DE102019126433A1

DE102019126433A1 - Übertragungsleitungsstrukturen für Millimeterwellensignale

Info

Publication number: DE102019126433A1
Application number: DE102019126433.2A
Authority: DE
Inventors: Jun-De JIN
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2020-09-17
Also published as: US20230089282A1; US11824249B2

Abstract

Eine koplanare Wellenleiterstruktur umfasst eine Dielektrikumschicht, die über mindestens einem Abschnitt eines Substrats angeordnet ist, und eine planare Übertragungsleitung, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist. In einigen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige Signalleitung und eine oder mehr Erdungsleitungen umfassen. In anderen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige gestapelte Signalleitung und eine oder mehr gestapelte Erdungsleitungen umfassen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen U.S. Anmeldung Nr. 62/818,672 mit dem Titel „Transmission Line Structures For Millimeter Wave Signals“, eingereicht am 14. März 2019, deren gesamte Offenbarung hierin vollständig einbezogen ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kürzliche Fortschritte in drahtlosen Netzwerken erlaubt es drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, bei höheren Signalfrequenzen zu arbeiten. In einigen Fällen kann ein drahtloses Netzwerk die Millimeterwellenfrequenzen für Hochgeschwindigkeitsdrahtloskommunikationen verwenden. Das „Fifth Generation“ (5G) Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk ist ein beispielhaftes drahtloses Netzwerk, das höhere Millimeterwellenfrequenzen verwendet. Beispielsweise kann ein 5G Mobilfunk-Netzwerk zwischen vierundzwanzig bis dreißig Gigahertz (24-30 GHz) und einhundert Gigahertz (100 GHz) arbeiten.
Eine Herausforderung, die mit der Verwendung von höheren Millimeterwellenfrequenzen assoziiert ist, bezieht sich auf das Design und die Herstellung der Übertragungsleitungsstrukturen. Mikrostreifenübertragungsleitungsstrukturen sind eine Art von Übertragungsleitungen, die verwendet werden. Beispielsweise werden Mikrostreifenübertragungsleitungsstrukturen häufig in siliziumbasierten integrierten Schaltungen verwendet. Das Siliziumsubtrat kann jedoch verlustbehaftet sein, und der Einführungsverlust für die Mikrostreifenübertragungsleitungsstruktur kann inakzeptabel hoch sein.
Figurenliste
Die Offenbarung ist leicht durch die folgenden ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu verstehen, wobei gleiche Referenzziffern gleiche Strukturelemente darstellen, und wobei:

FIG. 1 eine Querschnittsansicht eines ersten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen illustriert;
2 eine Querschnittsansicht eines zweiten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen zeigt;
3 eine Querschnittsansicht eines dritten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen illustriert;
4 ein Beispielkonstrukt einer Durchkontaktierung und von zwei leitfähigen Segmenten zeigt, die in der leitfähigen gestapelten Signalleitung und den gestapelten Erdungsleitungen verwendet werden können;
5 eine Blockdiagramm einer integrierten Schaltung nach einigen Ausführungsformen illustriert;
6A bis 6B ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens der Herstellung der gestapelten Signalleitungen und der gestapelten Erdungsleitungen nach einigen Ausführungsformen zeigen;
7 ein Blockdiagramm einer elektronischen Vorrichtung illustriert, in der Aspekte der Offenbarung nach einigen Ausführungsformen ausgeführt werden können; und
8 ein beispielhaftes System zeigt, in dem Aspekte der Offenbarung nach einigen Ausführungsformen ausgeführt werden können.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Umsetzung verschiedener Funktionen des dargelegten Inhalts bereit. Spezifische Beispiele von Bestandteilen und Anordnungen sind nachfolgend beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sind nicht als einschränkend vorgesehen. Beispielsweise kann das Bilden eines ersten Merkmals oder eines zweiten Merkmals in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, bei denen die ersten und zweiten Merkmale in direktem Kontakt ausgebildet sind, und sie kann außerdem Ausführungsformen enthalten, in denen weitere Merkmale zwischen dem ersten und zweiten Merkmal ausgebildet werden können, sodass die ersten und zweiten Merkmale nicht in direktem Kontakt stehen müssen. Weiterhin kann die vorliegende Offenbarung Referenzziffern und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und diktiert nicht für sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
Ferner können räumlich relative Begriffe wie „unter“, „darunter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen hierin für eine einfachere Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Element(en) oder Merkmal(en) wie in den Figuren illustriert zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollten zusätzlich zu der Ausrichtung, die in den Figuren dargestellt ist, verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung in Verwendung oder Betrieb umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die räumlich relativen Bezeichner, die hierin verwendet werden, können ebenfalls entsprechend ausgelegt werden.
Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, stellen koplanare Wellenleiterstrukturen bereit, die mindestens Millimeterwellensignale übertragen und/oder empfangen können. Die koplanaren Wellenleiterstrukturen können in einer Vielzahl von Produkten, Anwendungen und Systemen verwendet werden. Beispielsweise können die koplanaren Wellenleiterstrukturen in Sicherheitsscreeningsystemen, Medizinanwendungen, Waffensystemen, Netzwerkschnittstellenkarten, Telekommunikationssystemen und Netzwerksystemen verwendet werden, einschließlich in Mobilfunk-Netzwerken. Die koplanaren Wellenleiterstrukturen können in mikrowellenintegrierten Schaltungen (MICs), monolithischen mikrowellenintegrierten Schaltungen (MMICs) und anderen integrierten Schaltungen oder elektronischen Komponenten verwendet werden, die wenigstens Millimeterwellensignale übertragen und/oder empfangen. Die integrierten Schaltungen, die eine oder mehr koplanare Wellenleiterstrukturen umfassen, können in elektronischen Vorrichtungen wie Mobiltelefonen, Rechnervorrichtungen, Routern, Switches, Basistransceiverstationen und Basiscontrollerstationen umgesetzt werden.
Diese und andere Ausführungsformen werden nachfolgend mit Verweis auf 1 bis 8 besprochen. Fachleute werden jedoch leicht verstehen, dass die ausführliche Beschreibung hierin bezüglich dieser Figuren nur erklärenden Zwecken dient und nicht als einschränkend ausgelegt werden sollte.
FIG. 1 illustriert eine Querschnittsansicht eines ersten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen. Die koplanare Wellenleiterstruktur 100 umfasst eine planare Übertragungsleitung 102, die innerhalb einer Dielektrikumschicht 104 angeordnet ist. Die planare Übertragungsleitung 102 umfasst eine leitfähige Signalleitung 106 und zwei Erdungsleitungen 108, 110, die an jeder Seite der leitfähigen Signalleitung 106 angeordnet sind. Die leitfähige Signalleitung 106 und die Erdungsleitungen 108, 110 liegen in derselben Ebene. Die leitfähige Signalleitung 106 ist von der Erdungsleitung 108 durch eine erste Distanz 112 getrennt und die leitfähige Signalleitung 106 ist von der Erdungsleitung 110 durch eine zweite Distanz 114 getrennt. Die ersten und zweiten Distanzen 112, 114 können im Wesentlichen gleich sein oder die erste Distanz 112 kann sich von der zweiten Distanz 114 unterscheiden. Wenn auch nur eine planare Übertragungsleitung dargestellt ist, kann jedoch jede Anzahl von planaren Übertragungsleitungen in einer integrierten Schaltung oder einer anderen elektrischen Komponente enthalten oder damit verbunden sein.
In der illustrierten Ausführungsform werden die leitfähige Signalleitung 106 und die Erdungsleitungen 108, 110 in der oberen leitfähigen Schicht einer integrierten Schaltung gebildet, wie etwa der oberen Metallschicht. In einigen Fällen ist die obere leitfähige Schicht eine ultradicke Metall- (LTTM) Schicht. In einem nichteinschränkenden Beispiel weist eine UTM-Schicht eine Dicke von ein bis fünfzig Mikrometer auf, wenn auch andere Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt sind. Beispielhafte Metalltypen, die in der leitfähigen Signalleitung 106 und den Erdungsleitungen 108, 110 verwendet werden können, umfassen unter anderem Kupfer, Silber und Aluminium.
Die Dielektrikumschicht 104 ist über einem Hochwiderstandssubstrat 114 angeordnet. Das Hochwiderstandssubstrat 114 kann den Einführungsverlust, die harmonische Verzerrung und/oder die Größe der Übertragungsleitung und/oder der integrierten Schaltung verringern. Weiterhin oder alternativ dazu kann das Hochwiderstandssubstrat 114 die Zuverlässigkeit und/oder Leistung der Übertragungsleitung verbessern. In einer Ausführungsform ist das Hochwiderstandssubstrat 114 ein Hochwiderstandssiliziumsubstrat, wobei jedoch andere Ausführungsformen nicht auf diese Art von Hochwiderstandssubstrat beschränkt sind. Andere Arten von Hochwiderstandssubstraten umfassen unter anderem Hochwiderstands-Silizium-auf-Isolatorsubstrate und Hochwiderstands-Galliumarsenidsubstrate. Allgemein ist ein Substrat ein Hochwiderstandssubstrat, wenn ein Widerstand des Substrats wesentlich zehn Ohm oder höher ist.
Die Breite der leitfähigen Signalleitung 106 ist Wi, die Breite der Erdungsleitung 108 ist W2, und die Breite der Erdungsleitung 110 ist W3. Die Breiten W1, W2, und W3 können dieselbe Breite sein, oder mindestens eine Breite kann sich von einer anderen Breite unterscheiden. Die Breiten W1, W2, W3 basieren zumindest teilweise auf der Struktur einer Microchipübertragungsleitung. Die Breiten W1, W2, W3 werden auf Grundlage von Eigenschaften wie etwa denen, welche leitfähigen Schichten die leitfähige Signalleitung 106 und die Erdungsleitungen 108, 110 bilden, die Anzahl der leitfähigen Schichten, die die leitfähige Signalleitung 106 und die Erdungsleitungen 108, 110 bilden, das leitfähige Schichtenschema für die Mikrostreifenübertragungsleitungsstruktur 100, und/oder der charakteristische Widerstand der Mikrostreifenübertragungsleitungsstruktur 100.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines zweiten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen. Die koplanare Wellenleiterstruktur 200 umfasst eine planare Übertragungsleitung 202, die über einem Hochwiderstandssubstrat 116 angeordnet ist. Die planare Übertragungsleitung 202 umfasst eine leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und zwei gestapelten Erdungsleitungen 206, 208, die an jeder Seite der leitfähigen gestapelten Signalleitung 204 angeordnet sind. Die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 ist von der gestapelte Erdungsleitung 206 durch eine Distanz 210 getrennt und die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 ist von der gestapelten Erdungsleitung 208 durch eine Distanz 212 getrennt. Die Abstände 210, 212 können dieselbe Distanz oder unterschiedliche Distanzen sein. Wenn auch nur eine planare Übertragungsleitung dargestellt ist, kann jedoch jede Anzahl von planaren Übertragungsleitungen in einer integrierten Schaltung oder einer anderen elektrischen Komponente enthalten oder damit verbunden sein.
Die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 sind innerhalb einer Dielektrikumschicht 214 angeordnet. Die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 sind durch vertikales Stapeln leitfähiger Segmente 216 in mehreren leitfähigen Schichten und Verbinden der leitfähigen Segmente mit Durchkontaktierungen gebildet (dargestellt in 4), um die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 zu bilden. So sind die leitfähigen Segmente 216 mit Durchkontaktierungen in Durchkontaktierungsschichten (dargestellt in 4) geinterlaced, und die leitfähigen Segmente und die Durchkontaktierungen bilden gemeinsam die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208. Beispielsweise sind die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 mit leitfähigen Segmenten 216 in leitfähigen Schichten C₁ bis C_N und Durchkontaktierungen in Durchkontaktierungsschichten V₁ bis V_M gebildet, wobei N eine Zahl größer als eins ist, M eine Zahl gleich oder größer als eins ist, und M weniger als N ist. In einigen Aspekten ist N die obere leitfähige Schicht, die eine UTM-Schicht sein kann.
In einer anderen Umsetzung ist N eine leitfähige Schicht unter der oberen leitfähigen Schicht (z. B. N-1). Dies kann die Kosten der planaren Übertragungsleitung verringern, da weniger leitfähige Segmente verwendet werden, die leitfähige gestapelte Signalleitung und die gestapelten Erdungsleitungen zu bilden. Wenn ein leitfähiges Segment in der oberen leitfähigen Schicht nicht in der leitfähigen gestapelten Signalleitung und den gestapelten Erdungsleitungen verwendet wird, können die Kosteneinsparungen grloer sein, wenn die obere leitfähige Schicht eine UTM-Schicht ist.
Die Breite der leitfähigen gestapelten Signalleitung 204 ist Wi, die Breite der gestapelten Erdungsleitung 206 ist W2, und die Breite der gestapelten Erdungsleitung 208 ist W3. Die Breiten W1, W2, und W3 können dieselbe Breite sein, oder mindestens eine Breite kann sich von einer anderen Breite unterscheiden. Wie die Ausführungsform aus 1 basieren die Breiten W1, W2, W3 auf der Struktur einer Mikrostreifenübertragungsleitung.
Da der Widerstand invertiert proportional zur Breite und Dicke ist, können die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 den Einführungsverlust der planaren Übertragungsleitung 202 verringern, weil die Dicke der leitfähigen gestapelten Signalleitung 204 und der gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 größer ist. Weiterhin kann das Erhöhen der Breiten der leitfähigen gestapelten Signalleitung 204 und der gestapelten Erdungsleitungen 206, 208 den Einführungsverlust verringern, weil die Breiten größer sind. Weiterhin oder alternativ dazu kann die planare Übertragungsleitung 202 einen langsamen Welleneffekt erzeugen, wenn ein Signal übertragen wird. Der langsame Welleneffekt kann den Angleichungsverlust verringern.
3 illustriert eine Querschnittsansicht eines dritten Beispiels einer koplanaren Wellenleiterstruktur nach einigen Ausführungsformen. Die koplanare Wellenleiterstruktur 300 ist ähnlich wie die Struktur, die in 2 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass die leitfähige gestapelte Signalleitung 204 und die gestapelten Erdungsleitungen 306, 308 über einem Abschnitt 302 der Dielektrikumschicht 214 angeordnet ist und in der Dielektrikumschicht 214 angeordnet ist.
4 zeigt ein Beispielkonstrukt einer Durchkontaktierung und von zwei leitfähigen Segmenten, die in der leitfähigen gestapelten Signalleitung und den gestapelten Erdungsleitungen verwendet werden können. Eine erste leitfähige Schicht 400 umfasst ein erstes leitfähiges Segment 402 einer leitfähigen gestapelten Signalleitung oder einer gestapelten Erdungsleitung. Eine zweite leitfähige Schicht 404 umfasst ein zweites leitfähiges Segment 406 der leitfähigen gestapelten Signalleitung oder der gestapelten Erdungsleitung. Zwischen der ersten und der zweiten leitfähigen Schichten 400, 404 ist eine Durchkontaktierungsschicht 408 gebildet. Eine Durchkontaktierung 410 in der Durchkontaktierungsschicht 408 ist zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Segment 402, 406 gebildet. Die Durchkontaktierung 410 kontaktiert das erste und das zweite leitfähige Segmente 402, 406, um das zweite leitfähige Segment 406 elektrisch mit dem ersten leitfähigen Segment 402 zu verbinden. Wie zuvor beschrieben, sind die leitfähigen Segmente in einer leitfähigen gestapelten Signalleitung oder einer gestapelten Erdungsleitung mit Durchkontaktierungen geinterlaced und die leitfähigen Segmente und die Durchkontaktierungen bilden zusammen die leitfähige gestapelte Signalleitung oder die gestapelte Erdungsleitung.
5 illustriert eine Blockdiagramm einer integrierten Schaltung nach einigen Ausführungsformen. Die integrierte Schaltung 500 umfasst Schaltkreise 502, die bedienbar mit einer oder mehreren koplanaren Wellenleiterstrukturen (dargestellt durch die koplanare Wellenleiterstruktur 504) verbunden sind. Die Schaltkreise 502 umfassen eine oder mehr Schaltungen, die konfiguriert sind, Signale unter Verwendung der koplanaren Wellenleiterstruktur 504 zu übertragen und/oder zu empfangen. Die koplanare Wellenleiterstruktur 504 kann als eine der koplanaren Wellenleiterstrukturen umgesetzt werden, die in 1 bis 3 dargestellt sind. Wie zuvor beschrieben, kann die integrierte Schaltung eine MIC, eine MMIC oder eine andere integrierte Schaltung oder elektrische Komponente sein, die mindestens Millimeterwellensignale sendet und/oder empfängt. In einigen Fällen können die Schaltkreise 502 in einer ersten integrierten Schaltung oder elektrischen Komponente platziert sein, und die koplanare Wellenleiterstruktur 504 kann in einer getrennten zweiten integrierten Schaltung oder elektrischen Komponente platziert sein.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens der Herstellung der gestapelten Signalleitungen und der gestapelten Erdungsleitungen nach einigen Ausführungsformen. Der Prozess wird in Verbindung mit dem Bilden einer einzigen leitfähigen gestapelten Signalleitung beschrieben. Die Herstellung weiterer leitfähiger gestapelter Signalleitungen und der gestapelten Erdungsleitungen kann gleichzeitig erfolgen.
Anfangs kann das Dielektrikum über einem Substrat in dem optionalen Block 600 gebildet werden. Dieses Dielektrikum kann den Abschnitt 302 der Dielektrikumschicht 214 bilden, die in 3 dargestellt ist. In Block 602 wird eine erste leitfähige Schicht über dem Dielektrikum (wenn Block 600 ausgeführt wird) oder über dem Substrat gebildet. Beispielsweise kann ein leitfähiges Material über dem Dielektrikum oder dem Substrat angeordnet werden. Ein Beispiel eines leitfähigen Materials ist ein Metall.
Eine erste leitfähige Schicht ist strukturiert, ein erstes leitfähiges Segment zu erzeugen (Block 604). Jede geeignete Technik kann verwendet werden, die erste leitfähige Schicht zu strukturieren. Beispielsweise kann eine Maske über der leitfähigen Schicht gebildet und verwendet werden, den Ort (z. B. eine Öffnung in der Maske) des ersten leitfähigen Segments zu definieren. Das leitfähige Material wird dann in der Öffnung gebildet (z. B. abgeschieden), um das leitfähige Segment zu erzeugen.
Als nächstes wird, wie in Block 606 dargestellt, ein Dielektrikum über der Struktur gebildet und strukturiert, um eine Öffnung in dem Dielektrikum zu bilden, um eine Durchkontaktierung auf dem ersten leitfähigen Segment zu bilden. Erneut kann jede geeignete Technik verwendet werden, um die Durchkontaktierung in dem Dielektrikum zu bilden. Beispielsweise kann eine Maske über der Dielektrikumschicht gebildet und verwendet werden, den Ort (z. B. eine Öffnung) der Durchkontaktierung. Die Durchkontaktierung wird dann mit einem leitfähigen Material (Block 608) gefüllt, und die Fläche der Struktur wird planarisiert (z. B. unter Verwendung chemisch-mechanischer Planarisierung). Eine beispielhafte Technik zum Füllen der Durchkontaktierung mit leitfähigem Material ist die Abscheidung des leitfähigen Materials in die Durchkontaktierung.
Als nächstes wird eine nachfolgende leitfähige Schicht gebildet (z. B. abgeschieden) und strukturiert, um ein neues leitfähiges Segment auf der darunterliegenden Durchkontaktierung und über dem darunterliegenden leitfähigen Segment (Block 610) zu bilden. Das neue leitfähige Segment ist elektrisch durch die Durchkontaktierung mit dem darunterliegenden leitfähigen Segment verbunden. Ein Dielektrikum wird dann um das neue leitfähige Segment herum gebildet, um das leitfähige Segment (Block 612) elektrisch zu isolieren.
In Block 614 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob eine weitere leitfähige Schicht in der koplanaren Wellenleiterstruktur gebildet wird. Wenn ja, setzt sich die Bildung des Dielektrikums fort, sodass das Dielektrikum über dem neuen leitfähigen Segment gebildet wird, und das Dielektrikum wird strukturiert, eine Öffnung für eine zu bildende Durchkontaktierung auf dem neuen leitfähigen Segment (Block 616) zu erzeugen. Das Verfahren kehrt dann in Block 608 zurück, und der Ablauf wiederholt sich, bis alle leitfähigen Schichten und Durchkontaktierungen, die die leitfähige gestapelte Signalleitung bilden, gebildet wurden. Wenn in Block 614 eine Feststellung erfolgt, dass eine weitere leitfähige Schicht nicht gebildet wird, macht der Prozess mit Block 618 weiter, wo die leitfähige gestapelte Signalleitung durch die gestapelten leitfähigen Segmente und die interlacten gestapelten Durchkontaktierungen gebildet wird.
7 zeigt ein Blockdiagramm einer elektronischen Vorrichtung, in der Aspekte der Offenbarung nach einigen Ausführungsformen ausgeführt werden können. In einer Basiskonfiguration kann die Einheit 700 mindestens eine Verarbeitungseinheit 702 und mindestens einen Systemspeicher 704 enthalten. Abhängig von der Konfiguration und dem Typ der elektronischen Vorrichtung kann der Systemspeicher 704 flüchtigen Speicher (z. B. Direktzugriffsspeicher), nichtflüchtigen Speicher (z. B. Speicher mit reinem Lesezugriff), Flashmemory oder jede Kombination aus solchen Speichern umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Systemspeicher 704 kann eine Reihen von Programmmodulen und Datendateien umfassen, wie etwa ein Betriebssystem 706 zum Steuern des Betriebs der elektronischen Vorrichtung 700, ein oder mehrere Programmmodule 708, die sich zum Parsen von empfangenen Eingaben, Bestimmen des Themas der empfangenen Eingabe, Bestimmen von Aktionen, die mit der Eingabe assoziiert sind und so weiter eigenen, und eine oder mehr andere Anwendungen 710, einschließlich ein oder mehr elektronische Kommunikationsprogramme, die es der elektronischen Vorrichtung 700 ermöglichen, mit anderen elektronischen Vorrichtungen zu kommunizieren. Beispielhafte elektronische Kommunikationsprogramme umfassen unter anderem eine Mobil-Kommunikationsanwendung, eine Infrarot- (IR) Kommunikationsanwendung, eine Radiofrequenz-. (RF) Anwendung, eine Near-Field-Kommunikations- (NFC) Anwendung und/oder eine Satellitenkommunikationsanwendung.
Die elektronische Vorrichtung 700 kann weitere Merkmale oder Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung 700 auch weitere Datenspeichervorrichtungen (entfernbar und/oder nicht entfernbar) umfassen, wie etwa beispielsweise Magnetscheiben, optische Scheiben oder Band. Ein solcher weiterer Speicher ist in 7 durch eine entfernbare Speichervorrichtung 712 und eine nicht entfernbare Speichervorrichtung 714 illustriert.
Die elektronische Vorrichtung 700 kann auch eine oder mehr Eingabevorrichtung(en) 716 umfassen, wie etwa eine Tastatur, ein Trackpad, eine Maus, einen Stift, eine Ton- oder Stimmeingabevorrichtung, eine Touch-, Kraft- und/oder Swipe-Eingabevorrichtung usw. Die Ausgabevorrichtung(en) 718, wie etwa eine Anzeige, Lautsprecher, ein Drucker usw. können ebenfalls enthalten sein. Die obigen Vorrichtungen sind Beispiele. Es können auch andere verwendet werden. Die elektronische Vorrichtung 700 kann eine oder mehr Kommunikationsvorrichtungen 720 umfassend, die Kommunikation mit anderen elektronischen Vorrichtungen 722 erlauben. Beispiele geeigneter Kommunikationsvorrichtungen 720 umfassen unter anderem Mobilfunk-, IR, NFC, RF und/oder Satellitensender, Empfänger und/oder Transceiverschaltkreise, Universal Serial Bus (USB), Parallel- und/oder Serial-Ports.
Der Begriff computerlesbare Medien wie hierin verwendet, kann Computerspeichermedien umfassen. Computerspeichermedium können flüchtige und nichtflüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien umfassen, die in jedem Verfahren oder jeder Technologe umgesetzt sind, um Informationen wie computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen oder Programmmodule zu speichern.
Das Systemspeicher 704, die entfernbare Speichervorrichtung 712 und die nicht entfernbare Speichervorrichtung 714 sind alle Beispiele für Computerspeichermedien (z. B. Memory-Speicher oder Speichervorrichtung). Ein Computerspeichermedium RAM, ROM, elektrisch löschbaren Speicher mit reinem Lesezugriff (EEPROM), Flashmemory oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digital Versatile Disks (DVD) oder andere optische Speicher, Magnetkassetten, Magnetband, Magnetscheibenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder jeden anderen hergestellten Artikel umfassen, der verwendet werden kann, Informationen zu speichern und auf den durch die elektronische Vorrichtung 700 zugegriffen werden kann. Jedes solche Computerspeichermedium kann Teil der elektronische Vorrichtung 700 sein. Ein Computerspeichermedium umfasst keine Trägerwelle und kein anderes weitergeleitetes oder moduliertes Datensignal.
Die in Verbindung mit der elektronischen Vorrichtung 700 beschriebenen Komponenten eigenen sich für jede elektronische Vorrichtung, die eine oder mehr koplanare Wellenleiterstrukturen umfasst.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein System illustriert, in dem Aspekte der Offenbarung nach einigen Ausführungsformen ausgeführt werden können. Das System 800 erlaubt die Kommunikation einer ersten elektronischen Vorrichtung 802 mit einer zweiten elektronischen Vorrichtung 804. Die ersten und zweiten elektronischen Vorrichtungen 802, 804 können jeweils Signale verschiedener Frequenzen senden und empfangen, einschließlich Millimeterwellensignale. In einigen Ausführungsformen können die ersten und zweiten elektronischen Vorrichtungen 802, 804 jeweils ein Mobil-Telefon, eine Tabletrechnervorrichtung oder eine mobile Rechnervorrichtung sein. Die ersten und zweiten elektronischen Vorrichtungen 802, 804 können jeweils die Komponenten umfassen oder mit den Komponenten verbunden sein, die mit der elektronischen Vorrichtung 700 assoziiert dargestellt sind in 7.
Die ersten und zweiten elektronischen Vorrichtungen 802, 804 sind jeweils konfiguriert, auf eine oder mehr Serverrechnervorrichtungen (dargestellt durch die Serverrechnervorrichtung 806) unter Verwendung von einem oder mehreren Netzwerken (dargestellt durch das Netzwerk 808) zuzugreifen oder damit zu kommunizieren. Ein solcher Zugriff oder eine solche Kommunikation kann unter Verwendung von wenigstens koplanaren Wellenleiterstrukturen erfolgen. Die Serverrechnervorrichtung 806 kann auf eine oder mehrere Anwendungen (dargestellt durch die Anwendung 810) und/oder eine oder mehr Dateien (dargestellt durch die Datei 812), die in einer oder mehr Speichervorrichtungen (dargestellt durch die Speichervorrichtung 814) gespeichert sind, zugreifen oder diese ausführen. Die Serverrechnervorrichtung kann die Komponenten umfassen oder mit den Komponenten verbunden sein, die mit der elektronischen Vorrichtung 700 assoziiert dargestellt sind in 7.
In einem Aspekt umfasst eine koplanare Wellenleiterstruktur eine Dielektrikumschicht, die über mindestens einem Abschnitt eines Hochwiderstandssubstrats angeordnet ist, und eine planare Übertragungsleitung, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist. In einigen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige Signalleitung und eine oder mehr Erdungsleitungen umfassen, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist. In anderen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige gestapelte Signalleitung und eine oder mehr gestapelte Erdungsleitungen umfassen, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
In einem anderen Aspekt umfasst eine integrierte Schaltung Schaltkreise, die bedienbar mit einer koplanaren Wellenleiterstruktur verbunden sind. Die Schaltkreise umfassen eine oder mehr Schaltungen, die konfiguriert sind, Signale unter Verwendung der koplanaren Wellenleiterstruktur zu übertragen und/oder zu empfangen. Die koplanare Wellenleiterstruktur umfasst eine Dielektrikumschicht, die über einem Hochwiderstandssubstrat angeordnet ist, und eine planare Übertragungsleitung, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist. In einigen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige Signalleitung und eine oder mehr Erdungsleitungen umfassen, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist. In anderen Fällen kann die planare Übertragungsleitung eine leitfähige gestapelte Signalleitung und eine oder mehr gestapelte Erdungsleitungen umfassen, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
In noch einem anderen Aspekt kann ein Verfahren zur Herstellung einer gestapelten Signalleitung und von gestapelten Erdungsleitungen für eine planare Übertragungsleitung die Abscheidung einer ersten leitfähigen Schicht über einem Hochwiderstandssubstrat und die Strukturierung der leitfähigen Schicht umfassen, um ein erstes leitfähiges Segment für die gestapelte Signalleitung und zweite leitfähige Segmente für die gestapelten Erdungsleitungen zu bilden. Eine Dielektrikumschicht ist über den ersten und den zweiten leitfähigen Segmenten gebildet und strukturiert, um eine erste Öffnung in dem Dielektrikum für die Bildung einer ersten Durchkontaktierung auf dem ersten leitfähigen Segment zu bilden, und zweite Öffnungen für zweite Durchkontaktierungen auf den zweiten leitfähigen Segmenten zu bilden. Die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen sind mit leitfähigem Material gefüllt. Eine weitere leitfähige Schicht wird abgeschieden und strukturiert, um ein drittes leitfähiges Segment auf der ersten Durchkontaktierung und über dem ersten leitfähigen Segment zu stapeln, und um vierte leitfähige Segmente auf den zweiten Durchkontaktierungen und über den zweiten leitfähigen Segmenten zu stapeln. Das erste leitfähige Segment, die erste Durchkontaktierung und das dritte leitfähige Segment bilden die gestapelte Signalleitung und die zweiten leitfähigen Segmente, die zweiten Durchkontaktierungen und die vierten leitfähigen Segmente bilden die gestapelten Erdungsleitungen.
Aspekte dieser Offenbarung werden beispielsweise oben mit Verweis auf Blockdiagramme und/oder betriebliche Illustrationen von Verfahren, Systemen und Computerprogrammen nach Aspekten der Offenbarung beschrieben. Die Funktionen/Handlungen aus den Blocks können in einer anderen Reihenfolge als in dem Ablaufdiagramm dargestellt erfolgen. Beispielsweise können zwei aufeinander folgend dargestellte Blocks in der Tat im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blocks können manchmal in der umgekehrte Reihenfolge ausgeführt werden, je nachdem welche Funktion/Handlungen beteiligt sind.
Die Beschreibung und Illustration eines oder mehrerer Aspekte, die in dieser Anmeldung bereitgestellt werden, sollen den Umfang der Offenbarung wie beansprucht nicht in irgendeiner Weise beschränken oder eingrenzen. Die Aspekte, Beispiele und Details, die in dieser Anmeldung bereitgestellt werden, werden als ausreichend betrachtet, um Besitz zu übermitteln und andere in die Lage zu versetzen, den besten Modus der beschriebenen Offenbarung zu verwenden. Die beanspruchte Offenbarung sollte nicht als auf einen Aspekt, ein Beispiel oder ein Details begrenzt ausgelegt werden, das/der in dieser Anmeldung bereitgestellt ist. Unbeschadet dessen, ob sie in Kombination oder getrennt voneinander dargestellt oder beschrieben sind, sollen die verschiedenen Merkmale (strukturell und methodisch) selektiv eingeschlossen oder ausgelassen werden, um eine Ausführungsform mit einem bestimmten Merkmalssatz zu erzeugen. Nach der Bereitstellung der Beschreibung und Illustration dieser Anmeldung kann ein Fachmann sich Variationen, Modifikationen und alternative Aspekte vorstellen, die in den Geist und die breiteren Aspekte des allgemeinen erfinderischen Konzepts fallen, das in dieser Anmeldung verkörpert ist, und die nicht vom breiteren Umfang der beanspruchten Offenbarung abweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/818672 [0001]

Claims

Koplanare Wellenleiterstruktur, umfassend: ein Hochwiderstandssubstrat; eine Dielektrikumschicht, die über mindestens einem Abschnitt des Hochwiderstandssubstrats angeordnet ist; und eine planare Übertragungsleitung, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach Anspruch 1, wobei das Hochwiderstandssubstrat ein Hochwiderstandssiliziumsubstrat umfasst.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die planare Übertragungsleitung eine leitfähige gestapelte Signalleitung, eine erste gestapelte Erdungsleitung, die auf einer ersten Seite der leitfähigen gestapelten Signalleitung platziert und von der leitfähigen gestapelten Signalleitung durch eine erste Distanz getrennt ist, und eine zweite gestapelte Erdungsleitung, die auf einer zweiten Seite der leitfähigen gestapelten Signalleitung platziert und von der leitfähigen gestapelten Signalleitung durch eine zweite Distanz getrennt ist, umfasst.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach Anspruch 3, wobei eine Breite der leitfähigen gestapelten Signalleitung im Wesentlichen einer Breite der ersten und der zweiten gestapelten Erdungsleitungen entspricht.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach Anspruch 3 oder 4, wobei die ersten und die zweiten gestapelten Erdungsleitungen und die leitfähige gestapelte Signalleitung je mehrere leitfähige Segmente umfassen, die vertikal gestapelt und mit Durchkontaktierungen interlaced sind.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare Übertragungsleitung eine leitfähige Signalleitung, eine erste Erdungsleitung, die auf einer ersten Seite der leitfähigen Signalleitung platziert und von der leitfähigen Signalleitung durch eine erste Distanz getrennt ist, und eine zweite Erdungsleitung, die auf einer zweiten Seite der leitfähigen Signalleitung platziert und von der leitfähigen Signalleitung durch eine zweite Distanz getrennt ist, umfasst.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach Anspruch 6, wobei die erste Distanz im Wesentlichen der zweiten Distanz entspricht.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare Übertragungsleitung ferner über einem Abschnitt der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
Koplanare Wellenleiterstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare Übertragungsleitung in einer ultradicken Metallschicht gebildet ist.
Integrierte Schaltung, umfassend: einen Schaltkreis, umfassend eine oder mehrere Schaltungen und eine koplanare Wellenleiterstruktur, die betrieblich mit dem Schaltkreis verbunden ist, die koplanare Wellenleiterstruktur umfassend: ein Hochwiderstandssubstrat; eine Dielektrikumschicht, die über mindestens einem Abschnitt des Hochwiderstandssubstrats angeordnet ist; und eine planare Übertragungsleitung, die in der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 10, wobei die integrierte Schaltung eine monolithische integrierte Mikrowellenschaltung umfasst.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die planare Übertragungsleitung eine leitfähige gestapelte Signalleitung, eine erste gestapelte Erdungsleitung, die auf einer ersten Seite der leitfähigen gestapelten Signalleitung positioniert und von der leitfähigen gestapelten Signalleitung durch eine erste Distanz getrennt ist, und eine zweite gestapelte Erdungsleitung, die auf einer zweiten Seite der leitfähigen gestapelten Signalleitung positioniert und von der leitfähigen gestapelten Signalleitung durch eine zweite Distanz getrennt ist, umfasst.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 12, wobei eine Breite der leitfähigen gestapelten Signalleitung im Wesentlichen einer Breite der ersten und der zweiten gestapelten Erdungsleitungen entspricht.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste und die zweite gestapelte Erdungsleitung und die leitfähige gestapelte Signalleitung je mehrere leitfähige Segmente umfassen, die vertikal gestapelt und mit Durchkontaktierungen interlaced sind.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei die integrierte Schaltung N leitfähige Schichten ein oberes leitfähiges Segment der leitfähigen gestapelten Signalleitung umfasst und die gestapelten Erdungsleitungen in einer leitfähigen N-1 Schicht gebildet sind.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die planare Übertragungsleitung ferner über einem Abschnitt der Dielektrikumschicht angeordnet ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei die planare Übertragungsleitung eine leitfähige Signalleitung, eine erste Erdungsleitung, die auf einer ersten Seite der leitfähigen Signalleitung platziert und von der leitfähigen Signalleitung durch eine erste Distanz getrennt ist, und eine zweite Erdungsleitung, die auf einer zweiten Seite der leitfähigen Signalleitung platziert und von der leitfähigen Signalleitung durch eine zweite Distanz getrennt ist, umfasst.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 17, wobei die erste Distanz im Wesentlichen der zweiten Distanz entspricht.
Verfahren zur Herstellung einer gestapelten Signalleitung und gestapelter Erdungsleitungen für eine planare Übertragungsleitung, das Verfahren umfassend: Ausbildung einer ersten leitfähigen Schicht über einem Substrat; Strukturieren der ersten leitfähigen Schicht zum Bilden eines ersten leitfähigen Segments für die gestapelte Signalleitung und zweiter leitfähiger Segmente für die gestapelten Erdungsleitungen; Bilden eines Dielektrikums über und zwischen den ersten und zweiten leitfähigen Segmenten; Bilden einer ersten Öffnung in dem Dielektrikum zum Bilden einer ersten Durchkontaktierung auf dem ersten leitfähigen Segment, und zweiter Öffnungen für zweite Durchkontaktierungen auf den zweiten leitfähigen Segmenten; Füllen der ersten und zweiten Öffnungen mit einem leitfähigen Material; und Bilden und Strukturieren einer weiteren leitfähigen Schicht zum Stapeln eines dritten leitfähigen Segments auf der ersten Durchkontaktierung und über dem ersten leitfähigen Segment und zum Stapeln vierter leitfähiger Segmente auf den zweiten Durchkontaktierungen und über den zweiten leitfähigen Segmenten, wobei das erste leitfähige Segment, die erste Durchkontaktierung und das dritte leitfähige Segment die gestapelte Signalleitung bilden und die zweiten leitfähigen Segmente, die zweiten Durchkontaktierungen bilden, und die vierten leitfähigen Segmente die gestapelten Erdungsleitungen bilden.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Substrat ein Hochwiderstandssubstrat umfasst.