JP2003298321A - 高周波電気伝送線路の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接続部分における電気反射を抑制することによ
り、伝搬する電気信号波形の劣化を抑制できる高周波電
気伝送線路の接続構造を提供すること。 【解決手段】同一基板上に構成され、前記基板上のベン
ゾシクロブテン膜３上に形成されたマイクロストリップ
１を信号線とする第１の高周波電気伝送線路と、前記基
板上のインジウムリン系誘電体膜４上に形成され、マイ
クロストリップ１の線幅よりも狭い線幅を有する進行波
型電極２を信号線とする第２の高周波電気伝送線路とを
電気的に接続する高周波電気伝送線路の接続構造におい
て、マイクロストリップ１を進行波型電極２に電気的に
接続する接続線の線幅がインジウムリン系誘電体膜４上
で変化していることを特徴とする高周波電気伝送線路の
接続構造を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は高周波電気伝送線路
の接続構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、より多くの情報量を伝達するた
め、高速で動作し、信号を処理できるデバイスが求めら
れている。高速な電気信号を用いるデバイスにおいて
は、高周波電気伝送線路やその接続部分における電気信
号の減衰及び反射を低減し、信号の劣化を抑制する技術
が重要になってきている。 【０００３】現在、光と電気の技術を融合し、進行波型
電極を備えることで高速な光変調が可能な、電界吸収型
光変調器が開発されている。 【０００４】図３に進行波型の光変調器における従来の
伝送線路の接続構造の一例を示す。図中、３０１は外部
素子等（図示せず）との接続に用いる伝送線路の信号線
であり、この信号線３０１は誘電率ε_１の誘電体膜３０
３上にあり、誘電率ε_１の誘電体膜３０３の下には接地
金属（記載は省略）がある。３０２は誘電率ε_２の誘電
体膜３０４上の進行波型電極であり、この電極は信号線
としての役割も果たしている。誘電率ε_２の誘電体膜３
０４は光導波路としての役割も果たし、進行波型電極３
０２と組み合わされて光変調部としての役割も果たして
いる。なお、上記の伝送線路及び接続構造は同一の基板
上に構成されている。電気信号（図示）が信号線３０１
を介して進行波型電極３０２に伝送され、その電気信号
によって入射光（図中、入力光として表示）が変調され
る。 【０００５】図３に示した素子は、光変調部の構成要素
である誘電率ε_２の誘電体膜３０４に電圧が印加される
ことにより、光導波路の吸収係数が変化することで光変
調動作が行われる構造を有している。外部素子（図示せ
ず）は、入射光を妨げぬよう光路からはずれた位置に置
かれるが、一方で、光の入射位置と進行波型電極３０２
との距離を出来るだけ短くして光の透過損失を抑える必
要があるために、信号線３０１と誘電体膜３０４中の光
導波路とが、図に示したように、９０度を成すことが一
般的な配置となっている。印加電圧により効率よく吸収
係数を変化させるために、光導波路でもある誘電体膜３
０４は薄い空乏層を有する層構造で構成されているた
め、進行波型電極３０２と誘電体膜３０４とを構成要素
とする電気伝送線路は大きな容量成分を有しており、そ
の実効誘電率は一般に配線に用いられる半絶縁性の半導
体や絶縁性誘電体膜上に形成される伝送線路と比較する
と非常に高くなっている。すなわち、信号線３０１と光
変調部の進行波型電極３０２との接続部分では、伝送線
路の実効誘電率の不連続が生じている。 【０００６】一般に、２本の高周波電気伝送線路を接続
する場合、その特性インピーダンスが異なると、２本の
伝送線路の接続部分において電気反射が発生して信号が
劣化する。よって、２本の伝送線路の特性インピーダン
スは等しくすることが好ましい。 【０００７】図３に示す従来例のように、実効誘電率が
異なる２本の線路を接続する場合、各々で同じ特性イン
ピーダンスを実現するためには、実効誘電率の低い方の
信号線の幅を、実効誘電率の高い方の信号線の幅よりも
広くする必要があるため、２本の電気伝送線路は相異な
る幅の信号線をもたざるを得ない。そこで、従来は、実
効誘電率が低く信号線幅が広い方の領域内で、信号線幅
を広い方から狭い方にまで変化させた後に円弧状に曲げ
て成る変換部（図３中、両向き矢印で示す）によって、
両信号線間を接続するという手法が用いられてきた。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の接続構造では、変換部において信号線幅が変化す
ることによる特性インピーダンスのずれを避けることが
出来ないため、この部分で反射波が発生し、電気信号を
劣化させるという問題点があった。 【０００９】本発明は、この問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、接続部分における電気反射を抑
制することにより、伝搬する電気信号波形の劣化を抑制
できる高周波電気伝送線路の接続構造を提供することに
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、請求項１に記載のように、基板
上の第１の誘電体膜が存在する第１の領域内に設けられ
た第１の高周波電気伝送線路と、前記第１の誘電体膜と
は異なる第２の誘電体膜が存在する、前記第１の領域と
は異なる前記基板上の第２の領域内に設けられ、前記第
１の高周波電気伝送線路の信号線幅よりも狭い線幅の信
号線を有する第２の高周波電気伝送線路とを電気的に接
続する高周波電気伝送線路の接続構造において、前記第
１の高周波電気伝送線路の信号線を前記第２の高周波電
気伝送線路の信号線に電気的に接続する接続線の線幅が
前記第２の領域内で変化していることを特徴とする高周
波電気伝送線路の接続構造を構成する。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下に、本発明を、実施の形態例
によって具体的に説明する。 【００１２】［実施の形態例１］図１に、本発明の第１
の実施の形態例として、同一基板上に設けられた、誘電
率の異なる２つの誘電体膜のそれぞれの領域に形成され
た高周波電気伝送線路の間を接続する高周波電気伝送線
路の接続構造を示す。 【００１３】図１中、１は入力された電気信号を伝達す
る第１の高周波電気伝送線路の信号線であるマイクロス
トリップであり、２は第２の高周波電気伝送線路の信号
線の役割を兼ねる、電界吸収型光変調部の進行波型電極
であり、３は第１の誘電体膜である絶縁性のベンゾシク
ロブテン（ＢＣＢ）膜（比誘電率２.７）であり、４は
第２の誘電体膜である、インジウムリン系半導体多層膜
で構成されたインジウムリン系誘電体膜であり、このイ
ンジウムリン系誘電体膜４は、光導波路を兼ねる電界吸
収型光変調部（比誘電率１２.６）の構成要素となって
いる。電気信号（図示）がマイクロストリップを介して
進行波型電極２に伝送され、その電気信号によって入射
光（図中、入力光として表示）が変調される。 【００１４】マイクロストリップ１はＢＣＢ膜３の上に
形成され、進行波型電極２はインジウムリン系誘電体膜
４の上に形成されている。ＢＣＢ膜３の下には接地金属
があるが、図では記載を省略している。 【００１５】前記２本の伝送線路の信号線幅、すなわ
ち、マイクロストリップ１の線幅と進行波型電極２の線
幅は、各伝送線路の特性インピーダンスが相等しくなる
ように設計されている。この場合に、ＢＣＢ膜３の誘電
率がインジウムリン系誘電体膜４よりも小さいので、前
記第１の高周波電気伝送線路の信号線であるマイクロス
トリップ１の線幅は、前記第２の高周波電気伝送線路の
信号線である進行波型電極２の線幅よりも広くなってい
る。 【００１６】入力された電気信号はマイクロストリップ
１から電界吸収型光変調器の進行波型電極２へと伝搬
し、電界吸収型光変調部に入力された光を変調すること
により光変調動作が行われる。 【００１７】ここで、本実施の形態例が図３に示した従
来例と異なる点は、外部素子等との接続に用いる前記第
１の高周波電気伝送線路の信号線であるマイクロストリ
ップ１が、ＢＣＢ膜３が存在する領域（請求項１に記載
の第１の領域に該当する）内ではその線幅（信号線幅）
を保ったまま、インジウムリン系誘電体膜４が存在する
領域（請求項１に記載の第２の領域に該当する）に達
し、その（第２の）領域内において光変調器の進行波型
電極２に接続されていることにある。 【００１８】すなわち、本発明の接続構造によれば、マ
イクロストリップ１を信号線とする伝送線路は、従来例
と異なり、ＢＣＢ膜３が存在する前記第１の領域におい
て、その特性インピーダンスが一定である。 【００１９】一方、インジウムリン系誘電体膜４が存在
する前記第２の領域においては、直角に交わる２つの信
号線の内側と外側をそれぞれ直線で結んで成る直角三角
形の接続形状を有する接続線により、信号線幅（接続線
も信号線の一部と見なす）を連続的に変化させて細くす
ることにより、最小限の距離でマイクロストリップ１と
進行波型電極２とが接続されている。すなわち、前記第
１の高周波電気伝送線路の信号線であるマイクロストリ
ップ１を前記第２の高周波電気伝送線路の信号線である
進行波型電極２に電気的に接続する接続線の線幅が前記
第２の領域内のインジウムリン系誘電体膜４上で変化し
ている。 【００２０】従って、マイクロストリップ１上の高周波
電気信号が進行波型電極２へ伝搬する際に、接続部分で
の特性インピーダンスのずれに伴って発生する電気反射
を最小限に抑制することが可能になる。 【００２１】また、インジウムリン系誘電体膜４が存在
する領域において、インジウムリン系誘電体膜４上の接
続部分の一部を上記の三角形となるようにカットして、
曲げ部分の信号線の面積を縮小することにより、伝送線
路の曲げに伴って生じる寄生容量を削減できる。 【００２２】このように、同じ特性インピーダンスを有
し、異なる信号線幅を有する高周波電気伝送線路を接続
する際には、信号線幅の狭い方の領地内で信号線幅を変
化させる方が変化領域の長さを最小限にすることが出来
るため、反射の影響を最小限に抑制することができる。 【００２３】［実施の形態例２］図２に本発明の第２の
実施の形態例を示す。本実施の形態例における素子の配
置は実施の形態例１と同じである。 【００２４】本実施の形態例で、マイクロストリップ１
が、ＢＣＢ膜３が存在する領域（請求項１に記載の第１
の領域に該当する）内ではその線幅（信号線幅）を保っ
たまま、インジウムリン系誘電体膜４が存在する領域
（請求項１に記載の第２の領域に該当する）に達し、そ
の（第２の）領域内において、光変調器の進行波型電極
２に接続されている点は、実施の形態例１と同じである
が、インジウムリン系誘電体膜４が存在する領域では、
その領域において、信号線幅を進行波型電極２の線幅と
同一の線幅にまで不連続的に細くして、線路の特性イン
ピーダンスを一定に保ち、さらに、細い幅の信号線を直
角に曲げる箇所の角を落す（直角を挟む２辺がともに細
い信号線幅に等しい直角三角形の形状とする）ことによ
り、接続構造における接続線の面積を縮小し、伝送線路
の曲げによって発生する寄生容量を削減している点が実
施の形態例１と異なる。 【００２５】この構造においても、実施の形態例１と同
様に、信号線幅の狭い方の領域内で線幅を変化させる方
が変化領域の長さを最小限にすることが出来るため、反
射の影響を最小限に抑制することができる。 【００２６】以上に挙げた実施の形態例においては、第
１及び第２の誘電体膜の材料として、それぞれ、ベンゾ
シクロブテン及びインジウムリン系誘電体を使用した
が、本発明はこれらの材料に限定されず、誘電体一般に
対して適用可能であり、また本発明による接続構造は、
進行波型電極を備えた電界吸収型光変調器のみに対して
適用が限定されるものではない。 【００２７】また、実施の形態例として示した接続線の
カットの仕方は、図１または図２に示したような直線的
な形状に限らず、曲線であっても良い。 【００２８】 【発明の効果】本発明の実施によって、接続部分におけ
る電気反射を抑制することにより、伝搬する電気信号波
形の劣化を抑制できる高周波電気伝送線路の接続構造を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施の形態例における高周波電
気伝送線路の接続構造を示す図である。 【図２】本発明の第２の実施の形態例における高周波電
気伝送線路の接続構造を示す図である。 【図３】従来例による高周波電気伝送線路の接続構造を
示す図である。 【符号の説明】 １…マイクロストリップ、２…電界吸収型光変調部の進
行波型電極、３…ベンゾシクロブテン膜、４…インジウ
ムリン系誘電体膜、３０１…誘電率ε_１の誘電体膜上の
信号線、３０２…誘電率ε_２の誘電体膜上の進行波型電
極、３０３…誘電率ε_１の誘電体膜、３０４…誘電率ε
_２の誘電体膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 弘 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA11 BA01 DA16 EA03 EA07 EA08 EB05 EB12 HA12 5J014 CA02 CA42

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】基板上の第１の誘電体膜が存在する第１の
   領域内に設けられた第１の高周波電気伝送線路と、前記
   第１の誘電体膜とは異なる第２の誘電体膜が存在する、
   前記第１の領域とは異なる前記基板上の第２の領域内に
   設けられ、前記第１の高周波電気伝送線路の信号線幅よ
   りも狭い線幅の信号線を有する第２の高周波電気伝送線
   路とを電気的に接続する高周波電気伝送線路の接続構造
   において、前記第１の高周波電気伝送線路の信号線を前
   記第２の高周波電気伝送線路の信号線に電気的に接続す
   る接続線の線幅が前記第２の領域内で変化していること
   を特徴とする高周波電気伝送線路の接続構造。