JP2949068B2 - 高周波用伝送線路の製造方法 - Google Patents

高周波用伝送線路の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体基板の少な
くとも一方面に導体を有する構造の高周波用伝送線路
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロストリップ線路は、誘電体基板
の少なくとも一方面に導体を有する構造の高周波伝送線
路の典型例であり、図4及び図5に示すように、誘電体
基板1の両面に所定幅Wのストリップ導体2と接地導体
3とをそれぞれ設けて構成されている。マイクロストリ
ップ線路は、一種の平行2導体線路として機能する。す
なわち、ストリップ導体2と接地導体3の間に電界、そ
れに垂直に磁界(磁界はストリップ導体2を伝わる高周
波信号の伝播方向にも垂直)が存在し、伝送モードはほ
ぼTEM波(電波の進行方向に対して電界と磁界が垂直
な波)で、伝送エネルギーの大部分は誘電体基板1の内
部を伝わる。
【0003】なお、図5において、ストリップ導体2と
接地導体3の間の矢印線は、電界の状態を表す指力線で
ある。矢印の向きはストリップ導体2を正電荷、接地導
体3を負電荷と仮定したときの電界の向きである。電界
の強さは指力線の密度(電束密度)で表され、密度が高
くなるほど電界が強くなる。マイクロストリップ線路
は、同軸線路並みの小さな伝送損失が得られると共に、
半導体集積技術を応用できるため、再現性や量産性及び
経済性に優れ、しかも、小形・軽量化を図ることができ
ることから、マイクロ波・ミリ波用伝送線路に用いられ
るほか、周波数フィルタや電力分配器、方向性結合器な
どの各種受動回路デバイスにも多用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来構造の高周波伝送線路にあっては、図5に示すよう
に、ストリップ導体2のエッジ部2a、2bの電束密度
が他の電束密度よりも高いため、エッジ部2a、2bに
電界が集中し、その結果、このエッジ部2a、2bの電
流密度が他に比べて大きくなるという不都合がある。
【0005】特に、下側のエッジ部2bは、空気よりも
高誘電率の誘電体基板1に接しているため、この下側の
エッジ部2bの電流密度がストリップ導体2のあらゆる
部分の電流密度よりもはるかに大きいという傾向があ
る。このことは、例えば、ストリップ導体2を超伝導体
で構成した場合に、下側のエッジ部2bで臨界電流(超
伝導状態を維持できる上限電流)を越えやすくなること
を示唆しているから、特に、超伝導体を利用して伝送損
失の大幅な低減を達成しようとする際の障害となり、早
急に解決すべき技術課題である。
【0006】なお、この技術課題は、マイクロストリッ
プ線路だけでなく、図6に示すように、誘電体基板4の
同一面に複数の導体5、6を取り付けた構造(コプレー
ナ構造)を有する高周伝送波線路、例えば、スロット線
路、共平面形導波線路、共平面ストリップ線路、2重層
スロット線路などにあっても同じく存在する。誘電体基
板4を通る指力線は、誘電体基板4に接する導体5、6
のエッジ部分5a、6aにも同様に集中するからであ
る。
【0007】そこで、本発明は、導体内の部分的な電界
集中を緩和して当該部分の電流密度を下げることによ
り、例えば、導体材料に超伝導体を利用して伝送損失の
大幅な低減を図る際の障害をなくすことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波用伝
送線路の製造方法は、上記目的を達成するために、誘電
体基板上に型抜き層を設けるとともに、該型抜き層の一
をウェットエッチングにより前記誘電体基板の表面が
露出するまで溶融させ、該型抜き層に丸みを帯びた側面
を有する凹部を形成する工程と、該凹部内に超伝導体
らなる金属膜を形成する工程と、前記凹部に合わせて前
記金属膜を覆うよう側面の傾斜したフォトレジスト層を
金属膜上に配置する工程と、該フォトレジスト層上から
前記金属膜にドライッチングを施して前記金属膜に丸み
を帯びた縁部を形成する工程と、前記縁部を形成した金
属膜を前記誘電体基板上に残して前記型抜き層を前記誘
電体基板上から取り除く工程と、を含むことを特徴とす
る。したがって、ウェットエッチングおよびドライッチ
ングの併用により金属膜に丸みを帯びた縁部を形成する
ことができる。しかも、金属膜に丸みを帯びた縁部が形
成されているので、伝送損失の大幅低減が可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1及び図2は本発明に係る高周波用
伝送線路の製造方法の一実施例を説明する図であり、マ
イクロストリップ線路への適用例である。なお、本実施
例において、従来例(図4、図5)と共通する構成要素
には同一の符号を付してある。
【0010】図1において、10は本実施例の特徴的な
事項を備えたストリップ導体(発明の要旨に記載の導体
に相当)である。すなわち、本実施例のストリップ導体
10は、誘電体基板1の一方面に形成された所定幅Wの
ストリップ導体である点で従来例と共通するが、その幅
方向の両側の縁部10a、10bが丸く仕上げられてい
る点で相違する。なお、図では、端部10a、10bの
断面全体を丸く仕上げているが、これはベストモードで
あり、上述の傾向(下側のエッジ部は、空気よりも高誘
電率の誘電体基板に接しているため、この下側のエッジ
部の電流密度がストリップ導体のあらゆる部分の電流密
度よりもはるかに大きい)に注目すれば、少なくとも、
誘電体基板1に接する部分(従来例の下側のエッジ部2
b)が丸くなっていればよい。
【0011】このような構造において、ストリップ導体
10の縁部10a、10bが丸く仕上げられているた
め、従来、この部分(特に下側のエッジ部2b;図5参
照)に集中していた電界を縁部10a、10bの表面に
分散させることができる。したがって、縁部10a、1
0bの電流密度を小さくできるから、例えば、ストリッ
プ導体10の材料に超伝導体を利用して伝送損失の大幅
な低減を図る際の障害を解消することができるという従
来技術にない格別有利な効果が得られる。
【0012】図2は、上記実施例のマイクロストリップ
線路に適用して好ましい製造工程図である。まず、図2
(a)に示すように、下面に接地導体3を形成した誘電
体基板1の上面に所定材料(例えば単結晶の金)からな
る型抜き層11を形成し、その型抜き層11の上に所定
の開口パターン12aを有するフォトレジスト12を塗
布する。次いで、図2(b)に示すように、所定の溶液
(例えばヨウ化カリウム溶液)を用いて誘電体基板1の
表面が露出するまで型抜き層11を溶融し、型抜き層1
1の内部に丸みを帯びた側面を有する穴13を形成す
る。次いで、図2(c)に示すように、フォトレジスト
12を除去した後、図2(d)に示すように、穴13の
内部と残された型抜き層11の表面に所定の単結晶材
(単結晶超伝導体でもよい)をエピ成長させて金属膜1
4を形成する。そして、図3(e)に示すように、穴1
3の位置に合わせて金属膜14の上にフォトレジスト1
5を塗布すると、このフォトレジスト15の側面は、一
般に、液だれによってなだらかになるため、その断面形
状はほぼ台形状になる。このため、図2(f)に示すよ
うに、イオンビームなどの荷電粒子ビームをフォトレジ
スト15に照射して金属膜14をドライエッチングする
と、金属膜14は、フォトレジスト15の側面傾斜の影
響を受けて若干丸みを帯びた形状にエッチングされる。
したがって、最後に、図2(g)に示すように、フォト
レジスト15と型抜き層11を除去すれば、縁部10
a、10bの丸いストリップ導体10を有する、上記実
施例に用いて好適な構造のマイクロストリップ線路が得
られる。
【0013】なお、上記マイクロストリップ線路の他の
製造工程として、図3(a)に示すように、まず、誘電
体基板1の表面に穴1aを掘り、次いで、図3(b)に
示すように、ストリップ導体14を、比較的低速に溶融
可能な所定の溶液(例えばYBCO系の酸化物超伝導材
であれば0.15%程度の酢酸)を用いて化学的エッチ
ングを行うことによって、ストリップ導体14の縁部1
4aに所望の丸みを付けるということもできる。しか
し、何らかの方法〔例えば、本出願人の提案した「高周
波用伝送線路」(特願平8−49680号 平成8年3
月7日出願)に記載された方法〕を用いて、ストリップ
導体14の縁部14aに接する部分に予め穴1aを設け
る工程が必要になる。
【0014】なお、上記実施例はマイクロストリップ線
路への適用例であるが、本発明はこの例に限らず、コプ
レーナ構造を有する高周波用伝送線路(図6参照)の製
にも適用できる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、ウェットエッチングお
よびドライッチングの併用により金属膜に丸みを帯びた
縁部を形成することができる。しかも、金属膜に丸みを
帯びた縁部が形成されているので、伝送損失の大幅低減
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例により製造した高周波用伝送
線路の概念構造図である。
【図2】一実施例の製造工程図である。
【図3】比較例の製造工程図である。
【図4】従来例の要部概略外観図である。
【図5】従来例の概念構造図である。
【図6】従来例のコプレーナ構造の概念構造図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板 10 ストリップ導体(導体) 10a、10b 縁部11 型抜き層 13 凹部 14 金属膜 15 フォトレジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01P 3/02 ZAA H01P 3/02 ZAA (56)参考文献 特開 平2−165702(JP,A) 特開 昭54−13981(JP,A) 実開 平1−160701(JP,U) 1995年電子情報通信学会総合大会講演 論文集エレクトロニクス1、講演番号C −150、「角を丸くした導体をもつマイ クロストリップ線路の特性解析(その 2)」、白坂幸一他2名、1995年3月10 日発行 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01P 3/08 H01B 12/06 H01B 13/00 503 H01L 39/02 H01L 39/24 H01P 3/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体基板上に型抜き層を設けるととも
    に、該型抜き層の一部をウェットエッチングにより前記
    誘電体基板の表面が露出するまで溶融させ、該型抜き層
    丸みを帯びた側面を有する凹部を形成する工程と、 該凹部内に超伝導体からなる金属膜を形成する工程と、 前記凹部に合わせて前記金属膜を覆うよう側面の傾斜し
    たフォトレジスト層を金属膜上に配置する工程と、 該フォトレジスト層上から前記金属膜にドライッチング
    を施して前記金属膜に丸みを帯びた縁部を形成する工程
    と、 前記縁部を形成した金属膜を前記誘電体基板上に残して
    前記型抜き層を前記誘電体基板上から取り除く工程と、 を含むことを特徴とする高周波伝送線路の製造方法。
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JP2013169001A (ja) * 2013-05-02 2013-08-29 Fujitsu Ltd 線路導体の製造方法
WO2024069696A1 (ja) * 2022-09-26 2024-04-04 富士通株式会社 量子デバイス、量子演算装置及び量子デバイスの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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1995年電子情報通信学会総合大会講演論文集エレクトロニクス1、講演番号C−150、「角を丸くした導体をもつマイクロストリップ線路の特性解析(その2)」、白坂幸一他2名、1995年3月10日発行

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