die vorstehend erwähnten Strukturen, die für die Dünnschicht-Übertrager in den Ausführungsbeispielen 1 und 7 verwendet wurden, sind nicht auf die in diesem Ausführungsbeispiel offenbarten begrenzt, sondern jede Kombination von einzelnen Strukturen, allgemein zu den Dünnschicht-Übertragern in den Ausführungsbeispielen 1 und 7 ist erlaubt. Zusätzlich konnte die Anzahl der Windungen der Spulen der Dünnschicht-Übertrager und die Anzahl der einzelnen Dünnschicht-Übertrager, die in einer einzelnen Einheit des Dünnschicht-Übertragers zusammengefaßt sind, gewählt werden und modifiziert werden, abhängig von Zweck der Vorrichtung und daher sind sie nicht auf die beschriebenen Beispiele in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschränkt.

Claims (33)

1. Dünnschichtübertrager, gekennzeichnet durch:

• - eine erste Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Substratoberfläche ausgebildeten, leitenden Material besteht, und
• - eine zweite Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Isolierschicht, die auf der ersten Dünnschichtspule aufgebracht ist, ausgebildeten leitenden Material besteht,
• - wobei eine der ersten oder zweiten Dünnschichtspule so ausgebildet ist, daß jeweils eine einer Vielzahl von zumindest zweileitrigen, Unterschicht-Spulenteilen, die mit einem bestimmten Leitungsabstand, der in einer Richtung entlang einer Oberfläche des Substrats festgelegt ist, spiralförmig an der Unterseite der Isolierschicht angebracht sind, und eine einer Vielzahl von zumindest zweileitrigen, Oberschicht- Spulenteilen, die mit einem bestimmten Leitungsabstand, der in einer Richtung entlang einer Oberfläche des Substrats festgelegt ist, spiralförmig an der Oberseite der Isolierschicht angebracht sind, durch die Isolierschicht hindurch miteinander elektrisch verbunden werden können, und daß beide Enden der Spulenteile als ein außerhalb einer äußeren Schleife der Spulenteile befindlicher Anschluß festgelegt werden können,
• - wobei die andere der ersten und zweiten Dünnschichtspule so ausgebildet ist, daß jeweils eine andere der Vielzahl der Unterschicht-Spulenteile und eine andere der Vielzahl der Oberschicht-Spulenteile durch die Isolierschicht hindurch miteinander elektrisch verbunden werden können, und daß beide Enden der Spulenteile als ein außerhalb einer äußeren Schleife der Spulenteile befindlicher Anschluß festgelegt werden können,
• - wodurch die erste Dünnschichtspule und die zweite Dünnschichtspule je einen außerhalb einer äußeren Schleife der ersten und zweiten Dünnschichtspule befindlichen Anschluß aufweisen.

2. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die erste Dünnschichtspule aus einem ersten Spulenteil als Unterschicht-Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife des Unterschicht-Spulenteils befindlichen Anschluß aufweist, und aus einem zweiten Spulenteil als Oberschicht- Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife befindlichen Anschluß aufweist und der einen innerhalb einer Schleife befindlichen Anschluß aufweist, der elektrisch durch die Isolierschicht hindurch mit einem innerhalb einer Schleife des ersten Spulenteils befindlichen Anschluß verbunden ist, besteht, und daß
• - die zweite Dünnschichtspule aus einem dritten Spulenteil als Unterschicht-Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife des Unterschicht-Spulenteils befindlichen Anschluß aufweist, und einem vierten Spulenteil als Oberschicht- Spulenteil, der einen außerhalb einer äußeren Schleife befindlichen Anschluß aufweist und der einen innerhalb einer Schleife befindlichen Anschluß aufweist, der elektrisch durch die Isolierschicht hindurch mit einem innerhalb einer Schleife des ersten Spulenteils befindlichen Anschluß verbunden ist, besteht.

3. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dünnschichtspule nach einem identischen spiralförmigen Muster geformt sein, und eine Entwicklungsbereich der Spulen aufweisen, der so festgelegt ist, daß die erste Dünnschichtspule und die zweite Dünnschichtspule sich überlappen, wenn der Entwicklungsbereich hypothetischerweise um einen Punkt innerhalb einer inneren Schleife des Dünnschichtübertragers, der aus der ersten Dünnschichtspule und der zweiten Dünnschichtspule besteht, gedreht wird.

4. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberschicht-Spulenteil und der Unterschicht-Spulenteil aus drei oder mehr Leitungen geformt ist, und eine Windungszahl der ersten Dünnschichtspule ungleich zu einer Windungszahl der zweiten Dünnschichtspule ist, aufgrund eines Aufbaus, bei dem eine Zahl von Anschlüssen des Ober- und des Unterschicht-Spulenteils in der ersten und der zweiten Dünnschichtspule verschieden ist.

5. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse, die sich unterhalb der Isolierschicht befinden und zu einer Vielzahl von in der ersten und zweiten Dünnschichtspule enthaltenen Anschlüssen gehören, in gleicher Weise, wie der Oberschicht-Spulenteil durch eine aufgeschichtete leitende Schicht geformt und mit dem unteren Schicht der Isolierschicht verbunden sind.

6. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Wandung eines zur elektrischen Verbindung der durch die Isolierschicht getrennten Ober- und Unterschicht verwendeten Verbindungsloches einen konischen Abschnitt aufweist, dessen Querschnitt sich von der Unterschichtseite zur Oberschichtseite vergrößert.

7. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberschicht- und der Unterschicht- Spulenteil gleiche Leitungsbreiten und gleiche Leitungsabstände aufweist.

8. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Spulenteil des Oberschicht- und des Unterschicht-Spulenteils eine Vielzahl von Leitungen aufweist, die auf einer leitenden Schicht ausgebildet sind, elektrisch parallel verbunden sind und eine gleiche Leitungsbreite und einen gleichen Leitungsabstand aufweisen.

9. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwicklungsbereich der ersten und der zweiten Dünnschichtspule so festgelegt ist, daß ein Überlappungsbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule maximiert wird.

10. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen integrierten Aufbau einer Vielzahl von Dünnschichtübertragern, die nebeneinander auf dem Substrat angeordnet sind, wobei die Dünnschichtübertrager die erste und die zweite Dünnschichtspule besitzen, und wobei die Vielzahl von benachbarten Dünnschichtübertragern in einem Abstand angeordnet sind, der kleiner oder gleich den beiden Leitungsabständen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule ist.

11. Integrierter Dünnschichtübertrager mit einer Vielzahl von integriert nebeneinander auf einem Substrat angeordneten Dünnschichtübertragern, gekennzeichnet durch:

• - eine ersten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Substratoberfläche ausgebildeten, spiralförmigen, leitenden Material mit einen bestimmten Leitungsabstand besteht, und
• - eine zweiten Dünnschichtspule, die aus einem auf einer Isolierschicht, die auf der ersten Dünnschichtspule aufgebracht ist, ausgebildeten leitenden Material besteht,
• - wobei ein Abstand zwischen einem Paar benachbarter Dünnschichtübertrager kleiner oder gleich als beide der Leitungsbreiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ist.

12. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dünnschichtspule ein identisches Spiralmuster aufweisen und eine identische Lageposition auf einer Oberfläche des Substrats aufweisen.

13. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle ersten Dünnschichtspulen aus einer Vielzahl von Dünnschichtspulen miteinander in einer Parallelschaltung elektrisch verbunden sind, und daß alle zweiten Dünnschichtspulen aus der Vielzahl von Dünnschichtspulen miteinander in einer Parallelschaltung elektrisch verbunden sind.

14. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Dünnschichtübertrager achsensymmetrisch zu einer Mittellinie, die durch einen Mittelpunkt der Dünnschichtübertrager auf dem Substrat verläuft.

15. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar der benachbarten Dünnschichtübertrager ein gemeinsames Wicklungselement in einer äußersten Schleife der ersten Dünnschichtspule aufweist, und daß zumindest ein Paar der benachbarten Dünnschichtübertrager ein gemeinsames Wicklungselement in einer äußersten Schleife der zweiten Dünnschichtspule aufweist.

16. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Schicht, die durch eine Isolierschicht von der ersten und zweiten Dünnschichtspule getrennt ist, auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.

17. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht an zumindest einer der Stellen zwischen dem Substrat und der ersten Dünnschichtspule, zwischen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule, oder auf der Oberfläche einer äußersten Dünnschichtspulenschicht aufgebracht ist.

18. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklungsbereich der magnetischen Schicht eine Wirbelstrompufferzone, die als Trennfläche der magnetischen Schicht verwendet wird, enthält.

19. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dünnschichtspule mit einem spiralförmigen Muster geformt sind, das bei jeder Windung eine Vielzahl von Eckbereichen aufweist, von denen jeweils ein Paar durch einen geradlinigen Teil verbunden ist, und daß die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden Eckpunkten der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

20. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrompufferzone auch in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden geradlinigen Teilen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

21. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht so angeordnet ist, daß sie einen Außenbereich eines Entwicklungsbereichs der ersten und der zweiten Dünnschichtspule umgibt.

22. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht in die Isolierschicht in einem Bereich eingebracht ist, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt, wobei sich der Bereich bei einer inneren Windung der ersten und zweiten Dünnschichtspule befindet.

23. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht als eine untere magnetische Schicht und eine obere magnetische Schicht auf beiden Unterschichtseiten und Oberschichtseiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ausgebildet ist, und daß die untere magnetische Schicht und die obere magnetische Schicht in einem Bereich miteinander verbunden sind, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt.

24. Dünnschichtübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Material der Gruppen Halbleiter, Glas, Folie und Metall besteht.

25. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Schicht, die durch eine Isolierschicht von der ersten und zweiten Dünnschichtspule getrennt ist, auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.

26. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht an zumindest einer der Stellen zwischen dem Substrat und der ersten Dünnschichtspule, zwischen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule, oder auf der Oberfläche einer äußersten Dünnschichtspulesschicht aufgebracht ist.

27. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklungsbereich der magnetischen Schicht eine Wirbelstrompufferzone, die als Trennfläche der magnetischen Schicht verwendet wird, enthält.

28. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dünnschichtspule mit einem spiralförmigen Muster geformt sind, das bei jeder Windung eine Vielzahl von Eckbereichen aufweist, von denen jeweils ein Paar durch einen geradlinigen Teil verbunden ist, und daß die Wirbelstrompufferzone in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden Eckpunkten der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

29. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrompufferzone auch in einem Bereich angeordnet ist, der einer Verbindungsfläche zwischen einem Paar von mit jeder Windung wiederkehrenden geradlinigen Teilen der ersten und der zweiten Dünnschichtspule entspricht.

30. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht so angeordnet ist, daß sie einen Außenbereich eines Entwicklungsbereichs der ersten und der zweiten Dünnschichtspule umgibt.

31. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht in die Isolierschicht in einem Bereich eingebracht ist, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt, wobei sich der Bereich bei einer inneren Windung der ersten und zweiten Dünnschichtspule befindet.

32. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht als eine untere magnetische Schicht und eine obere magnetische Schicht auf beiden Unterschichtseiten und Oberschichtseiten der ersten und zweiten Dünnschichtspule ausgebildet ist, und daß die untere magnetische Schicht und die obere magnetische Schicht in einem Bereich miteinander verbunden sind, der von der ersten und der zweiten Dünnschichtspule nicht eingenommen wird und der einen Zentralbereich der ersten und zweiten Dünnschichtspule darstellt.

33. Integrierter Dünnschichtübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Material der Gruppen Halbleiter, Glas, Folie und Metall besteht.