JPH0373167B2 - - Google Patents
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- JPH0373167B2 JPH0373167B2 JP19571588A JP19571588A JPH0373167B2 JP H0373167 B2 JPH0373167 B2 JP H0373167B2 JP 19571588 A JP19571588 A JP 19571588A JP 19571588 A JP19571588 A JP 19571588A JP H0373167 B2 JPH0373167 B2 JP H0373167B2
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- JP
- Japan
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- line
- coplanar
- conductor
- circuit
- coplanar line
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- Expired
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 14
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- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
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Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はマイクロ波回路として用いられ、共
平面線路で構成された共平面回路に関するもので
ある。
平面線路で構成された共平面回路に関するもので
ある。
従来の共平面線路を用いて構成した回路は第１
図に示すように誘電体基板１１の一面にマイクロ
ストリツプ線路１２が形成され、誘電体基板１１
の他面に互に連結された結合スロツト線路１３，
１４が形成され、誘電体基板１１内に設けたスル
ーホール内の導体１５によつてマイクロストリツ
プ線路１２と結合スロツト線路１３，１４とが結
合されていた。例えばボート１６からの入力波は
マイクロストリツプ線路１２を伝搬し、スルーホ
ール内導体１５によつて結合スロツト線路１３，
１４の伝搬（偶モードで伝搬）に変換され、それ
ぞれボート１７，１８から出力が得られる。
図に示すように誘電体基板１１の一面にマイクロ
ストリツプ線路１２が形成され、誘電体基板１１
の他面に互に連結された結合スロツト線路１３，
１４が形成され、誘電体基板１１内に設けたスル
ーホール内の導体１５によつてマイクロストリツ
プ線路１２と結合スロツト線路１３，１４とが結
合されていた。例えばボート１６からの入力波は
マイクロストリツプ線路１２を伝搬し、スルーホ
ール内導体１５によつて結合スロツト線路１３，
１４の伝搬（偶モードで伝搬）に変換され、それ
ぞれボート１７，１８から出力が得られる。
誘電体基板１１のスルーホールは通常はドリル
またはレーザ等により形成される。このため、高
い工作精度が要求され、製造コストが高くなる問
題がある。また、使用周波数が高くなつた場合ス
ルーホール内導体１５の寄生素子により伝送特性
が劣化するため適用周波数には限界があつた。ま
たこの構成を半導体基板上で形成するモノリシツ
ク集積回路に適用した場合、半導体基板の裏面に
対してもパターンを形成しなければならないた
め、エツチング工程数の増加、裏面を用いること
による基板寸法の増加等によりモノリシツク化に
よるマイクロ波回路の経済化、小形化を実現する
ことは難しい。
またはレーザ等により形成される。このため、高
い工作精度が要求され、製造コストが高くなる問
題がある。また、使用周波数が高くなつた場合ス
ルーホール内導体１５の寄生素子により伝送特性
が劣化するため適用周波数には限界があつた。ま
たこの構成を半導体基板上で形成するモノリシツ
ク集積回路に適用した場合、半導体基板の裏面に
対してもパターンを形成しなければならないた
め、エツチング工程数の増加、裏面を用いること
による基板寸法の増加等によりモノリシツク化に
よるマイクロ波回路の経済化、小形化を実現する
ことは難しい。
この発明はこれらの欠点を除去するため半導体
基板上のみで回路を構成できる共平面回路を提供
することを目的とするものである。
基板上のみで回路を構成できる共平面回路を提供
することを目的とするものである。
第２図はこの発明の実施例を示し、半導体基板
２１の一面上に導体層が形成され、その導体層に
対し、結合スロツト線路４１，４２がほぼ延長す
るように形成され、その結合スロツト線路４１，
４２の接続点と交点してコプレナー線路２４が形
成され、コプレナー線路２４の中心導体２５スト
リツプ導体２６を通じて結合スロツト線路４１，
４２の接続部を通り、結合スロツト線路４１，４
２を構成するコプレナー線路２４と反対側の導体
層２７に接続される。ストリツプ導体２６の幅は
中心導体２５の幅より狭くされ集中定数的な接続
とされてこれら線路４１，４２と２４とインピー
ダンス整合がなされる。かつコプレナー線路２４
の中心導体２５及び両外導体２８，２９間のスロ
ツト３１，３２がストリツプ線路２６の両側縁に
沿つて延長して結合スロツト線路４１，４２に連
結するように溝３３，３４が形成される。この結
合スロツト線路４１，４２とコプレナー線路２４
との結合部において導体２８，２９が連結片３５
で連結され、さらに、結合スロツト線路４１，４
２の中心導体４３，４４が連結片４５で連結さ
れ、連結片３５，４５とストリツプ線路２６及び
その両側の溝３３，３４の底との間に例えば
SiO2のような絶縁層３６，４６が介在される。
連結片３５，４５とストリツプ線路２６との対向
面積はなるべく小さくしてこれら間の静電容量が
小さくなるようにされる。結合スロツト線路４
１，４２とコプレナー線路２４との各結合部と反
対の端はそれぞれ入出力ボート３７，３８，３９
とされる。
２１の一面上に導体層が形成され、その導体層に
対し、結合スロツト線路４１，４２がほぼ延長す
るように形成され、その結合スロツト線路４１，
４２の接続点と交点してコプレナー線路２４が形
成され、コプレナー線路２４の中心導体２５スト
リツプ導体２６を通じて結合スロツト線路４１，
４２の接続部を通り、結合スロツト線路４１，４
２を構成するコプレナー線路２４と反対側の導体
層２７に接続される。ストリツプ導体２６の幅は
中心導体２５の幅より狭くされ集中定数的な接続
とされてこれら線路４１，４２と２４とインピー
ダンス整合がなされる。かつコプレナー線路２４
の中心導体２５及び両外導体２８，２９間のスロ
ツト３１，３２がストリツプ線路２６の両側縁に
沿つて延長して結合スロツト線路４１，４２に連
結するように溝３３，３４が形成される。この結
合スロツト線路４１，４２とコプレナー線路２４
との結合部において導体２８，２９が連結片３５
で連結され、さらに、結合スロツト線路４１，４
２の中心導体４３，４４が連結片４５で連結さ
れ、連結片３５，４５とストリツプ線路２６及び
その両側の溝３３，３４の底との間に例えば
SiO2のような絶縁層３６，４６が介在される。
連結片３５，４５とストリツプ線路２６との対向
面積はなるべく小さくしてこれら間の静電容量が
小さくなるようにされる。結合スロツト線路４
１，４２とコプレナー線路２４との各結合部と反
対の端はそれぞれ入出力ボート３７，３８，３９
とされる。
第３図は第２図の動作原理を線路の伝搬モード
を用いて説明するための図である。コプレナー線
路２４の伝搬モードの電界の方向４７は中心導体
２５から外側接地導体２８，２９の方向に向いて
おり、両側の接地導体の電位は零ポテンシヤルと
なつている。そのため、第３図に示す様に両側の
導体を接地片３５を用いて接続しても伝搬モード
への影響は無い。すなわち、コプレナー線路から
結合スロツト線路への変換部はこの特性を利用し
ている。結合スロツト線路４１，４２の中心導体
４３，４４はコプレナー線路２５の外側接地導体
２８，２９と分離されているため、結合片４５に
よるコプレナー線路２５の伝搬モードへの影響は
無い。結合スロツト線路４１，４２の電界は４８
で示した方向となつている。これはコプレナー線
路２５の伝搬モードが並列分岐された後、結合ス
ロツト線路の偶モードに変換されることを示して
いる。結合スロツト線路の偶モードは同一の電界
方向成分より成つており、本回路は偶モード励振
回路と言うこともできる。結合スロツト線路４
１，４２の特性インピーダンスを適当に選択する
ことによつて、出力ボート３７，３８からは同振
幅、同位相の出力が得られる。
を用いて説明するための図である。コプレナー線
路２４の伝搬モードの電界の方向４７は中心導体
２５から外側接地導体２８，２９の方向に向いて
おり、両側の接地導体の電位は零ポテンシヤルと
なつている。そのため、第３図に示す様に両側の
導体を接地片３５を用いて接続しても伝搬モード
への影響は無い。すなわち、コプレナー線路から
結合スロツト線路への変換部はこの特性を利用し
ている。結合スロツト線路４１，４２の中心導体
４３，４４はコプレナー線路２５の外側接地導体
２８，２９と分離されているため、結合片４５に
よるコプレナー線路２５の伝搬モードへの影響は
無い。結合スロツト線路４１，４２の電界は４８
で示した方向となつている。これはコプレナー線
路２５の伝搬モードが並列分岐された後、結合ス
ロツト線路の偶モードに変換されることを示して
いる。結合スロツト線路の偶モードは同一の電界
方向成分より成つており、本回路は偶モード励振
回路と言うこともできる。結合スロツト線路４
１，４２の特性インピーダンスを適当に選択する
ことによつて、出力ボート３７，３８からは同振
幅、同位相の出力が得られる。
第４図に第２図の等価回路を示す。結合スロツ
ト線路４１，４２とコプレナー線路２４とが互に
接続される。コプレナー線路２４が結合スロツト
線路４１，４２で並列分岐された構成になつてい
る。ストリツプ線路２６、連結片３５，４５の交
差部は半導体技術で用いられるエツチングで製作
され、高い精度でパターンを作ることができる。
また、絶縁層３６，４６の厚みは線路間の結合が
最小となるように、即ちストリツプ線路２６と連
結片３５，４５との容量結合が小さく、かつ不連
続部による寄生素子を最小となるように製作する
ことができる。したがつて、この構成による回路
は高い周波数帯に適用可能であり、また半導体基
板２１の片面のみを使用しているため、片面のみ
のエツチングでパターンを製作でき、更に結合ス
ロツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との
接続部を多層構造で構成しているため、回路の寸
法を十分小さくできる。そのため回路の経済化、
小形化を達成できるモノリシツク集積回路を高周
波数帯で実現できる利点がある。例えばハイブリ
ツト集積回路の場合は精度は数十μｍ〜数百μｍ
程度であるが、半導体製造技術（エツチング技
術）では1μｍ以下の精度とすることができる。
ト線路４１，４２とコプレナー線路２４とが互に
接続される。コプレナー線路２４が結合スロツト
線路４１，４２で並列分岐された構成になつてい
る。ストリツプ線路２６、連結片３５，４５の交
差部は半導体技術で用いられるエツチングで製作
され、高い精度でパターンを作ることができる。
また、絶縁層３６，４６の厚みは線路間の結合が
最小となるように、即ちストリツプ線路２６と連
結片３５，４５との容量結合が小さく、かつ不連
続部による寄生素子を最小となるように製作する
ことができる。したがつて、この構成による回路
は高い周波数帯に適用可能であり、また半導体基
板２１の片面のみを使用しているため、片面のみ
のエツチングでパターンを製作でき、更に結合ス
ロツト線路４１，４２とコプレナー線路２４との
接続部を多層構造で構成しているため、回路の寸
法を十分小さくできる。そのため回路の経済化、
小形化を達成できるモノリシツク集積回路を高周
波数帯で実現できる利点がある。例えばハイブリ
ツト集積回路の場合は精度は数十μｍ〜数百μｍ
程度であるが、半導体製造技術（エツチング技
術）では1μｍ以下の精度とすることができる。
以上述べたように、この発明による共平面回路
は半導体基板上でコプレナー線路と結合スロツト
線路とを結合する回路を簡易な構成で、しかも高
周波数特性が良く、エツチング工程のみで製作で
きる利点がある。
は半導体基板上でコプレナー線路と結合スロツト
線路とを結合する回路を簡易な構成で、しかも高
周波数特性が良く、エツチング工程のみで製作で
きる利点がある。
以上説明したように、この発明による共平面回
路は半導体基板上に構成され、共平面線路、すな
わち結合スロツト線路及びコプレナー線路間の結
合回路を機械工作なしでエツチング工程のみで製
作でき、更にパターン寸法もエツチング精度で規
定できるため、寄生素子、線路間結合等を避ける
ことが可能であり、したがつてマイクロ波、ミリ
波回路の小形化、経済化を達成するモノリシツク
集積回路として応用できる利点がある。
路は半導体基板上に構成され、共平面線路、すな
わち結合スロツト線路及びコプレナー線路間の結
合回路を機械工作なしでエツチング工程のみで製
作でき、更にパターン寸法もエツチング精度で規
定できるため、寄生素子、線路間結合等を避ける
ことが可能であり、したがつてマイクロ波、ミリ
波回路の小形化、経済化を達成するモノリシツク
集積回路として応用できる利点がある。
第１図は従来の共平面回路を示す斜視図、第２
図はこの発明の実施例を示す斜視図、第３図は動
作原理を説明するための図、第４図はその等価回
路である。 ２１……半導体基板、２４……コプレナー線
路、２５……コプレナー線路の中心導体、２６…
…ストリツプ導体、３５，４５……絶縁層上スト
リツプ導体よりなる連結片、３６，４６……絶縁
層、３７，３８，３９……入出力ボート、４１，
４２……結合スロツト線路、４７，４８……電界
の方向。
図はこの発明の実施例を示す斜視図、第３図は動
作原理を説明するための図、第４図はその等価回
路である。 ２１……半導体基板、２４……コプレナー線
路、２５……コプレナー線路の中心導体、２６…
…ストリツプ導体、３５，４５……絶縁層上スト
リツプ導体よりなる連結片、３６，４６……絶縁
層、３７，３８，３９……入出力ボート、４１，
４２……結合スロツト線路、４７，４８……電界
の方向。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に第１、第２及び第３導体層に
より結合スロツト線路が形成され、上記半導体基
板上にコプレナー線路が形成され、そのコプレナ
ー線路の中心導体は上記第１導体層に接続され、
上記コプレナー線路の外側２導体は上記第３導体
層に接続され、上記中心導体と上記第１導体層と
の連結部と上記第２、第３導体層との間に絶縁層
が介在されている共平面回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19571588A JPH01117401A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19571588A JPH01117401A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010498A Division JPS60153603A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 共平面回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117401A JPH01117401A (ja) | 1989-05-10 |
| JPH0373167B2 true JPH0373167B2 (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=16345768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19571588A Granted JPH01117401A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 共平面回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117401A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992020078A2 (en) * | 1991-05-08 | 1992-11-12 | Superconductor Technologies Inc. | Superconducting delay line |
| US5194833A (en) * | 1991-11-15 | 1993-03-16 | Motorola, Inc. | Airbridge compensated microwave conductors |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19571588A patent/JPH01117401A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01117401A (ja) | 1989-05-10 |
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