DE102004029298B4 - Planare Hochfrequenzschaltung mit minimierter effektiver Permittivität und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents

Planare Hochfrequenzschaltung mit minimierter effektiver Permittivität und zugehöriges Herstellungsverfahren Download PDF

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Abstract

Planare Hochfrequenzschaltung (100) aus flachen Leiterstreifen (2, 6), die in mindestens einer Leiterstreifenebene auf einem dielektrischen Substrat (1) aufgebracht sind, mit einer von der Querschnittsgeometrie abhängigen effektiven Permittivität εeff,
wobei die effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung (100) durch zumindest teilweise Entfernung des Substrats (1) im Bereich der Leiterstreifen (2, 8) minimiert ist und
wobei eine Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) aus mindestens einem ersten Leiterstreifen (8) einer ersten Leiterstreifenebene, dem Substrat (1) und einer zwischen dem ersten Leiterstreifen (8) und dem Substrat (1) angeordneten Membranschicht (5) besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) zusätzlich mindestens einen zweiten Leiterstreifen (2) in einer zweiten Leiterstreifenebene aufweist, der zwischen dem Substrat (1) und der Membranschicht (5) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine planare Hochfrequenzschaltung mit minimierter effektiver Permittivität und ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
  • Hochfrequenzschaltungen sind in den letzten Jahren verstärkt in planarer Streifenleiter-Technologie ausgeführt worden. Je nach Integrationsgrad der passiven und aktiven Bauelemente werden hierfür unterschiedliche Herstellungstechnologien angewendet. Das Spektrum der Herstellungstechnologien reicht dabei von konventioneller Ätztechnik kupferkaschierter Kunststoffplatten über Dünnschicht- und Dickschicht-Hybridverfahren bis hin zu monolithisch integrierten Halbleiterherstellungsverfahren.
  • Eine Übersicht über die üblichen Herstellungsverfahren findet sich z.B. im Reinmut K. Hoffmann, "Integrierte Mikrowellenschaltungen", 1983, ISBN 3-387-12352-0, Kap. 1.5, Seiten 38–79.
  • Die DE 696 25 654 T2 zeigt eine planare Hochfrequenzschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die dort offenbarte Vorrichtung zur Übertragung von Mikrowellen umfasst ein Substrat mit einem auf einer der beiden Seiten des Substrats offenen Hohlraum, eine auf dem Substrat abgeschiedene Membran über dem Hohlraum und eine Übertragungsleitung auf der Membran. Auf der Übertragungsleitung und der Membran sind Versteifungen in Form von Verankerungselementen befestigt.
  • Die WO 03/090308 A1 behandelt planare Hochfrequenzschaltungen, bei welchen die Dielektrizitätskonstante sowie die Verlustleistung einer Übertragungsleitung durch Einfügen von Ausnehmungen zwischen diskreten Leiterstufen verringert wird. Eine mehrschichtige Anordnung von Leiterstreifen auf unterschiedlichen Seiten einer Membranschicht geht aus dieser Druckschrift jedoch nicht hervor.
  • Gemeinsam ist allen diesen Herstellungsverfahren, daß die planar ausgeführten Streifenleiter auf einem dielektrischen Substrat aufgebracht sind. Das dielektrische Substrat erfüllt dabei die Aufgabe des mechanischen Trägers der planaren Hochfrequenzschaltung und ist gleichzeitig wellenleitendes Medium der hoch- bzw. höchstfrequenten elektromagnetischen Wellen der Hochfrequenzschaltung. Insbesondere hinsichtlich seiner Eigenschaft als wellenleitendes Medium ist dem Substrat bei seiner Auslegung eine besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Die wesentlichen Materialgrößen des dielektrischen Substrats im Hinblick auf gute wellenleitende Eigenschaften sind sein spezifischer Widerstand ρ, sein dielektischer Verlustfaktor tanδε und seine relative Permittivität εr.
  • Die Auslegung der relativen Permittivität εr des Substrats ist dabei besonders problematisch, da sie von den Gegebenheiten der übrigen planaren Hochfrequenzschaltung nicht losgelöst betrachtet werden kann. Da sich das elektrische Feld einer hoch- bzw. höchstfrequenten elektromagnetischen Welle in einer planaren Hochfrequenzschaltung, beispielsweise einer koplanaren Schaltung, sowohl im Bereich des Substrats wie auch im über dem planaren Streifenleiter angeordneten Luftraum befindet, überlagert sich die relative Permittivität εr des Substrats zur relativen Permittivität εr der Luft, die den Wert 1 aufweist, zu einer resultierenden effektiven Permittivität εeff für die gesamte planare Hochfrequenzschaltung. Der Wert der resultierenden effektiven Permittivität εeff liegt zwischen der relativen Permittivität εr des Substrats und der relativen Permittivität εr der Luft und ist von der Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung abhängig.
  • Der Wert der effektiven Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung beeinflußt die Resonanzfrequenz ωRes der planaren Hochfrequenzschaltung. Nach Gleichung (1) sinkt die Resonanzfrequenz ωRes der planaren Hochfrequenzschaltung mit zunehmender effektiver Permittivität εeff und gelangt somit u.U. in den Betriebfrequenzbereich der planaren Hochfrequenzschaltung:
    Figure 00030001
  • Hinzukommt, daß bei komplexeren planaren Hochfrequenzschaltungen aufgrund unterschiedlicher lokaler Querschnittsgeometrien die jeweilige lokale effektive Permittivität εeff sehr unterschiedlich sein kann und damit die Phasengeschwindigkeit vP der im jeweiligen lokalen Bereich der komplexen planaren Hochfrequenzschaltung wandernden Moden der hoch- bzw. höchstfrequenten elektromagnetischen Welle gemäß Gleichung (2) unterschiedlich hoch sein kann.
  • Figure 00030002
  • Zur Vermeidung dieser unerwünschten Unterschiede in den Phasengeschwindigkeiten vP der einzelnen Moden der hoch- oder höchstfrequenten elektromagnetischen Welle in einer komplexen planaren Hochfrequenzschaltung wie auch zur Verschiebung der Resonanzfrequenz ωRes in einen Frequenzbereich außerhalb des Betriebsfrequenzbereiches ist die effektive Permittivität εeff zu minimieren.
  • In der industriellen Praxis werden bisher für das dielektrische Substrat Substratmaterialien mit niedriger relativer Pemittivität εr, bevorzugt Quarz oder Teflon, benutzt.
  • Nachteilig an derartigen Optimierungsvorgängen ist die Tatsache, daß sich die relative Permittivität εr des Substrats bei der Auswahl eines geeigneten Substrat materials und damit die resultierende effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung nicht auf beliebig minimale Werte reduzieren läßt, mit denen einerseits die Resonanzfrequenz ωRes der planaren Hochfrequenzschaltung außerhalb ihres Betriebsfrequenzbereiches zu liegen kommt und andererseits die Phasengeschwindigkeiten vP der einzelnen Moden der hoch- oder höchstfrequenten elektromagnetischen Welle nicht beliebig klein und damit beliebig gleichwertig ausgerichtet werden kann.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Planare Hochfrequenzschaltung zu schaffen, deren effektive Permittivität εeff bei einem gewählten Substratmaterial mit einer niedrigen relativen Permittivität εr zusätzlich minimiert wird.
  • Die Aufgabe wird durch eine Planare Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung der planaren Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 7 gelöst.
  • Da ein nicht unwesentlicher Teil des elektrischen Feldes der hoch- oder höchstfrequenten elektromagnetischen Welle in einer planaren Hochfrequenzschaltung im dielektrischen Substrat verläuft und somit die effektive Permittivität εe ff der planaren Hochfrequenzschaltung durch die relative Permittivität εr des Substratmaterials bestimmt wird, wird die Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung erfindungsgemäß dahingehend geändert, daß der Bereich, in dem das elektrische Feld der hoch- oder höchstfrequenten elektromagnetischen Welle das Substrat erfaßt, so weit wie möglich minimiert ist. Hierzu wird das Substrat im Bereich der Leiterstreifen zumindest teilweise entfernt.
  • Auf diese Weise verläuft ein Großteil des elektrischen Feldes der hoch- oder höchstfrequenten elektromagnetischen Welle im Bereich des Luftraumes und nur noch ein wesentlich kleinerer Teil des elektrischen Feldes im Substrat. Die effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung wird auf diese Weise deutlich reduziert. Die oben genannten Nachteile können damit vermieden werden.
  • Zur Herstellung einer derart erfindungsgemäßen planaren Hochfrequenzschaltung wird auf der Unterseite des Substrats der planaren Hochfrequenzschaltung nach allen üblicherweise durchzuführenden Prozessschritten eine Ätz-Maske aufgesetzt, die die Proportionen der abzutragenden Substratflächen aufweist. In einem darauf folgenden naßchemischen Ätz-Schritt wird das Substratmaterial im Bereich der Leiterstreifen vorzugsweise vollständig bis zu den Leiterstreifen abgetragen.
    •
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der planaren Hochfrequenzschaltung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen planaren Hochfrequenzschaltung,
  • 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen planaren Hochfrequenzschaltung und
  • 3 eine Abfolge von Querschnittsdarstellungen zur erfindungsgemäßen Herstellung der erfindungsgemäßen planaren Hochfrequenzschaltung.
  • Die erfindungsgemäße planare Hochfrequenzschaltung ist, wie in 1 in der Querschnittsdarstellung gezeigt, auf einem Substrat 1 aufgebracht. Dieses Substrat 1 besteht aus einem dielektrischen Material, das ohne großen Aufwand ätzbar ist, beispielsweise aus Silizium. Auf der Oberfläche 4 des Substrats 1 ist optional mindestens ein zweiter Leiterstreifen 2 in einer zweiten Leiterstreifenebene z.B. mittels Aufdampf- oder Aufstäubtechnik (Sputtern) aufgebracht. Um eine gute Haftung des zweiten Leiterstreifens 2 auf der Oberfläche 4 des dielektrischen Substrats zu erzielen, besteht der zweite Leiterstreifen 2 im Kontaktbereich zum Substrat 1 aus einem guten Haftschichtmaterial, beispielsweise Chrom (Cr), Titan (Ti) oder Titan-Wolfram (TiW). Zur Erhöhung der Leitfähigkeit weist der zweite Leiterstreifen 2 über dem Haftschichtmaterial ein Leitschichtmaterial auf, beispielsweise Silber (Ag), Kupfer (Cu), Gold (Au) oder Aluminium (Al).
  • Auf den zweiten Leiterstreifen 2 und der restlichen von den zweiten Leiterstreifen 2 nicht bedeckten Oberfläche 4 des Substrats 1 oder im Falle einer fehlenden zweiten Leiterstreifenebene auf der gesamten Oberfläche 4 des Substrats 1 befindet sich eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 2 Mikrometer starke Membranschicht 5. Diese als Schutzschicht für das Substrat 1 und die zweite Leiterstreifenebene dienende Membranschicht 5 besteht bevorzugt aus Siliziumnitrid (Si3N4) oder Siliziumoxid (SiO2).
  • Über der Membranschicht 5 ist mindestens ein erster Leiterstreifen 8 in einer ersten Leiterstreifenebene aufgebracht. Die erste Leiterschleifenebene 8 kann insbesondere durch Leitschichtmaterial, welches galvanisch abgeschieden wird, gegenüber der zweiten Leiterschleifenebene 2 deutlich verstärkt sein. Insbesondere gegenüber der Membranschicht 5 weist sie eine deutlich stärkere Dicke, vorzugsweise 1 bis 10 Mikrometer, auf.
  • Die ersten Leiterstreifen 8 der ersten Leiterstreifenebene sind optional mit den zweiten Leiterstreifen 2 der zweiten Leiterstreifenebene über eine oder mehrere Durchkontaktierungen (via holes) 7 in der Membranschicht 5 galvanisch verbunden. Diese Durchkontaktierungen 7 stehen entweder direkt mit einem oder mehreren Leiterstreifen 2 in Kontakt oder sind, wie in 1 nicht dargestellt, über eine Luftbrücke von den zweiten Leiterstreifen 2 getrennt.
  • In die erste Leiterstreifenebene sind optional Widerstandsschichten 6 eingebracht, deren Seitenränder mit den ersten Leiterstreifen 8 in elektrischer Verbindung stehen. Die Widerstandsschicht 6 ist beispielsweise, wie in 1 dargestellt, oberhalb des zweiten Leiterstreifens 2 angeordnet. Diese Widerstandsschicht besteht z.B. aus Nickelchrom (NiCr) oder Tantalnitrid (Ta2N).
  • Im Bereich der ersten und zweiten Leiterstreifen 8 und 2, in 1 beispielsweie im Bereich des zweiten Leiterstreifens 2, weist das Substrat 1 eine Ausnehmung 3 auf, die bis zur zweiten Leiterschleifenebene bzw zur Membranschicht 5, in 1 beispielsweise bis zum zweiten Leiterstreifen 2, reicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen planaren Hochfrequenzschaltung weist entsprechend dem Flußdiagramm in 2 Verfahrensschritte auf, die optional durchgeführt werden. Diese sind in 2 in gestrichelten Funktionsblöcken dargestellt. In 3 werden die korrespondierenden Verfahrensschritte anhand von Querschnittdarstellungen der herzustellenden planaren Hochfrequenzschaltung verdeutlicht.
  • Im optionalen Verfahrensschritt S10 wird mittels eines Aufdampf- oder Aufstäubprozesses auf dem dielektrischen Substrat 1 die zweiten Leiterstreifen 2 der zweiten Leiterstreifenebene aufgebracht. Hierbei können alle in der Dünnschichttechnologie eingesetzten Prozeßverfahren – z.B. Aufdampftechnik, Aufstäubtechnik (Sputtern), Fotolithografie (Positivverfahren) und galvanische Aufwachstechnik – zum Einsatz kommen. Bevorzugt findet die Sputter-Technologie Anwendung.
  • Im darauffolgenden Verfahrensschritt S20 wird die Membranschicht 5 auf dem Substrat 1 bzw. der optional auf dem Substrat 1 aufgebrachten zweiten Leiterstreifen 2 der zweiten Leiterstreifenebene abgeschieden. Diese aus Siliziumnitrid oder Siliziumoxid bestehende dünne Membranschicht wird z.B. mittels eines PECVD-Verfahrens – plasma enhanced chemical vapor deposition – mit Mehrfrequenzanregung zwecks Bildung einer minimalen Schichtspannung hergestellt. Auf diese Weise wird ein Ablösen der Membranschicht 5 auf dem Substrat 1 durch Abplatzung vermieden.
  • Im darauffolgenden optionalen Verfahrenschritt S30 erfolgt die Herstellung von Durchkontaktierungen 7 in der Membranschicht. Die Strukturerzeugung der Durchkontaktierungen 7 wird auf fotolithografischem Wege durch Belichtung der Membranschicht 5 mit einer Fotomaske, die die Positionen und Konturen aller Durchkontaktierungen 7 abbildet, und anschließendes Plasmaätzen durchgeführt.
  • Der Verfahrenschritt S40, der optional durchgeführt wird, beinhaltet das Aufbringen der Widerstandsschichten 6 auf der Membranschicht 5, welche bevorzugt mit Sputter-Technologie durchgeführt wird. Falls in Verfahrensschritt S10 eine zweite Leiterschleifenebene 2 auf dem Substrat 1 aufgebracht wurde, eine Widerstandsschicht 6 oberhalb dieses zweiten Leiterstreifens 2 plaziert wurde und Durchkontaktierungen 7 zwischen dem ersten Leiterstreifen 8 der ersten Leiterstreifenebene und dem zweiten Leiterstreifen 2 der zweiten Leiterstreifenebene in Verfahrensschritt S30 erzeugt wurden, so sind zu einer möglichen Plazierung der Durchkontaktierungen 7 die Widerstandsschicht 6 flächenmäßig geringfügig kleiner als der zweite Leiterstreifen 2 der zweiter Leiterstreifenebene auszulegen.
  • Im darauffolgenden Verfahrensschritt S50 erfolgt die Aufbringung der ersten Leiterstreifen 8 der ersten Leiterstreifenebene mittels Sputter-Technologie. Die ersten Leiterstreifen 8 der ersten Leiterstreifenebene sind, wie in 1 dargestellt, mit der Widerstandsschichten 6 an deren beiden Seitenrändern verbunden.
  • Zur Realisierung eines in die planare Hochfrequenzschaltung integrierten Kondensators mit einem ersten Leiterstreifen 8 und einem zweiten Leiterstreifen 2 als Kondensatorelektroden muß der erste Leiterstreifen 8 zumindest teilweise mit der zweiten Leiterstreifen 2 flächenmäßig in Überdeckung gebracht werden.
  • Durch Ausfüllen der Durchkontaktierungen 7 in der Membranschicht 5 mit Leitschichtmaterial wird zwischen den ersten Leiterstreifen 8 und den zweiten Leiterstreifen 2 eine elektrische Verbindung realisiert.
  • Der darauffolgende Verfahrenschritt S60 beinhaltet das Anbringen der Ätzmaske 9 auf der der Oberfläche 4 gegenüberliegenden Rückseitenfläche 10 des Substrats 1. Die Ätzmaske 9 gibt die Positionen und Konturen der einzelnen Ausnehmungen 3 des folgenden Ätzvorganges vor. Sie kann beispielsweise aus Siliziumnitrid oder aus Fotolack bestehen.
  • Im abschließenden Verfahrenschritt S70 werden die einzelnen Ausnehmungen 3 im Substrat 1 im Bereich der ersten Leiterstreifen 8 und der optional aufgebrachten zweiten Leiterstreifen 2 mittels naßchemischen Ätzens vorzugsweise anisotrop abgetragen. Auf diese Weise ist Substratmaterial im Bereich der ersten Leiterstreifen 8 und der optional aufgebrachten zweiten Leiterstreifen 2 vollkommen entfernt und damit die effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung minimiert.

Claims (11)

  1. Planare Hochfrequenzschaltung (100) aus flachen Leiterstreifen (2, 6), die in mindestens einer Leiterstreifenebene auf einem dielektrischen Substrat (1) aufgebracht sind, mit einer von der Querschnittsgeometrie abhängigen effektiven Permittivität εeff, wobei die effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung (100) durch zumindest teilweise Entfernung des Substrats (1) im Bereich der Leiterstreifen (2, 8) minimiert ist und wobei eine Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) aus mindestens einem ersten Leiterstreifen (8) einer ersten Leiterstreifenebene, dem Substrat (1) und einer zwischen dem ersten Leiterstreifen (8) und dem Substrat (1) angeordneten Membranschicht (5) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) zusätzlich mindestens einen zweiten Leiterstreifen (2) in einer zweiten Leiterstreifenebene aufweist, der zwischen dem Substrat (1) und der Membranschicht (5) angeordnet ist.
  2. Planare Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) zusätzlich in der ersten und/oder zweite Leiterstreifenebene jeweils mindestens eine Widerstandsschicht (6) aufweist, die jeweils mit dem ersten und/oder zweiten Leiterstreifen (2, 8) galvanisch gekoppelt ist.
  3. Planare Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie der planaren Hochfrequenzschaltung (100) mindestens einen integrierten Kondensator aufweist, der durch die benachbarten Leiterstreifenabschnitte des ersten und zweiten Leiterstreifens (2, 8) ausgebildet ist.
  4. Planare Hochfrequenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Dielektrikum dienende Membranschicht (5) zumindest eine die ersten und zweiten Leiterstreifen (2, 8) verbindende Durchkontaktierung (7) aufweist.
  5. Planare Hochfrequenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Substrat (1) aus einem leicht ätzbaren Material besteht.
  6. Planare Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material aus Silizium besteht.
  7. Verfahren zur Herstellung einer planaren Hochfrequenzschaltung (100) aus flachen Leiterstreifen (2, 8) in mindestens einer Leiterstreifenebene, die auf einem dielektrischen Substrat (1) aufgebracht sind, wobei durch Abtragen des Substrats (1) im Bereich der Leiterstreifen (2, 8) die effektive Permittivität εeff der planaren Hochfrequenzschaltung (100) minimiert wird und wobei das Abtragen des Substrats (1) bis zu einer zwischen dem Substrat (1) und einem ersten Leiterstreifen (8) einer ersten Leiterstreifenebene sich befindenden Membranschicht (5) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragen des Substrats (1) bis zu einem direkt am Substrat (1) anliegenden zweiten Leiterstreifen (2) einer zweiten Leiterstreifenebene und bis zu einer Membranschicht (5) erfolgt, die zwischen dem Substrat (1) und einem oberhalb der zweiten Leiterstreifenebene sich befindenden ersten Leiterstreifen (8) einer ersten Leiterstreifenebene angeordnet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Planaren Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragen des Substrats (1) durch naßchemisches Ätzen erfolgt.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Planaren Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem naßchemischen Ätzen an einer Rückseitenfläche (10) des Substrats (1) eine Ätzmaske (9) aufgebracht wird.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Planaren Hochfrequenzschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzmaske (9) aus Fotolack oder Siliziumnitrid besteht.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Planaren Hochfrequenzschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das naßchemische Ätzen des Substrats (1) im Bereich der Leiterstreifen (2, 8) der Planaren Hochfrequenzschaltung (100) als letzter Verfahrensschritts des Verfahrens durchgeführt wird.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69625654T2 (de) * 1995-08-31 2003-09-25 Commissariat Energie Atomique Selbsttragende Vorrichtung zur Mikrowellenübertragung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2003090308A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-30 Silicon Pipe, Inc. Signal transmission line structure with an air dielectric

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69625654T2 (de) * 1995-08-31 2003-09-25 Commissariat Energie Atomique Selbsttragende Vorrichtung zur Mikrowellenübertragung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2003090308A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-30 Silicon Pipe, Inc. Signal transmission line structure with an air dielectric

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOFFMANN, K. "Integrierte Mikrowellenschaltungen" Berlin, Springer-Verlag, 1983, ISBN 3-387-12352-0, Kap. 1.5, Seiten 38-79 *

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