KR102615092B1 - 광학적으로 제어되는 스위치 - Google Patents

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아르템 유리에비치 니키쇼프
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Abstract

상부층, 하부층 및 상부층 및 하부층 사이에 유전체층을 포함하는 인쇄 회로 기판, 상부층 및 하부층과 전기적으로 연결되며, 2개의 열들로 배치되는 복수의 비아들(vias), 하부층과 전기적으로 연결되고, 유전체 갭에 의하여, 상부층으로부터 분리되는, 션트 비아(shun via) 및 상부층과 션트 비아에 전기적으로 연결되는 광 도전성 반도체 소자를 포함하고, 광 도전성 반도체 소자는, 유전 상태(dielectric state)와 도전 상태(conductor state)를 가지며, 스위치에 제공되는 전자기파는, 광 도전성 반도체 소자의 상태에 따라, 2개의 열들 사이에 형성되는 도파관을 통해 전파되거나 차단되는, 광학적으로 제어되는 스위치(optically-controlled switch)가 개시된다.

Description

광학적으로 제어되는 스위치{Optically-controlled switch}
다양한 실시예들은 기판 집적형 도파관(substrate integrated waveguide)에서 mm-웨이브를 제어하기 위한 스위치에 관한 것이다.
끊임없이 증가하는 사용자 요구는 통신 기술의 신속한 개발을 촉진한다. 현재 5G mm 웨이브 네트워크가 활발하게 개발되고 있으며, 고속 및 에너지 효율성과 같은 요소를 포함하여 사용자 경험을 기반으로 한 더 높은 성능 메트릭을 제공할 것이다.
카 네비게이션용 5G 네트워크 및 센서는 무선 시스템의 시나리오를 바꿀 수 있다. mm 웨이브에 대한 새로운 응용은 데이터 전송을 통합하고 하나의 무선 장치에 탐지 기능을 갖춘 새로운 종류의 회로를 채택해야 한다. 사용 가능한 기술 중에서, SIW(Substrate Integrated Waveguide) 구조는 간단한 구조와 제조법, 낮은 손실과 mm 웨이브의 완전한 차폐, 하나의 유전체 기판에 통합하기 위한 절약 방법, 복잡한 천이 및 원치 않는 기생 효과가 없음, 넓은 주파수 대역을 구현하기 위한 이상적인 기반, 고전적인 인쇄 회로 기판 (PCB) 기술과의 통합의 편리성 등의 이점을 가지고 있기 때문에 중요한 역할을 한다.
그러나 실제로 SIW 구조에 통합하기 위한 기존 스위칭 기술에는 다음과 같은 기술적인 문제점이 있다.
밀리미터 웨이브 범위 (> 10 GHz)에 대한 기존 스위칭 제품의 비용이 매우 높고 복잡하다(특히 스위치 (MEMS), PIN 다이오드, 전계 효과 MOS 트랜지스터 (MOSFET)). 또한, SIW 구조에서 RF (무선 주파수) 채널과 바이어스 및 전원 회로가 교차하면 RF 손실이 증가한다. 또한, 바이어스 및 서플라이 회로의 복잡성이 높아지고 부피가 큰 구성 요소가 있는 PCB 면적이 너무 커지면 SIW 구조를 통합하는 것이 어려워진다.
따라서, mm 웨이브 범위의 응용에 대해 SIW 기술을 효율적으로 사용하기 위해서는, 다음의 조건을 만족하는 적절한 스위치들을 생성할 필요가 있다.
예를 들어, 손실을 피하기 위해 고전적인 스위치 구성 요소의 통합을 위한, PCB (인쇄 회로 기판)를 기반으로 한 표준 스트립 라인에 대한 추가적인 트랜지션이 없으며(SIW와의 단순 통합), 매우 높은 주파수 (최대 100 GHz)에 대한 구성 요소들의 낮은 복잡성과 비용을 가지고, 밀리미터 웨이브 범위에서 PCB의 복잡성과 기생 효과들(parasitic effects)을 피하기 위한 간단한 바이어스 및 전원 회로를 포함하는 스위치들이 필요하다.
다양한 실시예들은, 기판 집적형 도파관(SIW)에서 mm 웨이브를 효율적으로 제어할 수 있는, 광학적으로 제어되는 스위치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 상부층, 하부층 및 상기 상부층 및 상기 하부층 사이에 유전체층을 포함하는 인쇄 회로 기판, 상기 상부층 및 상기 하부층과 전기적으로 연결되며, 2개의 열들로 배치되는 복수의 비아들(vias), 상기 하부층과 전기적으로 연결되고, 유전체 갭에 의하여, 상기 상부층으로부터 분리되는, 션트 비아(shun via), 및 상기 상부층과 상기 션트 비아에 전기적으로 연결되는 광 도전성 반도체 소자를 포함하고, 상기 광 도전성 반도체 소자는, 유전 상태(dielectric state)와 도전 상태(conductor state)를 가지며, 상기 스위치에 제공되는 전자기파는, 상기 광 도전성 반도체 소자의 상태에 따라, 상기 2개의 열들 사이에 형성되는 도파관을 통해 전파되거나 차단될 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 복수의 비아들 중 인접한 2개의 비아들 사이의 거리는 상기 전자기파의 파장의 10분의 1보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 2개의 열들은 도파관 벽들(waveguide walls)을 형성하고, 상기 2개의 열들 사이의 거리는, 상기 전자기파의 파장의 1/2보다 클 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 스위치는, 상기 전자기파가 입력되는 입력 단자와 상기 전자기파가 출력되는 출력 단자를 포함하고, 상기 입력 단자는, 상기 도파관의 일단에 위치하고, 상기 출력 단자는 상기 도파관의 타단에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광 도전성 반도체 소자가 유전 상태인 경우, 상기 전자기파가 상기 도파관을 통해 전파되고, 상기 광 도전성 반도체 소자가 도전 상태인 경우, 상기 전자기파는 차단될 수 있다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 상기 광 도전성 반도체 소자와 연결되고, 상기 광 도전성 소자에 광을 제공하는, 광원을 더 포함하며, 상기 광 도전성 소자에 광이 제공되는 경우, 상기 광 도전성 소자는 상기 도전 상태를 가지며, 상기 광 도전성 소자에 광이 제공되지 않는 경우, 상기 광 도전성 소자는 상기 유전 상태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광원은 마이크로 LED일 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광 도전성 반도체 소자는 금속화 영역을 포함하고, 상기 광원은 상기 금속화 영역에 연결되며, 상기 스위치는, 상기 광원과 상기 광 도전성 반도체 소자를 덮는 보호 유전체 코팅, 상기 보호 유전체 코팅 내부에 위치하고, 상기 금속화 영역 및 상기 제어 회로를 연결하는 제1 공급 컨덕터, 및 상기 보호 유전체 코팅 내부에 위치하고, 상기 광원 및 상기 제어 회로를 연결하는 제2 공급 컨덕터를 더 포함하며, 상기 제1 공급 컨덕터 및 상기 제2 공급 컨덕터는 서로 절연될 수 있다.
일 실시예에 따른 스위치는, 상기 광원과 연결되고, 상기 광원의 상태를 제어하는 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 스위치는, 상기 광 도전성 반도체 소자 및 상기 광원 사이에 위치하는, 유전체 투명 스플리터(dielectric transparent splitter), 및 상기 유전체 투명 스플리터 내부에 위치하고, 상기 광원과 상기 제어 회로를 연결하는 공급 컨덕터를 더 포함하고, 상기 공급 컨덕터는 상기 광 도전성 반도체 소자에 접촉되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 광원의 광점(light spot)의 크기는 상기 광 도전성 반도체 소자의 직경보다 3 내지 6배 작을 수 있다.
일 실시예에 따른 스위치는, 상기 션트 비아와 상기 복수의 비아들 사이에 위치하고, 상기 상부층 및 하부층에 전기적으로 연결되는 공진 비아를 더 포함하는, 광학적으로 제어될 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자는 패시베이션될 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자의 형상은 직사각형이고, 상기 광 도전성 반도체 소자의 폭은 상기 션트 비아의 직경과 동일할 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자의 형상은 십자형태이고, 상기 광 도전성 반도체 소자의 암(arm) 폭은 상기 션트 비아의 직경과 동일할 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자의 형상은 원형이고, 상기 광 도전성 반도체 소자의 직경은, 상기 유전체 갭과 상기 션트 비아의 직경보다 크며, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 션트 비아와 상기 유전체 갭에 완전히 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자의 형상은 정사각형이고, 상기 광 전도성 반도체 소자의 측(side) 길이는 상기 션트 비아 및 상기 유전체 갭의 직경보다 크고, 상기 광 도전성 반도체 소자는, 상기 션트 비아 및 상기 유전체 갭에 완전히 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자의 형상은 원형이고, 상기 광 도전성 반도체 소자의 직경은 상기 션트 비아의 직경보다 크고, 상기 유전체 갭의 직경과 동일하며, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 션트 비아와 완전히 중첩되고, 상기 유전체 갭과 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 기판 집적형 도파관(SIW)에 용이하게 통합될 수 있으며, 전력 손실이 적고, 전자기파의 완전한 차폐가 가능하다. 이에 따라, mm 범위의 웨이브를 이용하는 응용분야에서 SIW 기술을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 도시하는 도면들이다.
도 2a 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 2b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 측면도를 나타내는 도면이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 오프 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 온 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 광학적으로 제어되는 스위치의 평면도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 스위치의 온 상태에서 형성되는 공진 회로를 나타내는 도면이고, 도 6b는 도 4에 도시된 스위치의 오프 상태에서 형성되는 공진 회로를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 4의 스위치의 주파수와 전달 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 광학적으로 제어되는 스위치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자에 광을 제공하는 광원을 설명하기 위해 참조되는 도면들이다.
도 10은 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 전류 분포를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에 포함되는 광 도전성 반도체 소자의 크기에 따라 필요한 광 에너지의 관계를 나타내는 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자가 분산 소자로 동작할 때의 전류 분포를 나타내는 도면들이다.
도 14는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자가 집중 소자로써 동작할 때와 분산 소자로써 동작할 때의 컨덕턴스에 따른 전달계수를 나타내는 그래프이다.
도 15a 및 도 15b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 나타내는 도면들이다.
도 16a 내지 16g는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에서, 다양한 형태, 크기 및 위치를 가지는 광 도전성 반도체 소자들의 예들을 나타내는 도면들이다.
도 17은 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 스위칭 시간을 나타내는 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 도시하는 도면들이다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치(100)는, 인쇄 회로 기판(PCB)(2), 광 도전성 반도체 소자(Photo Semiconductor Element;PSE)(1)을 포함할 수 있다.
인쇄 회로 기판(2)은 상부층(3), 하부층(5) 및 상부층(3)과 하부층(5) 사이에 유전체층(4)을 포함할 수 있으며, 상부층(3) 및 하부층(5)은 금속층일 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판(2) 상에는 복수의 비아들(7)이 위치할 수 있으며, 복수의 비아들은 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 비아들은 평행한 2개의 열들로 배치될 수 있으며, 2개의 열들은 기판 집적형 도파관(Substrate Integrated Waveguide: SIW)의 벽들을 형성할 수 있다. 이에 따라, 2개의 열들 사이에 도파관이 형성될 수 있으며, 도파관의 양 끝단에는 각각 제1 단자(8) 및 제2 단자(9)를 포함할 수 있다. 제1 단자(8)는 일 실시예에 따른 스위치에 제공되는 전자기파(11)의 입력 단자일 수 있으며, 제2 단자(9)는 스위치에 제공되는 전자기파(11)의 출력 단자일 수 있다.
또한, 2개의 열들 사이의 거리는 도파관 폭에 대한 종래의 제한에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 도파관의 유전체 충진을 고려하여, 도파관을 따라 전파되는 전자기파(11)의 파장의 1/2이상일 수 있다.
또한, 복수의 비아들(7) 중 인접하는 비아들 사이의 거리는 전자기파(11)의 통과를 방지하기 위해, 전자기파(11)의 파장의 10분의 1 보다 작을 수 있다.
또한, 도파관 벽들(2개의 열들) 사이에 션트 비아(6)가 위치될 수 있으며, 션트 비아(6)는 도파관 벽들 사이의 중간에 위치할 수 있다. 션트 비아(6)는 하부층(5)과 직접 접촉하고, 인쇄 회로 기판(2)의 상부층(3)과는 직접 접촉하지 않고, 유전체 갭(도 1a 및 도 1b에는 도시되지 않음)에 의해 분리될 수 있다.
한편, 인쇄 회로 기판(2) 상에는 광 전도성 반도체 소자(PSE)(1)가 장착될 수 있으며, 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6)와 인쇄 회로 기판(2)의 상부층(3)을 서로 연결할 수 있다.
광 도전성 반도체 소자(1)에 광이 제공되지 않을 때, 광 도전성 반도체 소자(1)는 유전 상태이고, 션트 비아(6)는 비활성 상태일 수 있다. 따라서, 도 1 a에 도시된 바와 같이, 제1 단자(입력 단자)(8)를 통해 도파관에 제공되는 전자기파(11)는 광 도전성 반도체 소자(1) 및 션트 비아(6)가 위치하는 지점에서 굴절 또는 반사가 일어나지 않으며, 거의 손실 없이 제2 단자(출력 단자)(9)를 통과할 수 있다.
반면에, 광(10)이 광 도전성 반도체 소자(1)에 제공될 때, 광 도전성 반도체 소자(1)는 도전 상태이고, 션트 비아(6)는 활성 상태일 수 있다. 션트 비아(6)가 활성 상태이면, 상부층(3), 션트 비아(6) 및 하부층(5)이 전기적으로 연결될 수 있으며, 전류는 상부층(3), 션트 비아(6), 하부층(5), 비아(7)로 형성된 폐 루프를 흐를 수 있다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 단자(입력 단자)(8)를 통해 도파관에 제공되는 전자기파(11)는 광 도전성 반도체 소자(1) 및 션트 비아(6)가 위치하는 지점에서 반사되고, 제2 단자(출력 단자)(9)를 통과할 수 없다.
따라서, 광 도전성 반도체 소자(1) 및 션트 비아(6)는, 기판 집적형 도파관(SIW)에 대해, 광도전 효과(photoconductive effect)에 기초하여 동작하는, 광학적으로 제어되는 스위치의 역할을 할 수 있다. 또한, 스위치의 바이어스/공급(Bias/supply) 절연 회로들은, RF 경로로부터 절연되어 있다. 일 실시예에 따른 mm웨이브 도파관 시스템은 광의 파워를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는 높은 주파수에서도 낮은 손실을 가지며, 외부의 구성 요소들로부터의 간섭 영향을 받지 않으므로, 전력 소비를 줄일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 기판 집적형 도파관(SIW)의 임의의 위치에 용이하게 통합될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 넓은 동작 주파수 대역을 가질 수 있다.
도 2a 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 2b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 측면도를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치(100)는 인쇄 회로 기판(2), 복수의 비아들(7), 션트 비아(6), 유전체 갭(12), 광 도전성 반도체 소자(1), 광원(14), 제어 회로(13)을 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 션트 비아(6)는 유전체 갭(12)에 의해 인쇄 회로 기판의 상부층(3)과 분리될 수 있다. 또한, 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6)와 상부층(3)을 서로 연결할 수 있다. 또한, 도 2b를 참조하면, 광원(14)은 광 도전성 반도체 소자(1) 위에 배치될 수 있으며, 광 도전성 반도체 소자(1)로 광을 제공할 수 있다. 이때, 광원(14)은 마이크로 LED(μLED)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제어 회로(13)에 의해 광원(14)의 스위칭 온, 오프가 수행될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 오프 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 온 상태를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)에 광이 제공되지 않는 경우(광원이 오프 상태일 때), 광 도전성 반도체 소자(1)는 유전 상태일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)가 유전 상태이면, 션트 비아(6)는 인쇄 회로 기판(2)의 상부층(3)과 전기적으로 연결되지 않으며, 전류는 비아(7), 상부층(3) 및 인쇄 회로 기판(2)의 하부층(5)을 따라 흐른다(화살표로 도시됨). 이때, 션트 비아(6)에는 전류가 흐르지 않는다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 스위치(100)가 오프 상태인 경우, 도파관으로 제공된 전자기파는 션트 비아(6)가 위치하는 지점에서 반사되지 않고, 도파관을 통과할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)에 광이 제공되는 경우(광원이 온 상태일 때), 광 도전성 반도체 소자(1)는 도전 상태일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)가 도전 상태이면, 션트 비아(6)는 광 도전성 반도체 소자(1)를 통해 상부층(3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전류는 비아(7), 상부층(3), 광 도전성 반도체 소자(1), 션트 비아(6), 하부층(5)을 따라 흐른다(화살표로 도시됨). 이에 따라, 일 실시예에 따른 스위치(100)가 온 상태인 경우, 도파관으로 제공된 전자기파는 션트 비아(6)가 위치하는 지점에서 반사되어, 도파관을 통과할 수 없다.
도 4는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 광학적으로 제어되는 스위치의 평면도이다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치(200)는, 도 1a 내지 도 3b에서 도시하고 설명한, 인쇄 회로 기판(2), 광 도전성 반도체 소자(1), 복수의 비아들(7), 제1 단자(8), 제2 단자(9), 유전체 갭(12), 광원(13), 제어 회로(14)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 공진 비아(15)를 더 포함할 수 있다. 공진 비아(15)는 션트 비아(6)와 도파관 벽(예를 들어, 복수의 비아들(7)로 형성된 열) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 공진 비아(15)는 금속재질로 형성될 수 있다. 또한, 공진 비아(15)는 광 도전성 반도체 소자(1)와 접촉하지 않을 수 있다.
광 도전성 반도체 소자(1)는 자체 커패시턴스를 가지며, 공진 비아(15) 및 션트 비아(6)는 인덕턴스 특성을 갖는다. 이에 따라, 공진 비아(15) 및 광 도전성 반도체 소자(1)는 일부 주파수 대역에서 공진 회로를 형성할 수 있다. 이에 대해서는, 이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 6a는 도 4에 도시된 스위치의 온 상태에서 형성되는 공진 회로를 나타내는 도면이고, 도 6b는 도 4에 도시된 스위치의 오프 상태에서 형성되는 공진 회로를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 4의 스위치의 주파수와 전달 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6a를 참조하면, 도 4의 광 도전성 반도체 소자(1)에 광이 제공되지 않는 경우(광원이 오프 상태일 때), 광 도전성 반도체 소자(1), 유전체 갭(12) 및 션트 비아(6)의 접촉 영역은 커패시턴스 소자(C)와 동일한 효과를 가지고, 공진 비아(15) 및 션트 비아(6)는 인덕턴스 소자(L)와 동일한 효과를 가진다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 도 4의 스위치(200)가 오프 상태인 경우, 높은 Q값(quality factor)을 가지는 공진 회로가 발생한다. 또한, 공진회로의 커패시턴스(C)와 인덕턴스(L)는 서로를 효과적으로 보상할 수 있어, 전자기파는 적은 손실로 기판 집적형 도파관(SIW)을 통과할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 도 4의 광 도전성 반도체 소자(1)에 광이 제공되는 경우(광원이 온 상태일 때), 광 도전성 반도체 소자(1)는 저항 소자(R)와 동일한 효과를 가지고, 공진 비아(15) 및 션트 비아(6)는 인덕턴스 소자(L)와 동일한 효과를 가진다. 이러한 경우, 인덕턴스(L)는 보상되지 않으며, 도파관에서 미스 매칭 요소가 되며, 그 결과, 전자기파를 반사시킨다. 도 4의 스위치(200)는, 도 1a 내지 도 3b에서 설명한 스위치와 비교하였을 때, 광 도전성 반도체 소자(1)가 낮은 컨덕턴스를 가져도, 완전한 반사 상태를 제공할 수 있다. 또한, 광 도전성 반도체 소자(1)에 제공되는 광의 강도는, 광 도전성 반도체 소자(1)의 컨덕턴스에 선형적으로 연관되므로, 스위치는, 낮은 강도를 가지는 광이 제공되어도, 완전한 반사 상태를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 그래프를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 컨덕턴스가 약 100 S/m이고, 공진 상태인 경우와, 광 도전성 반도체 소자(1)의 컨덕턴스가 약 1000 S/m이고, 비공진 상태인 경우에 약 -15dB의 동일한 전달 계수(S12)를 가진다. 반면에, 컨덕턴스가 약 100 S/m이고, 비공진 상태인 경우, 약 -5dB의 전달 계수(S12)를 가진다, 동일한 컨덕턴스(약 100S/m)로 비교하였을 때, 비공진 상태인 경우와 공진 상태인 경우의 전달 계수가 약 10dB의 차이를 가진다.
따라서, 도 4의 스위치(공진 비아를 가지는 스위치, 200)는, 도 1a 내지 도 3b에서 설명한 스위치(공진 비아를 가지지 않는 스위치, 100)와 비교하였을 때, 스위치를 온 상태로 만들기 위해(기판 집적형 도파관(SIW)의 주어진 컷-오프 레벨을 구현하기 위해), 광 도전성 반도체 소자(1)에서 필요로 하는 컨덕턴스가 10배 감소하고, 도 1a 내지 도 3b에서 설명한 스위치(공진 비아를 가지지 않는 스위치, 100)보다 광 파워를 약 10배 줄일 수 있다. 이에 따라, 공진 비아를 가지는 스위치는 낮은 광 파워 및 낮은 에너지 소비 조건에서 높은 감도를 제공할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 도 4의 스위치(공진 비아를 가지는 스위치, 200)는 도 1a 내지 도 3b에서 설명한 스위치(공진 비아를 가지지 않는 스위치, 100)보다 좁은 주파수 대역에서 포지티브 특성을 나타낸다.
도 8은 종래의 광학적으로 제어되는 스위치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 종래의 스위치는, 큰 광 강도가 요구되었으므로, 광 섬유 케이블(101) 또는 레이저를 이용하여, 광 도전성 반도체 소자(PSE)(102)로 광이 제공되었다. 또한, 강력한 광원을 가지는 스위치의 구조를 지지하기 위해서는, 부피가 큰 지지 시스템(103)이 요구되었다.
종래의 스위치와는 달리, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는 높은 광 강도를 필요로 하지 않는다. 따라서, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 마이크로 LED(μLED)를 광원으로 사용할 수 있으며, 마이크로 LED의 광 강도로 스위치를 충분히 동작시킬 수 있다. 광 도전성 반도체 소자에 광을 제공하는 광원(예를 들어, 마이크로 LED)에 대해서는, 이하, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여, 자세히 설명하기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자에 광을 제공하는 광원을 설명하기 위해 참조되는 도면들이다.
도 9a를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치(300)에 포함되는 광원은 마이크로 LED(14)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 마이크로 LED(14)는 서로 반대 편에 두 개의 접점(contact)을 가질 수 있다. 하나의 접점은 제어 회로(13)의 첫 번째 공급 핀(feeding pin)에 직접 접촉할 수 있으며, 다른 접점은 제어 회로(13)의 두 번째 공급 핀에 연결하기 위해 추가적인 공급 컨덕터(feed conductor)(18)를 가진다. 이때, 공급 컨덕터(18)와 광 도전성 반도체 소자(1)가 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해, 유전체 투명 스플리터(16)가 마이크로 LED(14)와 광 도전성 반도체 소자(1) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 공급 컨덕터(18)는 광 도전성 반도체 소자(1)와 접촉하지 않도록 유전체 투명 스플리터(16) 내부에 배치될 수 있다. 유전체 투명 스플리터(16)는 실리콘으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 유전체 투명 스플리터(16)는 마이크로 LED(14)에서 발생된 광을 광 도전성 반도체 소자(1)에 제공하는 도파관으로서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로 LDE(14)와 광 도전성 반도체 소자(1) 사이의 유전체 투명 스플리터(16)의 두께는 μm 단위로 구성될 수 있다.
한편, 도 9a를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1) 하부에는 접촉부(17)를 포함할 수 있다. 접촉부(17)는 금속(예를 들어, 구리)으로 형성될 수 있으며, 광 도전성 반도체 소자(1)를 션트 비아(6) 및 인쇄 회로 기판의 상부층(3)에 접속시키기 위한 영역이다.
도 9b 및 9c를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치(400)는, 마이크로 LED 칩(142)이 광원으로 사용되는 더 컴팩트한 스위치로 구현될 수 있다. 이때, 마이크로 LED 칩(142)에서, 양극 및 음극은 반도체(p-n 전이 영역)에 의해 서로 격리되며, 일반적으로 상이한 크기를 가진다. 마이크로 LED 칩(142)의 하부면은, 투명 전도성 접착제에 의하여, 광 도전성 반도체 소자(1)의 양극(또는 음극)에 접착된다. 이때, 투명 전도성 접착제에 의해 생성되는 접착층은 얇은 두께(약 nm-μm)를 가질 수 있다. 마이크로 LED 칩의 양극(또는 음극)과 갈바닉 결합(galvanic coupling)을 제공하기 위해, 접착제의 컨덕턴스를 고려하여, 광 도전성 반도체 소자(1)의 상부면은 금속화될 수 있다. 마이크로 LED 칩(142)의 양극과 음극은, 마이크로 LED 칩(142)의 공급 제어 시스템과 결합된 기판 집적화 광 가이드(SIW)의 인쇄 회로기판에 표준 기술을 사용하여 용접된다. 또한, 모든 구성은 보호 유전 코팅(protective dielectric coating), 예를 들어, 실리콘(16)으로 코팅될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 전류 분포를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 10에 도시된 전류의 분포(광 도전성 반도체 소자(1)에서 음영 처리된 영역(A1))는, 광 도전성 반도체 소자(1)가 도전 상태로의 전이 및 필요한 컨덕턴스 레벨을 제공함에 있어서, 가장 합리적이고 효율적인 영역을 나타낸다. 전류가 전파되는 깊이(광 도전성 반도체 소자의 최적의 두께에 대응)는, 주어진 주파수에서, SIW로 전파하고, 광 도전성 반도체 소자의 컨덕턴스에 의해 제공되는 전자기파의 피부층(skin-layer)의 두께에 의해 결정된다.
도 9b 및 도 9c의 스위치의 구성은, 광 도전성 반도체 소자에서의 체적 전류 분포를 고려하면, 종래 기술에서 공지된 솔루션들에 비해, 초소형이며, 이에 따라, 소형 디바이스에 간단하게 통합가능하며, 복잡성을 감소시킬 수 있고, 전력 소비를 최적화할 수 있다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에 포함되는 광 도전성 반도체 소자의 크기에 따라 필요한 광 에너지의 관계를 나타내는 도면들이다. 또한, 도 13a 및 도 13b는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자가 분산 소자로 동작할 때의 전류 분포를 나타내는 도면들이다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에 포함되는 광원(14)과 광 도전성 반도체 소자(1)의 크기 비율은 요구되는 광 에너지의 값에 영향을 미친다. 도 11을 참조하면, 요구되는 광 에너지를 고려한 광 도전성 반도체 소자의 최적의 반경은 약 1.4mm(직경은 2.8mm)일 수 있다. 또한, 이때, 필요한 광 에너지는 약 3.8mW일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자의 크기를 줄이면, 필요한 광 에너지가 몇 배로 증가하는 반면, 광 도전성 반도체 소자의 크기를 증가시키면 필요한 광 에너지 값은 거의 감소하지 않는다.
또한, 도 12를 참조하면, 동일한 크기의 광원(예를 들어, 마이크로 LED)(14)을 가지는 스위치에서, 광 도전성 반도체 소자(1)의 크기에 따라 요구되는 광 에너지가 달라질 수 있다. 동일한 크기의 광원(14)을 가지는 경우, 도 10의 광 도전성 반도체 소자(1)의 체적 전류 분포를 고려하면, 주어진 컨덕턴스 레벨이 제공되는, 광원으로부터 광이 제공되는 지점 및 영역(light spot, 251)은 동일하다. 결과적으로, 광원(14)과 광 도전성 반도체 소자(1)의 세로 크기 비의 최적화로 인해, 2배 이상의 광 에너지 감소가 가능하다.
이러한 광 에너지 감소의 효과는 광 도전성 반도체 소자의 제조 과정 중에서, 기계적 컷팅에 의해 반도체 분자 구조의 손상과 관련된 에지 효과의 영향을 줄이는 것뿐만 아니라, 광 도전성 반도체 소자 내에서의 확산 및 광의 영향 아래, 컨덕턴스 영역에서 트랜지션되는 전자들의 확산에 의해 발생할 수 있다. 따라서, 에지 효과가 발생하는 영역(A3)에서, 전자는 더 적은 수명을 가지며, 그 결과, 전체 반도체 물질을 전도 상태로 만들기 위해 더 높은 광 에너지가 요구된다. 따라서, 에지 효과를 보상하고, 주어진 컨덕턴스 레벨을 제공하기 위해서는 더 높은 광 에너지가 요구된다. 그러나, 동일한 광원을 사용하면서, 광 도전성 반도체 소자의 크기를 증가시키는 경우, 에지의 영향이 감소되고, 전자 확산 컨덕턴스에 의해 더 넓은 영역에서 필요한 컨덕턴스를 얻을 수 있다.
반대로, 크기가 증가된 광 도전성 반도체 소자를 사용하면서, 동일한 영역에서 필요한 컨덕턴스를 얻는 경우, 광원에서 소비되는 광 에너지를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 광원의 크기는 동일하고, 광 도전성 반도체 소자의 크기를 증가시키면서, 동일한 영역(A2)에서 필요한 컨덕턴스를 얻는 경우, 요구되는 광 에너지가 감소할 수 있다.
전자 확산 및 에지 효과(edge effect)를 고려한, 광 도전성 반도체 소자 내의 광 도전성 전자(n)의 농도의 계산은 다음과 같다:
Figure 112018052797575-pat00001
- Helmholtz equation(헬름홀츠 방정식)
Figure 112018052797575-pat00002
- azimuthal symmetry(방위각 대칭)
Figure 112018052797575-pat00003
s - Diffusion length(확산 길이),
D - Diffusion constant(확산 상수),
t - Electron life time in a semiconductor(반도체의 전자 수명),
F - Lighting function(광 기능)
두께(방향 z)를 가로 지르는 캐리어 밀도 분포의 균질성을 가정한 제3 유형 경계 조건에 대한 솔루션
Figure 112018052797575-pat00004
- boundary condition(경계 조건).
그러나, 광 도전성 반도체 소자(1)의 크기를 λ/4보다 큰 값까지 증가시키면, 광 도전성 반도체 소자(1)는 집중 소자(concentrated element)가 아닌 분산 저항 매체(distributed resistance medium)가 된다. 분산 저항 매체는 광 도전성 반도체 소자(1) 내의 체적 전류 분포에서 검출되는 광 도전성 반도체 소자의 저항에 따라 변화하고, 그 결과, 컨덕턴스에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 13a에 도시된 바와 같이, 광 도전성 반도체 소자의 저항이 크면(컨덕턴스가 작으면), 광 도전성 반도체 소자의 대부분의 전류 전파에서, 최적의 절연이 제공된다. 반면에, 광 도전성 반도체 소자의 저항이 작으면(컨덕턴스가 크면), 전류는 광 도전성 반도체 소자의 낮은 깊이에서 전파되므로, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 컷 오프 레벨이 낮아진다.
도 14는 일 실시예에 따른 광 도전성 반도체 소자가 집중 소자로써 동작할 때와 분산 소자로써 동작할 때의 컨덕턴스에 따른 전달계수를 나타내는 그래프이다.
도 14를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자가 분산 소자로 동작하는 경우, 최적의 절연이 제공되는 광 도전성 반도체 소자의 컨덕턴스의 최적 값(m1)이 존재한다. 따라서, 광 도전성 반도체 소자를 도전 상태로 전이시키기 위해 소비되는 광 에너지의 레벨을 추가적으로 최적화하는 것이 가능하다.
주어진 컨덕턴스 영역에서, 광 도전성 반도체 소자의 크기 및 이에 대응되는 캐리어 수명을 제어함으로써, 스위치의 스위칭-온/오프 시간을 제어하는 것이 가능하다. 광 도전성 반도체 소자 체적에서의 캐리어 수명이 더 길어지면, 스위칭 온/오프 시간이 길어진다. 반대로, 광 도전성 반도체 소자가 충분한 광 파워에서 보다 더 짧은 캐리어 수명을 가지면, 스위칭 온/오프 시간이 짧아진다. 따라서, 주어진 컨덕턴스 레벨이 제공되어야 하는 영역의 에지를 더 가깝게/멀리 이동시킴으로써 재조합 에지 효과로 인해 볼륨 케리어 수명을 증가/감소시킬 수 있으며, 스위치의 온/오프 시간을 증가/감소 시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 이용하는 장치의 목적에 따라, 광 도전성 반도체 소자 및 광원의 기하학적 파라미터를 선택함으로써, 스위치의 소비 광 전력 및 스위칭 온/오프 시간이 최적화될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치를 나타내는 도면들이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는, 기판 집적형 도파관을 제어하는 스위치일 수 있다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는 복수의 션트 비아들(61, 62, 63)을 포함할 수 있으며, 복수의 션트 비아들(61, 62, 63) 상부에는 광 도전성 반도체 소자(1)가 연결될 수 있다. 복수의 션트 비아들(61, 62, 63) 중 인접하는 션트 비아들은 기판 집적형 도파관을 진행하는 전자기파 파장의 1/2 (λ/2)보다 작은 거리로 떨어져서 위치할 수 있다. 이에 따라, 스위치가 온 상태(광 도전성 반도체 소자에 광(10)이 제공되는 상태)인 경우, 반사 영역을 형성할 수 있다(도 15a). 반대로, 스위치가 오프 상태(광 도전성 반도체 소자에 광이 제공되지 않는 상태)인 경우, 전자기파가 자유롭게 도파관을 통과할 수 있다(도 15b).
도 16a 내지 16g는 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에서, 다양한 형태, 크기 및 위치를 가지는 광 도전성 반도체 소자들의 예들을 나타내는 도면들이다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에서, 광 도전성 반도체 소자(1)의 크기, 형태 및 위치는 다양하게 구현될 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)의 크기, 형태 및 위치는, 스위치의 효율적인 스위칭을 위해 흐르는 전류 영역 및 기판 집적형 도파관의 구조, 마운팅을 위한 소자 배열의 편의성 및 절연을 위한 요건들에 의해 결정될 수 있다. 광원(14)은 광 도전성 반도체 소자(1)의 중심 상에 위치하거나 광 도전성 반도체 소자(1)의 가장자리에 위치할 수 있다. 또한, 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6)와 완전히 또는 부분적으로 중첩되고, 인쇄 회로 기판의 상부층과 접촉하며, 공진 비아(15)와 중첩되지 않아야 한다.
도 16a를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 직사각형이고, 광 도전성 반도체 소자(1)는 도파관 축에 실질적으로 수직으로 위치될 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)의 폭은 션트 비아(6)의 직경과 거의 동일할 수 있다.
도 16b를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 직사각형이며, 광 도전성 반도체 소자(1)는 도파관 축에 실질적으로 평행하게 위치될 수 있다. 광 도전성 반도체 소자의 폭은 션트 비아의 직경과 거의 동일할 수 있다.
도 16c를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 직사각형이며, 광 도전성 반도체 소자(1)는 도파관 축과 소정의 각도를 이루며 위치될 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)의 폭은 션트 비아(6)의 직경과 거의 동일할 수 있다.
도 16d를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 복잡한 모양, 예를 들어, 십자형일 수 있으며, 광 도전성 반도체 소자(1)의 암폭(arm width)은 션트 비아(6)의 직경과 거의 동일할 수 있다.
도 16e를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 원형일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)의 직경은 션트 비아(6) 및 유전체 갭(12)의 직경보다 클 수 있으며, 이에 따라, 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6) 및 유전체 갭(12)과 완전히 중첩되도록 위치될 수 있다.
도 16f를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 정사각형일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자의 사이드 길이는, 션트 비아(6) 및 유전체 갭(12)의 직경보다 클 수 있으며, 이에 따라, 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6) 및 유전체 갭(12)과 완전히 중첩되도록 위치될 수 있다.
도 16g를 참조하면, 광 도전성 반도체 소자(1)의 형태는 원형일 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)의 직경은 션트 비아(6)의 직경보다 크고, 유전체 갭(12)의 직경과 거의 동일할 수 있다. 광 도전성 반도체 소자(1)는 션트 비아(6)와 완전히 중첩되고, 유전체 갭(12)과 부분적으로 중첩되도록 위치될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 스위칭 시간을 나타내는 그래프이다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치에 포함되는 광 도전성 반도체 소자는, 실리콘, InGaAs 등의 다양한 종류의 반도체 재료를 포함할 수 있다. 광학적으로 제어되는 스위치의 스위칭 시간은, 광 도전성 반도체 소자를 구성하는 재료의 전자 수명(τ)에 따라, 결정될 수 있다(ton 및 toff ~ τ). 이때, 재료의 전자 수명은, 재료를 패시베이션(예를 들어, 표면 처리)함으로써, 감소시킬 수 있다. 한편, 캐리어의 수명은 광 에너지(optical energy)에 반비례(Popt ~ 1/τ)하므로, 스위칭 시간을 줄이기 위해서는 더 큰 광 전력(optical power)이 요구되며, 이에 따라, 광 에너지 소비가 증가한다.
도 17 및 아래 표 1에는, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 스위칭 온/오프 시간에 대해 패시베이션이 미치는 영향이 나타나있다.
광학적으로 제어되는 스위치의 재료 ton, μs toff, μs
패시베이션된 실리콘 9.6 20.1
패시베이션되지 않은 실리콘 3.1 10.6
스위칭 온/오프 시간(ton 과 toff)의 크기는 다음과 같이 줄일 수 있다.
1. 광도전 물질을 최적화함(캐리어 수명이 달라짐)
- 실리콘의 변경(순도 최적화, 도핑)
- 다른 재료를 사용(예: InGaAs)
2. 스위치 구조를 최적화함
- 갭(12)의 제어
- 광 전도성 물질의 체적 전류 분포 및 전자기 가장자리 효과 고려
이상에서는 기판 직접형 도파관을 위한 광학적으로 제어되는 스위치의 구성 및 그에 대한 기본적인 실시예들에 대해서만 설명하였지만, 이러한 원리들을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
<적용 분야>
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는 mm 웨이브 장치들에 이용될 수 있다. 예를 들어, 광학적으로 제어되는 스위치는, 스트립선로(stripline), 순환기, 위상변환기, 스위치 및 적응형 빔포밍을 위한 안테나 등에 이용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치는 RF 신호의 제어가 필요한 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 차세대 표준인 5G 및 WiGig의 이동 통신 네트워크, 서로 다른 종류의 센서들, 긴 거리를 포함하는 무선 에너지 전송을 위한, mm 웨이브 범위에 적응적인 스마트 홈 시스템 및 기타 지능 시스템, 카 네비게이션, 사물 인터넷(IoT), 무선 전력 충전 등에 이용될 수 있다.
"제 1", "제 2", "제 3"등의 용어는 다양한 요소, 성분, 영역, 층 및 / 또는 섹션을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이들 요소, 성분, 영역, 층 및 / 또는 섹션들은 이러한 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어는 하나의 구성 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 구성 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 제 1 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 제 2 요소, 구성 요소, 영역, 계층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서, "및 / 또는"이라는 용어는 각각의 나열된 항목들 중 하나 이상의 임의의 조합을 모두 포함한다. 단수로 언급된 요소는 달리 명시되지 않는 한 복수의 요소를 배제하지 않는다.
설명 또는 청구 범위에서 단일 요소로서 특정된 요소의 기능은 실제로 장치의 몇몇 요소를 통해 구현될 수 있으며, 그 반대의 경우에도, 설명 또는 청구 범위에서 복수의 개별 요소로 특정된 요소의 기능은 단일 구성 요소로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 광학적으로 제어되는 스위치의 구성 요소들/유닛들은 동일한 프레임/구조/인쇄 회로 기판 상에 위시치켜, 장착(조립)하는 동작에 의해 공통의 하우징에 배치됨으로써, 구조적으로 서로 연결되며, 또한, 통신 라인을 통해 기능적으로도 서로 연결된다. 통신 라인 또는 채널은 달리 명시하지 않는 한 기존의 통신 라인으로, 기존에 공지되는 재료를 이용할 수 있다. 통신 라인은 와이어, 와이어 세트, 버스, 경로(path), 무선 통신 링크(유도성, 무선 주파수, 적외선, 초음파 등)가 될 수 있다. 통신 링크를 통한 통신 프로토콜은 당해 기술 분야에 알려져 있으며, 별도로 설명하지 않는다.
구성 요소의 기능적 관계는 이 구성 요소들이 서로 올바르게 협력하고 요소의 특정 기능을 구현하는 연결로서 이해되어야 한다. 기능적 관계의 특정 예는 정보의 교환을 제공하는 연결, 전류의 전송을 제공하는 연결, 기계적 움직임의 전달을 제공하는 연결, 빛, 소리, 전자기 또는 기계적 진동의 전송을 제공하는 연결 등일 수 있다. 기능적 관계는 요소들의 상호 작용의 본질에 의해 결정되며, 달리 명시되지 않는 한, 당업계에 널리 공지된 원리를 사용하여 잘 알려진 수단에 의해 제공된다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 광학적으로 제어되는 스위치(optically-controlled switch)에 있어서,
    상부층, 하부층 및 상기 상부층 및 상기 하부층 사이에 유전체층을 포함하는 인쇄 회로 기판;
    상기 상부층 및 상기 하부층과 전기적으로 연결되며, 2개의 열들로 배치되는 복수의 비아들(vias);
    상기 하부층과 전기적으로 연결되고, 유전체 갭에 의하여, 상기 상부층으로부터 분리되는, 션트 비아(shun via); 및
    상기 상부층과 상기 션트 비아에 전기적으로 연결되는 광 도전성 반도체 소자;를 포함하고,
    상기 광 도전성 반도체 소자는, 유전 상태(dielectric state)와 도전 상태(conductor state)를 가지며,
    상기 스위치에 제공되는 전자기파는, 상기 광 도전성 반도체 소자의 상태에 따라, 상기 2개의 열들 사이에 형성되는 도파관을 통해 전파되거나 차단되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비아들 중 인접한 2개의 비아들 사이의 거리는
    상기 전자기파의 파장의 10분의 1보다 작은, 광학적으로 제어되는 스위치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 열들은 도파관 벽들(waveguide walls)을 형성하고, 상기 2개의 열들 사이의 거리는, 상기 전자기파의 파장의 1/2보다 큰, 광학적으로 제어되는 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 전자기파가 입력되는 입력 단자와 상기 전자기파가 출력되는 출력 단자를 포함하고,
    상기 입력 단자는, 상기 도파관의 일단에 위치하고, 상기 출력 단자는 상기 도파관의 타단에 위치하는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자가 유전 상태인 경우, 상기 전자기파가 상기 도파관을 통해 전파되고, 상기 광 도전성 반도체 소자가 도전 상태인 경우, 상기 전자기파는 차단되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학적으로 제어되는 스위치는,
    상기 광 도전성 반도체 소자와 연결되고, 상기 광 도전성 반도체 소자에 광을 제공하는, 광원을 더 포함하며,
    상기 광 도전성 반도체 소자에 광이 제공되는 경우, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 도전 상태를 가지며, 상기 광 도전성 반도체 소자에 광이 제공되지 않는 경우, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 유전 상태를 가지는 광학적으로 제어되는 스위치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원은 마이크로 LED인, 광학적으로 제어되는 스위치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자는 금속화 영역을 포함하고,
    상기 광원은 상기 금속화 영역에 연결되며,
    상기 광학적으로 제어되는 스위치는,
    상기 광원과 상기 광 도전성 반도체 소자를 덮는 보호 유전체 코팅;
    상기 보호 유전체 코팅 내부에 위치하고, 상기 금속화 영역 및 제어 회로를 연결하는 제1 공급 컨덕터; 및
    상기 보호 유전체 코팅 내부에 위치하고, 상기 광원 및 상기 제어 회로를 연결하는 제2 공급 컨덕터를 더 포함하며,
    상기 제1 공급 컨덕터 및 상기 제2 공급 컨덕터는 서로 절연되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 광원과 연결되고, 상기 광원의 상태를 제어하는 제어 회로를 더 포함하는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 광 도전성 반도체 소자 및 상기 광원 사이에 위치하는, 유전체 투명 스플리터(dielectric transparent splitter); 및
    상기 유전체 투명 스플리터 내부에 위치하고, 상기 광원과 제어 회로를 연결하는 공급 컨덕터;를 더 포함하고,
    상기 공급 컨덕터는 상기 광 도전성 반도체 소자에 접촉되지 않는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서,
    상기 광원의 광점(light spot)의 크기는 상기 광 도전성 반도체 소자의 직경보다 3 내지 6배 작은, 광학적으로 제어되는 스위치.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 션트 비아와 상기 복수의 비아들 사이에 위치하고, 상기 상부층 및 하부층에 전기적으로 연결되는 공진 비아를 더 포함하는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자는 패시베이션된, 광학적으로 제어되는 스위치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 형상은 직사각형이고, 상기 광 도전성 반도체 소자의 폭은 상기 션트 비아의 직경과 동일한, 광학적으로 제어되는 스위치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 형상은 십자형태이고,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 암(arm) 폭은 상기 션트 비아의 직경과 동일한, 광학적으로 제어되는 스위치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 형상은 원형이고,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 직경은, 상기 유전체 갭과 상기 션트 비아의 직경보다 크며, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 션트 비아와 상기 유전체 갭에 완전히 중첩되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 형상은 정사각형이고,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 측(side) 길이는 상기 션트 비아 및 상기 유전체 갭의 직경보다 크고, 상기 광 도전성 반도체 소자는, 상기 션트 비아 및 상기 유전체 갭에 완전히 중첩되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 형상은 원형이고,
    상기 광 도전성 반도체 소자의 직경은 상기 션트 비아의 직경보다 크고, 상기 유전체 갭의 직경과 동일하며, 상기 광 도전성 반도체 소자는 상기 션트 비아와 완전히 중첩되고, 상기 유전체 갭과 일부 중첩되는, 광학적으로 제어되는 스위치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6652671B1 (ja) * 2019-03-14 2020-02-26 株式会社フジクラ スイッチ装置
RU2719570C1 (ru) * 2019-09-24 2020-04-21 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Оптически-управляемый переключатель миллиметрового диапазона для структур на основе реализованного в печатной плате волновода со штырьевыми стенками (siw)
RU2743070C1 (ru) * 2020-04-24 2021-02-15 Общество с ограниченной ответственностью "Миг Трейдинг" Волновод с копланарно-волноводной согласующей линией передачи
EP4425710A1 (en) 2021-10-27 2024-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device comprising rf cable

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090066597A1 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Songnan Yang Substrate Integrated Waveguide Antenna Array
US20150221804A1 (en) 2012-08-13 2015-08-06 The Curators Of The University Of Missouri Optically activated linear switch for radar limiters or high power switching applications
US20170012335A1 (en) 2015-07-07 2017-01-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Substrate Integrated Waveguide Switch

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100499004B1 (ko) * 2002-12-18 2005-07-01 삼성전기주식회사 광비아홀을 구비하는 인쇄회로기판 및 가공 공정
EP1557900A1 (en) * 2004-01-22 2005-07-27 Raafat R. Mansour MEMS Based RF Components and a Method of Construction Thereof
WO2009023551A1 (en) * 2007-08-10 2009-02-19 Arizona Board Of Regents And On Behalf Of Arizona State University Hybrid integrated mems reconfigurable antenna array (himra)
CA2656534A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-19 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University High-speed bandpass serial data link
US9496610B2 (en) * 2011-01-25 2016-11-15 Sony Corporation Optically controlled microwave antenna
GB2492081B (en) * 2011-06-20 2014-11-19 Canon Kk Antenna lens including holes and different permittivity layers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090066597A1 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Songnan Yang Substrate Integrated Waveguide Antenna Array
US20150221804A1 (en) 2012-08-13 2015-08-06 The Curators Of The University Of Missouri Optically activated linear switch for radar limiters or high power switching applications
US20170012335A1 (en) 2015-07-07 2017-01-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Substrate Integrated Waveguide Switch

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