TWI395369B - 共平面波導裝置 - Google Patents

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TWI395369B TW098140064A TW98140064A TWI395369B TW I395369 B TWI395369 B TW I395369B TW 098140064 A TW098140064 A TW 098140064A TW 98140064 A TW98140064 A TW 98140064A TW I395369 B TWI395369 B TW I395369B
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Description

共平面波導裝置
本發明係有關於包含共平面波導結構之裝置，且特別是有關於一種包含耦合共平面波導(coupled coplanar waveguide；coupled CPW)結構之裝置。
半導體積體電路(IC)工業已經歷了快速的成長。IC材料和設計的技術進步使得IC的生產世代不停地推新，每個世代都較前個世代有更小及更複雜的電路。在IC革新的過程中，功能密度(亦即每個晶片區域上互連裝置的數量)已普遍地增加，然而幾何尺寸(亦即在製程中所能創造的最小元件或線)也越來越小。這些尺寸的縮小也突顯出管理IC中射頻訊號的傳輸的重要性。通常可利用共平面波導(CPW)結構來作這些傳輸，然而，當傳輸頻率增高時，傳統共平面波導(CPW)結構的效能會衰退。特別地，當電磁波波長增加時，傳統共平面波導結構的效能會低於所需。例如，在二氧化矽介電材料中50 GHz的電磁波波長為3000 μm，其應用於於四分之一波長長傳輸線的阻抗匹配網路(impedance matching networks)時會造成面積的消耗(area-consuming)。並且，傳統CPW結構在信號線與其底下基材之間沒有提供保護，且在矽基材上之低損耗CPW結構係使用厚介電層來作設計及最佳化，因而與先進的CMOS製程衝突。因此，業界需要的是一種能解決上述問題的裝置。
本發明提供一種共平面波導裝置，包含：一或多條地線鄰近於一或多條信號線，該信號線及該地線大致互相平行且實質上沿一第一方向延伸；以及一週期結構，係包含該至少一信號線中含有複數個交替區段(alternating segments)；其中該至少一交替區段延伸以一第二方向延伸，且該第二方向橫斷第一方向。
本發明也提供一種裝置，包含：一種裝置，包含：一基材；一位於該基材上之絕緣體；一位於該絕緣體上之共平面波導結構，其實質上為沿著一第一方向延伸；以及一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)浮動條，其沿第二方向延伸，第二方向橫斷第一方向，其中該槽型浮動條為沿著該第一方向週期性地設置。
本發明更提供一種裝置，包含：一基材；一位於該基材上之絕緣體，；一位於該絕緣體上之共平面波導結構，其實質上沿一第一方向延伸；一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)浮動條，其沿第二方向延伸，第二方向橫斷第一方向，其中該槽型浮動條為沿著該第一方向週期性地設置；以及一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)接地條，其沿第一方向延伸，其中該一或多個槽型浮動條連接於該至少一槽型浮動條。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發明中不同的特徵。各特定實施例中的組成及配置將會在以下作描述以簡化本發明。這些為實施例並非用於限定本發明。例如，一第一元件形成於一第二元件“上方”、“之上”、“之下”或“上”可包含實施例中的該第一元件與第二元件直接接觸或該第一元件與第二元件之間更有其他額外元件使該第一元件與第二元件無直接接觸。此外，在本說明書的各種例子中可能會出現重複的元件符號以便簡化描述，但這不代表在各個實施例及/或圖示之間有何特定的關連。
第1A圖繪示為共平面波導結構1之一實施例之立體圖。共平面波導結構1包含一或多條導線2、4a、4b。在本實施例中，導線2為信號線(signal line)且其位於一或多條導線4a、4b之間。此一或多條導線4a、4b為相對的靜態線(static lines)(集合起來通稱為相對靜態線4)。信號線2可連接至波源(wave source)。此波源可為任何合適的頻率。例如，此波源可包含射頻信號源及/或消耗機(signal source and/or consumer)，例如發射器、接收器或天線。在某些實施例中，信號線2沿著其線長攜帶射頻訊號。在某些實施例中，可設計信號線2為在微波及/或毫米之範圍下攜帶射頻訊號(例如，頻率約在 300 MHz及300 GHz之間)。在本實施例中，相對靜態線4可電性接地，因此也可將相對靜態線4稱為地線(ground lines)。在某些實施例中，一或多條的相對靜態線4可連接至AC或DC電壓源，包含參考電壓源。
信號線2是由任何可傳送射頻訊號的材料組成。地線4是由任何可作屏障的材料組成。例如，信號線2及/或地線4可包含金屬，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭(TaC)、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金、其他合適材料或前述之組合。可知的是信號線2可包含使用與地線4相同或不同的材料，及地線4a可包含使用與地線4b相同或不同的材料。在某些實施例中，於信號線2與地線4之間的區域可包含介電質或其他合適材料。
信號線2及地線4彼此為大致平行地沿向一縱向方向排列。信號線2及地線4為縱向地延伸大致相同的長度L，且信號線2/地線4具有大致相同的高度H。在某些實施例中，信號線2/地線4可縱向地延伸不同的距離L，及信號線2/地線4可具有不同的高度H。例如，在某些實施例中，信號線2可延伸第一距離及地線4可延伸第二距離。在某些實施例中，地線4a可延伸第一距離及地線4b可延伸第二距離。前述之例子也可同樣應用於信號線2及地線4的高度H。每條地線之寬度為Wg ，其可與地線4具有相同或不同的寬度。例如，地線4a、4b可具有相同的寬度(亦即地線4a寬度等於地線4b之寬度)。 地線4的寬度可大於其自己的高度(亦即Wg >H)，或高度可大於其自己之寬度(亦即Wg <H)，或相等(Wg =H)或前述之組合。
如第1A圖所示，信號線2的尺寸為沿著縱軸(在本實施例中為z軸)變化。信號線2的尺寸變化形成了在信號線2中之週期性結構。更詳細的說，信號線2中包含交替區段，第一區段5及第二區段6，其形成了週期性結構。第一區段5包含寬度W及長度Ds 。第二區段6為向外延伸，水平地從信號線2之兩側朝向地線4，使第二區段6較第一區段5寬。向外延伸的第二區段6，可形成矩形、橢圓形、半圓形、三角形、其他合適形狀及/或前述之組合。在本實施例中，第二區段6形成長度為DL 及寬度為DW 的矩形。可知的是，第二區段6可具有不同的尺寸。更可知於某些實施例中，第二區段6可延伸向內，從信號線2之兩側朝向信號線2的中心。在某些實施例中，第二區段6可僅從信號線2之一側延伸。
於信號線2中的週期性結構係為由交替的第一區段5及第二區段6以DS +DL 為單位週期作重複所形成。在其他實施例中，信號線2可具有非週期性結構，或具有更多或更少的區段。可選擇共平面波導結構1的尺寸以提供所需的訊號特性(signal characteristic)，例如，如以下所討論之所需的相速(phase velocity)。在某些實施例中，尺寸W、DS 、DL 及DW 皆約為在0.1 μm至8 μm之間。
接下來將討論第1A圖中共平面波導結構1的電性及 射頻特性，並參考第1B圖及第1C圖進行說明。依據分佈電路理論(distributed circuit theory)，共平面波導結構1可被一系列的等效電路模型化。對於每個不同的單位長度dz，可視為由等效電路構成共平面波導結構1，例如第1C圖中顯示的等效電路。等效電路具有電感單位長度L及電容單位長度C。等效電路中也具有電阻單位長度R及電導單位長度G。因此，共平面波導結構1可使用以電路學概念為基礎的線路參數(line parameters)來描述。
L、R、C及G的數值可由共平面波導結構1的物理特性來決定，包含其物理尺寸及材料組成。沿著信號線傳播的波之相速VP 可表示為：
其中c表示為光速，εr 為相對介電常數(relative permittivity)，μr 為相對磁導率(relative permability)。因此，要設計具有所需相速之共平面波導結構，共平面波導需選用適當之材料以提供所需之相對介電常數及磁導率。或者，可調整共平面波導結構的尺寸以提供在此使用的結構所需的電感及電容。
在本實施例中，此週期性結構，包含交替區段5、6，提供各自交替地高及低的阻抗(impedance)區段，如第1C圖中所顯示之等效電路。如果交替地高及低阻抗區段短於波長，且此交替區段彼此串連在一起，電感將由高阻抗區段來控制，且電容是由低阻抗區段控制。例如， 如果波長在頻率約為50 GHz時為近似於3000 μm，且此週期性結構包含約數個微米的週期(亦即週期相對於波長較短)，在本實施例提供了相對於傳統共平面波導結構具有較高的介電常數εr 及較低的相速VP 。在信號線2中的週期性結構基本上提供具有提高介電常數及調整波長的能力。如此一來，可在不同的共平面波導結構中變換介電常數εr ，例如在此所表示的各種實施例。這些介電常數較高的共平面波導結構可併入至微波及毫米波積體電路，例如四分之一波長傳輸線的阻抗匹配電路、GPS衛星系統、大於2 GHz的PDA手機及UWB無線通訊。
接下來的討論提供各種提供較高介電常數εr 及可調整波長之共平面波導結構。第2圖繪示為共平面波導結構10之一實施例之立體圖。共平面波導結構10包含一或多個導線12a、12b、14a、14b。在本實施例中，一或多條導線12a、12b為信號線(集合起來通稱為信號線12)。信號線12位於一或多條導線14a、14b之間。此一或多條導線14a、14b為相對靜態線(集合起來通稱為相對靜態線14)。
信號線12可連接至波源。波源可為任何合適的頻率。例如，波源可包含射頻訊號源及/或消耗機(signal source and/or consumer)，例如發射器、接收器或天線。在某些實施例中，信號線12沿著其線長攜帶射頻訊號。在某些實施例中，可設計信號線12為在微波及/或毫米之範圍下攜帶射頻訊號(例如，頻率約在300 MHz及300 GHz之間)。在本實施例中，相對靜態線14可電性接地， 及因此也可將相對靜態線14稱為地線(ground lines)。在某些實施例中，一或多條的相對靜態線14可連接至AC或DC電壓源，包含參考電壓源。
信號線12是由任何可傳送射頻訊號的材料組成。地線14是由任何可作屏障的材料組成。例如，信號線12及/或地線14可包含金屬，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭(TaC)、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金、其他合適材料或前述之組合。可知的是信號線12可包含使用與地線14相同或不同的材料，及地線14a可包含使用與地線14b相同或不同的材料。於信號線12與地線14之間的區域可為絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適區域及/或前述之組合。在某些實施例中，信號線12與地線14之間的區域可包含介電質或其他合適材料。在某些實施例中，信號線12與地線14之間的區域可包含不同的材料及/或組成。
信號線12及地線14約為彼此平行地沿向縱向方向。信號線12及地線14為沿著縱向延伸大致相同的長度L，及信號線12/地線14具有大致相同的高度H。在某些實施例中，信號線12/地線14可縱向地延伸不同的距離L，及信號線12/地線14可具有不同的高度H。例如，在某些實施例中，信號線12a可延伸第一距離及信號線12b可延伸第二距離。前述之例子可同樣應用於信號線12及地線14的高度H。此外，每條信號線12a、12b與 地線14a、14b的距離為S。距離S可為任何適當距離。每條地線之寬度為Wg ，其可與地線14具有相同或不同的寬度。例如，地線14a、14b可具有相同的寬度(亦即地線14a之寬度Wg =14b之寬度Wg )。地線的寬度可大於高度(亦即Wg >H)或高度大於寬度(亦即Wg <H)或前述之組合。
信號線12的尺寸為沿著縱軸作變化(在此表示為z軸)。信號線12的尺寸變化形成了在信號線12中的週期性結構。特別的是，信號線12包含交替的區段，第一區段16及第二區段18，其形成了週期性結構。第一區段16包含寬度W及長度DS ，其寬度W可與信號線12相同或不同。例如，信號線12a、12b的第一區段16可具有相同的寬度(亦即信號線12a的寬度W=信號線12b的寬度W)。第二區段18向外延伸，水平地由信號線12之兩側朝向地線14，使第二區段18寬於第一區段16。向外延伸的第二區段18，可形成矩形、橢圓形、半圓形、三角形、其他合適形狀及/或前述之組合。在本實施例中，第二區段18形成長度為DL 及寬度為DW 之矩形。可知的是第二區段18可具有不同的尺寸。更可知的是，在某些實施例中，第二區段18可向內延伸，水平地由信號線12之兩側延伸向信號線12的中心。在某些實施例中，第一區段16可較第二區段18寬。
在信號線12中的週期性結構，由第一區段16及第二區段18重複交替的DS +DL 週期形成。在其他實施例中，信號線12可具有非週期性結構，或其中可具有更多 或更少的區段。如上所述，信號線12中的週期性結構提供了較高的介電常數及造成可調整波長的結果。因此，可選擇共平面波導結構10的尺寸來提供所需的訊號特性，例如，如上所描述之所需之相速。在某些實施例中，尺寸W、DS 、DL 及DW 皆約為在0.1 μm至8 μm之間。
共平面波導結構10的信號線12及地線14可包含任何合適的組成，其中該組成為提供週期性結構。例如，第3A-3D圖及第4A-4C圖繪示為包含週期性結構之共平面波導結構之各種實施例。例如，第3A圖繪示包含與前述信號線12相類似的信號線32的共平面波導結構30。信號線32包含交替的區段，第一區段33及第二區段34。第二區段34較第一區段33寬且以半圓形向外延伸朝向地線35。如上所述，在信號線中也可由其他形狀的第一區段及第二區段形成週期性結構。例如，第3B圖繪示為另一實施例，共平面波導40包含信號線42，其含有第一區段43及第二區段44。第二區段44向外延伸朝向地線45，且其通常為三角形的延伸。
在某些實施例中，地線可包含週期性結構或其他不規則形狀之結構。例如，第3C圖繪示為包含與前述信號線12相類似之信號線52的共平面波導結構50。信號線52包含交替性的區段，第一區段53及第二區段54，向外延伸朝向地線55a、55b以形成矩形的延伸。第二區段54寬於第一區段53。地線55a、55b的寬度為大致相同。地線55a、55b包含第一部份56，其在信號線52及地線55a、55b之間的距離相對較小，及包含第二部分，其在 信號線52及地線55a、55b之間的距離相對較大。雖然在信號線52與地線55a、55b之間的具有會有所不同，信號線52與地線55a、55b皆為沿向同一方向並大致上呈平行。第3C圖繪示為地線55a、55b的第一部份會在共平面波導結構50的縱長上呈相對一致的位置。地線55a、55b的第二部分顯示為具相對一致的位置。也就是，地線55a約為地線55b對將信號線沿縱向分成兩半的平面作反射所得之鏡像。然而，在其他實施例中，地線55a的第一部份可與地線55b的第二部分的位置相對一致。也就是，地線55a為地線55b的縱向偏移鏡像。在更其他實施例中，地線55a的形式可與地線55b的形式無關。此外，雖然第3C圖所繪示之地線55a、55b具有曲線的側面，地線55a、55b也可為方形、有角的側面，或其他合適形狀或各種形狀之組合。
在另一實施例中，第3D圖繪示為包含與前述之信號線12相類似之信號線62的共平面波導結構60。信號線62包含交替地區段，第一區段63及第二區段64，其以半圓形向外延伸朝向地線65。第二區段64較第一區段63寬。地線65包含一或多個具有大致相似之剖面形狀的區段66。在本實施例中，一或多個區段66為經由在相同或不同層的內連線來連接彼此，其中該內連線可為金屬內連線。此一或多個區段可包含任何合適的材料。例如，在某些實施例中，區段66可包含兩種或多種不同的材料，像是一或多個區段66包含導電材料及一或多個區段66包含非導電材料。在某些實施例中，此區段可由與信 號線62相同的材料組成。
可知的是，在此描述的各種共平面波導結構可結合為單一的共平面波導結構。例如，第4A-4C圖顯示為包含一或多條信號線72、82、92及一或多條具有與前述之信號和地線相類似之週期性結構的地線75、85、95的共平面波導結構70、80、90。參見第4A圖，信號線72包含交替的區段，第一區段73及第二區段74。第二區段74寬於第一區段73並以半圓形向外延伸朝向地線75。地線75同樣也具有交替的區段，第一區段76及第二區段77。第二區段77寬於第一區段76並以半圓形向外延伸。參見第4B圖，信號線82及地線85包含交替的區段，第一區段83、86及第二區段84、87。第二區段84、87較第一區段83、86寬並以三角形向外延伸。參見第4C圖，信號線92及地線95包含交替的區段，第一區段93、96及第二區段94、97。第二區段94、97較第一區段93、96寬。信號線92的第二區段94以半圓形向外延伸，及地線95的第二區段97以三角形向外延伸。
參見第5A-5D圖，其為依照一實施例繪示之含共平面波導的裝置100之橫向剖面圖。裝置100包含下部基材102及含有一或多個低介電常數介電層106及共平面波導部分108的上部基材104。
下部基材102可包含任何合適的材料及可為任何合適的厚度。在本實施例中，下部基材102包含半導體基材，例如矽基材。下部基材102可包含含有結晶、多晶或無結晶相結構之矽或鍺的元素半導體、含有碳化矽、 砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦及銻化銦的化合物半導體、含有SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及GaInAsP的合金半導體、任何其他合適的材料及/或前述之組合。在一實施例中，合金半導體基材可具有梯度組成的鍺化矽(SiGe)，在其中矽與鍺的成分從某一處的比例至另一處的比例會隨之改變。在另一實施例中，合金鍺化矽可形成在矽基材上。在另一實施例中，矽化鍺基材可作應變(strained)。此外，基材可為絕緣體上覆半導體(SOI)或薄膜電晶體(TFT)。在某些實施例中，半導體基材可包含摻雜磊晶層或埋入層。在其他實施例中，化合物半導體基材可包含多層結構，或矽基材可包含多層化合物半導體結構。在某些實施例中，下部基材102可包含玻璃。
下部基材102可包含多個含相同或不同的材料之膜層。下部基材102更可包含依習知技藝設計需求的各種摻雜結構(亦即P型基材區域或N型基材區域)。在某些實施例中，下部基材102可包含摻雜區域。可知的是，下部基材102可包含已製造的完成或部分完成的裝置、結構、或元件，包含(但不僅限於)閘極結構、源/汲極區、輕摻雜區域、淺溝槽隔離、電晶體、二極體、通孔、溝槽、接觸點/通孔及多層內連線元件(例如金屬層及層間介電層)、其他元件及/或前述之組合。
上部基材104可包含任何合適的材料及可為任何合適厚度。上部基材104可包含一或多個絕緣層。在本實施例中，上部基材104包含介電材料，例如四乙氧基矽 烷(TEOS)氧化物、氧化矽、氮氧化矽、氧化鉿、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鉿-鋁(HfO2 -Al2 O3 )合金、磷矽玻璃(PSG)、硼磷矽玻璃(BPSG)、其他合適材料及/或前述之組合。在某些實施例中，上部基材104可包含高介電常數介電材料，其可包含金屬氧化物、金屬氮化物、金屬矽化物、過渡金屬氧化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬矽化物、金屬氮氧化物、金屬鋁酸鹽(metal aluminates)、鋯矽酸鹽(zirconium silicate)、鋯鋁酸鹽(zirconium aluminates)、HfO2 、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTaTiO、HfTiO、HfZrO、HfAlON或其他合適高介電常數材料及/或前述之組合。在某些實施例中，上部基材104可包含低介電常數材料，例如氟摻雜玻璃(FSG)、碳摻雜氧化矽(carbon doped silicon oxide)、Black Diamond® (Applied Materials of Santa Clara,California)、凝膠(Xerogel)、溶膠(Aerogel)、非結晶氟化碳、聚對二甲苯(Parylene)、雙苯環丁烯(bis-benzocyclobutenes；BCB)、SiLK(Dow Chemical,Midland,Michigan)、聚亞醯胺、其他合適的多孔性聚合材料及/或前述之組合。
可知的是，上部基材104可包含多層結構，其中每層包含相同或不同之材料，例如各種介電質及金屬材料。更可知的是，可額外形成添加層於上部基材104上及/或於其下。在本實施例中，上部基材104包含一或多個低介電常數介電層106及共平面波導部分108。此一或多個低介電常數介電層106可包含任何合適的介電材料，例如上述之材料及/或介電常數約小於3.9之介電材 料。此一或多個低介電常數介電層可為任何合適的厚度。此一或多個低介電常數介電層106及共平面波導108可被包含於上部基材104中的任何位置。例如，低介電常數介電層106可形成在共平面波導部分108之下，如第5A圖所繪示；低介電常數介電層106也可形成在共平面波導部分108之上，如第5B圖所繪示；一或多個低介電常數介電層106可形成在共平面波導部分108之下上及之下，如第5C圖所繪示；或共平面波導部分108可形成在低介電常數介電層108之中，如第5D圖所繪示。類似地，共平面波導部分108可包含任何其他上述未提及之位置，及那些不限於第5A-5D圖中的位置。
共平面波導部分108可集合通稱為共平面波導結構。此共平面波導結構可近似於前述之共平面波導結構。例如，共平面波導部分108可包含信號線及地線。在本實施例中，部分的上部基材104位於共平面波導部分108之間，然而，可知的是，在另一實施例中，其他合適的區域也可位於共平面波導部分之間，例如，絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適之介電區及/或前述之組合。此共平面波導部分108可包含金屬，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。
第6A-6C圖繪示為共平面波導結構200之各種實施例之立體圖，其中共平面波導結構200包含一或多個島 狀區(islands)。導入一或多個島狀區進入共平面波導結構200中可增加介電常數εr 及造成可調整的波長。共平面波導結構200包含一或多條信號線202、一或多條地線204及一或多個島狀區206。信號線202及地線204近似於如前述討論之信號線及地線。特別地，信號線202包含週期性結構。其包含第一區段203a及第二區段203b，其中第二區段203a可形成矩形的延伸。然而，可知的是，信號線202可包含任何合適的週期性結構、及每條信號線202可包含相同的週期性結構、不同的週期性結構、或非週期性結構。參見第6A圖，信號線202為配置於地線204之間，及一或多個島狀區206為配置在每條信號線202及每條地線204之間。此島狀區206大致對應於信號線202中的週期性結構的第二區段203b。也就是，共平面波導結構200中的島狀區206為沿著其縱長具有週期性的間隔，信號線202中的第二區段203b沿著其縱長也具有週期性的間隔(如同前述中更詳細的討論)，及島狀區206與信號線202島中的週期性結構的第二區段203b具有相同的週期間隔。在某些實施例中，島狀區206與信號線202中的週期性結構中的第一區段203a具有相同的週期間隔。在更其他實施例中，島狀區206的間隔可不與信號線202中的週期性結構相對應。第6B圖近似於第6A圖，且其額外包含一或多個島狀區206配置於沿著共平面波導結構200之縱長具有週期間隔的信號線202之間。第6C圖近似於第6A圖，且包含一或多條地線配置於信號線202之間。可知的是，共平面波導結 構200不僅限於第6A-6C圖，且其可包含任何信號線202、地線204及島狀區206的組合及組態。
此一或多個島狀區206可彼此電性連接及/或電性隔離、電性連接至一或多條信號線、一或多條地線及/或參考電極或訊號、完全地電性隔離及/或前述之組合。當一或多個島狀區206為電性連接時，其為通過內連線或通孔作電性連接。此外，信號線202、地線204及島狀區206彼此之間可為任何合適的距離。例如，島狀區206可較地線204靠近信號線202、較信號線202靠近地線204或與最靠近的信號線202及最靠近的地線204之間有相等的距離。在某些實施例中，某些島狀區206可較其他某些島狀區206靠近信號線202。也就是，在信號線202及島狀區206之間的距離會隨共平面波導結構200的縱長變化。
在本實施例中，島狀區206可稱為導電柱(conductive pillars)。島狀區206可包含任何合適的形狀，例如矩形、圓形、橢圓形、三角形、其他合適形狀及/或前述之組合。在某些實施例中，島狀區206包含四邊形平截頭體(quadrilateral)、矩形角住(rectangular prisms)、橢圓圓柱(elliptic cylinders)、圓柱(circular cylinders)或前述之組合。此外，島狀區206可在形式及尺寸上大致相同或可在形式及/或尺寸上作各種變化。島狀區206可具有相同或不同的成分。島狀區206可包含任何材料，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、氮 碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。在其他實施例中，某些或全部的島狀區206可包含介電材料。可知的是，一或多個中的每個島狀區206可包含相同或不同的材料。此外，島狀區206可由與信號線202及/或地線204相同或不同的材料組成。在某些實施例中，全部島狀區206皆由與信號線202相同的材料組成。
第7A-7D圖繪示為共平面波導結構300之各種實施例之立體圖，其中共平面波導結構300包含一或多個浮動條(floating strips)於具有週期性結構之信號線/地線之上及/或之下。結合一或多條浮動條及一或多條信號線可增加介電常數εr 及造成可調整的波長。共平面波導結構300包含含有一或多條信號線302及一或多條地線304的第一層及含有一或多條浮動條308的第二層。信號線302及地線304與第2圖所述之信號線12及地線14相類似。特別是一或多條信號線302中的至少其一包含週期性結構。在某些實施例中，一或多條地線304中的至少其一包含週期性結構。第一層可與第二層為藉由介電層或其他合適材料來分離。此第二層包含一或多條浮動條，其可位於含有信號線302/地線304的第一層之下，如第7A、7B圖所示；或可位於含有信號線302/地線304的第一層之上，如第7C、7D圖所示。在某些實施例中，共平面波導結構300可包含兩層個含有一或多條浮動條308的第二層，一層位於第一層之上及另一層位於第一層之下。在某些實施例中，共平面波導結構300可包含一 或多條浮動條308位於第一層之上及/或之下。在共平面波導結構中的各膜層及元件之間的區域可為絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適的介電區及/或前述之組合。在某些實施例中，在各膜層與元件之間的區域可包含各種材料及/或組成。
浮動條308可延伸橫跨共平面波導結構300的全部或部分的寬度。此外，浮動條308可沿著共平面波導結構300的縱長有週期性的間隔。當在這些週期性的間隔中，浮動條308可以任何合適的週期配置。浮動條308可包含任何合適的材料。在本實施例中，浮動條308包含導電材料，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。在某些實施例中，浮動條308可包含一或多層。在某些實施例中，浮動條308可近似於Ham et al.於美國專利NO.7,242,272(標題：Methods and Apparatus Based on Coplanar Striplines)及/或Cheung et al.於美國專利NO.6,950,590(標題：Transmission Lines and Components with Wavelength Reduction and Shielding)所描述之導電條帶，其在此皆做為參考資料。此外，一或多條浮動條308可彼此電性連接及/或電性隔離、電性連接至一或多條信號線302、一或多條地線304及/或參考電極或訊號、完全電性隔離及/或前述之組合。當一或多條浮動條為電性連接時，其為通過內連線或通孔作電性連接。
第8A-8F圖繪示為共平面波導結構400之各種實施例之立體圖，其中共平面波導結構400包含一或多條位於含週期性結構及島狀區的信號線/地線之上或之下的浮動條。結合一或多條浮動條與含週期性結構及島狀區的信號線可增加介電常數及造成可調整的波長。共平面波導結構400包含含一或多條信號線402、一或多條地線404、一或多個島狀區406的第一層及含一或多條浮動條408的第二層。信號線402、地線404、島狀區406及浮動條408皆與之前於各種實施例描述的信號線、地線、島狀區及浮動條相類似。特別地，一或多條信號線402中的至少其一包含週期性結構。在某些實施例中，一或多條地線404中的至少其一包含週期性結構。島狀區406及浮動條408可沿著共平面波導結構的縱長具有週期性的間隔，且浮動條408的間隔週期可與島狀區406具有相同或不同的間隔週期。第一層及第二層之間為藉由介電層作隔離。含一或多條浮動條的第二層可位於含信號線402/地線404/島狀區406的第一層之下(如第8A、8B、8C圖所示)或之上(如第8D、8E、8F圖所示)。在某些實施例中，共平面波導結構400可包含兩層含一或多條含浮動條408的第二層，一層位於第一層之上，另一層位於第一層之下。在某些實施例中，共平面波導結構400可包含多個含一或多條浮動條408的第二層位於第一層之上及之下。在共平面波導結構中的各膜層與元件之間的區域可為絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適的介電區及/或前述之組合。在某些實 施例中，各膜層與元件之間的區域可包含各種材料及/或組成。
第9A-9D圖繪示為共平面波導結構500之各種實施例之立體圖，其中共平面波導結構500包含一或多條信號線、一或多條地線及一或多個島狀區。共平面波導結構500包含一或多條信號線502、一或多條地線504及一或多個島狀區506。此一或多條信號線502、一或多條地線504及一或多個島狀區506與之前於各種實施例所述之信號線、地線、島狀區及浮動條相類似。在第9A-9D圖中，信號線502及地線504不包含週期性結構，僅導入島狀區506至共平面波導結構中以增加介電常數εr 及造成可調整的波長。島狀區506可照週期間隔配置。參見第9A圖，信號線502為配置在地線504之間，及一或多個島狀區506為配置在每條信號線502與每條地線504之間。第9B圖與第9A圖相類似，且其額外包含一或多個島狀區506配置在信號線502之間。第9C圖近似於第9A圖，且其額外包含一或多條地線506於信號線502之間。第9D圖與第9A圖相類似，且其額外包含一或多個島狀區配置在每條信號線502及每條地線504之兩側。可知的是，共平面波導結構500不僅限於第9A-9D圖，且可包含任何信號線502、地線504及島狀區506的任何組合組成。
第10A-10F圖繪示為共平面波導結構600之各種實施例之立體圖，其中共平面波導結構600包含一或多條信號線、一或多條地線及一或多個島狀區。將一或多條 浮動條與一或多個信號線(甚至在不具有週期性結構的情況下)及島狀區作結合可增加介電常數及造成可調整的波長。共平面波導結構600包含含有一或多條信號線602、一或多條地線604及一或多個島狀區606的第一層及含有一或多條浮動條608的第二層。信號線602、地線604、島狀區606及浮動條608與於前述各種實施例所述之信號線、地線、島狀區及浮動條相類似。特別地，島狀區606及浮動條608可沿著共平面波導結構600的縱長具有週期性結構，且浮動條606可與島狀區608具有相同或不同的週期。第一層與第二層之間為藉由介電層作隔離。含一或多條浮動條608的第二層可位於含信號線602/地線604/島狀區606第一層之下(如第10A、10B、l0C圖所示)或之上(如第10E、10F、10G圖所示)。在某些實施例中，共平面波導結構600可包含兩層含一或多條含浮動條608的第二層，一層位於第一層之上，另一層位於第一層之下。在某些實施例中，共平面波導結構600可包含多個含一或多條浮動條608的第二層位於第一層之上及/或之下。
在某些實施例中，如以下更詳盡的討論，其為藉由在共平面波導結構中加入屏障結構(shielding structures)(亦即金屬條帶屏障)以達到了在傳輸線中減短波長的特性。週期性屏障結構可導致傳播速度降低。這些在導引介質(guided medium)中減速的傳波速度稱為緩波(slow-wave)。也可因此形成增加緩波的特徵及減少電場連接至基材的裝置。因此，在以下的實施例中，包含 結合各種屏障結構的共平面波導結構可通稱為緩波共平面波導(CPW)傳輸線。此緩波共平面波導傳輸線可增加相對的介電常數及同時減少信號衰減損失(attenuation loss)。
此外，在某些實施例中，地線最終可被浮動屏障結構取代，如以下所討論，特別是在高頻裝置中。AC源會造成地電位(ground potential)的極性在於完整的射頻週期(RF cycle)中作正負之間轉換，導致能量會傳至導電的基材。由於在本實施例中的屏障結構可為適當的導體，且也可作隔離，因此在此屏障結構上無淨電荷存在。因此，在屏障結構之下沒有電磁通量(electromagnetic flux)存在，且屏障結構對正或負電位的波動具抵抗性，其可僅讓最小能量能傳至基材。
第11圖為一橫向剖面圖，其繪示包含下部基材702、上部基材704、含一或多條導線707a、707b的共平面波導結構706及含一或多條槽型浮動條(slot-type floating strips)709的屏障結構708的裝置700。
下部基材702可包含任何合適的材料及可為任何合適厚度。在本實施例中，下部基材702包含半導體基材，例如矽基材。下部基材702可包含含結晶、多晶或無結晶性之矽或鍺的元素半導體、含碳化矽、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦及銻化銦的化合物半導體、含有SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及GaInAsP的合金半導體、任何其他合適的材料及/或前述之組合。在一實施例中，合金半導體基材可具有梯度組成的鍺化 矽(SiGe)，在其中矽與鍺的成分從某一處的比例至另一處的比例會隨之改變。在另一實施例中，合金鍺化矽可形成在矽基材上。在另一實施例中，矽化鍺基材可作應變(strained)。此外，基材可為絕緣體上覆半導體(SOI)或薄膜電晶體(TFT)。在某些實施例中，半導體基材可包含摻雜磊晶層或埋入層。在其他實施例中，化合物半導體基材可包含多層結構，或矽基材可包含多層化合物半導體結構。在某些實施例中，下部基材702可包含玻璃。
下部基材702可包含多個含相同或不同的材料之膜層。下部基材702更可包含依習知技藝設計需求的各種摻雜結構(亦即P型基材區域或N型基材區域)。在某些實施例中，下部基材702可包含摻雜區域。可知的是，下部基材702可包含製造的全部完常或部分完成的裝置、結構、或元件，包含(但不僅限於)閘極結構、源/汲極區、輕摻雜區域、淺溝槽隔離、電晶體、二極體、通孔、溝槽、接觸點/通孔及多層內連線元件(例如金屬層及層間介電層)、其他元件及/或前述之組合。
上部基材704為形成在下部基材702上。上部基材704可包含任何合適的材料及可為任何合適厚度。在本實施例中，上部基材704包含介電材料，例如四乙氧基矽烷(TEOS)氧化物、氧化矽、氮氧化矽、氧化鉿、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鉿-鋁(HfO2 -Al2 O3 )合金、磷矽玻璃(PSG)、硼磷矽玻璃(BPSG)、其他合適材料及/或前述之組合。在某些實施例中，上部基材704可 包含高介電常數材料，其可包含金屬氧化物、金屬氮化物、金屬矽化物、過渡金屬氧化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬矽化物、金屬氮氧化物、金屬鋁酸鹽(metal aluminates)、鋯矽酸鹽(zirconium silicate)、鋯鋁酸鹽(zirconium aluminates)、HfO2 、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTaTiO、HfTiO、HfZrO、HfAlON或其他合適高介電常數材料及/或前述之組合。在某些實施例中，上部基材704可包含低介電常數材料，例如氟摻雜玻璃(FSG)、碳摻雜氧化矽(carbon doped silicon oxide)、Black Diamond® (Applied Materials of Santa Clara,California)、凝膠(Xerogel)、溶膠(Aerogel)、非結晶氟化碳、聚對二甲苯(Parylene)、雙苯環丁烯(bis-benzocyclobutenes；BCB)、SiLK(Dow Chemical,Midland,Michigan)、聚亞醯胺、其他合適的多孔性聚合材料及/或前述之組合。可知的是，上部基材704可包含多層結構，其中每層皆可包含相同或不同的材料，例如不同的介電質及金屬材料。此外，其可額外形成添加層(additional layer)於上部基材704之上及/或之下。
共平面波導結構706及屏障結構708可形成於上部基材704之上、之下及/或於其中。共平面波導結構706包含一或多條導線707a、707b。此一或多條導線707a、707b可近似於在此所述之導線、信號線及地線。例如，一或多條導線707a包含信號線或一或多條導線707b包含地線。類似於如上描述的信號線/地線，在某些實施例中，一或多條信號線707a/地線707b中的至少其一可包 含週期性結構。並且，信號線707a/地線707b可包含任何合適的材料及可為任何合適的厚度。例如，信號線707a/地線707b可包含金屬，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。在某些實施例中，信號線707a/地線707b可包含相同或不同的材料。在一或多條導線707a、707b之間的區域可為絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適的介電區及/或前述之組合。
在本實施例中，屏障結構708包含一或多條形成於共平面波導結構706之上的槽型浮動條709。在某些實施例中，屏障結構708可包含一或多條形成於共平面波導結構706之下的槽型浮動條709。槽型浮動條709可橫向延伸至共平面波導結構706及更可延伸跨越共平面波導結構706的約全部或部分之寬度。槽型浮動條709近似於前述之浮動條，包含條帶長度SL，其可為任何合適的長度。槽型浮動條709彼此之間的間隔可為任何合適的距離Ss。在某些實施例中，每條槽型浮動條之間的間隔距離可為相同或是可不同的。槽型浮動條709可沿著共平面波導結構的縱長具有週期間隔。如在週期間隔中時，槽型浮動條709可以任何合適的週期配置。槽型浮動條709包含任何合適的材料。例如，槽型浮動條709包含導電材料，例如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、 氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。在某些實施例中，槽型浮動條709可包含相同或不同的材料。此外，一或多條槽型浮動條709可彼此電性連接及/或電性隔離、電性連接至一或多條導線707a、707b及/或參考電壓及訊號、完全電性隔離及/或前述之組合。當一或多條槽型浮動條709為電性連接時，其為通過內連線或通孔作電性連接。在槽型浮動條709彼此之間的區域及共平面波導結構706及屏障結構708之間的區域可為上部基材704中的部分區域、絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適的介電區及/或前述之組合。
第12圖為一橫向剖面圖，其繪示為包含下部基材802、上部基材804、含一或多條導線807a、807b的共平面波導結構806及含第一部份808a及第二部分808b(集合通稱為屏障結構808)的屏障結構之裝置800，其中該第一部份808a及第二部份808b包含一或多條槽型浮動條809a、809b。下部基材802、上部基材804及含一或多條導線807a、807b的共平面波導結構806與前述第11圖中之下部基材、上部基材及含一或多條導線的共平面波導結構相類似。然而，在本實施例中，含具有一或多條槽型浮動條809a的第一部份808a的屏障結構808為形成在共平面波導結構806之上；含具有一或多條槽型浮動條809b的第二部份808b的屏障結構808為形成在共平面波導結構806之下。槽型浮動條809a、809b近似於第11圖中的槽型浮動條709。槽型浮動條809可橫向 延伸至共平面波導結構806及更可延伸跨越共平面波導結構806的約全部或部分之寬度。槽型浮動條809a、809b彼此之間可間隔為任何合適的距離。在某些實施例中，每條槽型浮動條之間的間隔距離可為相同或是不同的。槽型浮動條809a、809b可沿著共平面波導結構806的縱長具有週期間隔。如當有週期間隔時，槽型浮動條709可以任何合適的週期配置。可知的是，含一或多條槽型浮動條809a的第一部份808a及一或多條槽型浮動條809b的第二部份808b可為相同或不同的形式、物質及/或尺寸。例如，第一部份808a可包含含第一材料的槽型浮動條809a及/或以第一週期間隔配置；第二部份808b可包含含第二材料的槽型浮動條809b及/或以第二週期間隔配置。
第13及14圖繪示為含有一或多條具有延伸的槽型浮動條的屏障結構。裝置900包含下部基材902、上部基材904、含一或多條導線907a、907b的共平面波導結構906及含具有一或多個延伸的一或多條槽型浮動條909的屏障結構908。裝置1000包含下部基材1002、上部基材1004、含一或多條導線1007a、1007b的波導共平面結構及含具有一或多個延伸的一或多條槽型浮動條1009的屏障結構1008。下部基材902與1002、上部基材904與1004及包含一或多條導線907a、907b、1007a、1007b的共平面波導結構906、1006與前述之下部基材、上部基材及包含一或多條導線的共平面波導結構相類似。
含一或多條條槽型浮動條909、1009的屏障結構 908、1008也近似於前述之屏障結構，除了含一或多條槽型浮動條909、1009的屏障結構具有延伸。可知的是，此延伸可為槽型浮動條909、1009的整體部分，或在某些實施例中，此延伸可為屏障結構908、1008的分離元件，連接(coupled to and/or connected with)至槽型浮動條909、1009。參見第13圖，屏障結構908形成於共平面波導結構906之下，且槽型浮動條909也包含一部份的延伸由共平面波導結構906下方延伸至其上方(或同高)(亦即由下部基材1002上部基材1004延伸向上)。參見第14圖，屏障結構1008形成於共平面波導結構1006之上，且槽型浮動條1009包含一部份的延伸由共平面波導結構1006上方延伸至其下方(或同高)(亦即朝向下部基材1002上部基材1004延伸向下)。部分的槽型浮動條909、1009可沿著共平面波導結構906、1006的高度(height)完全或部分的延伸。在本實施例中，部分的槽型浮動條909、1009可垂直延伸形成矩形的延伸。也可知槽型浮動條909、1009可包含其他形狀的延伸，例如圓形、橢圓形、三角形、其他合適形狀及/或前述之組合。
第15圖繪示為含下部基材1102、上部基材1104、含一或多條導線1107a、1107b之共平面波導結構1106及含一或多個槽型浮動屏障1109之屏障結構1108之裝置1100的橫向剖面圖。下部基材1102、上部基材1104及含一或多條導線1107a、1107b之共平面波導結構1106與前述之下部基材、上部基材及包含一或多條導線的共 平面波導結構相類似。在本實施例中，槽型浮動屏障1109為矩形，環繞共平面波導結構1106。可知的是，槽型浮動屏障1109可包含任何合適形狀，例如，以圓形的槽型浮動屏障環繞共平面波導。槽型浮動屏障1109可沿著共平面波導結構1106的縱長具有任何合適的週期間隔。並且，槽型浮動屏障1109可近似於如上各種型態之槽型浮動條及含有延伸之槽型浮動條。此外，一或多個槽型浮動屏障1109可彼此電性連接及/或電性隔離、電性連接至一或多條導線1107a、1007b及/或參考電極或訊號、完全電性隔離及/或前述之組合。當一或多個槽型浮動屏障1109為電性連接時，其為通過內連線或通孔作電性連接。
第16、17、18圖為依照各種實施例所繪示之含槽型浮動屏障之裝置1200、1300及1400的橫向剖面圖。裝置1200包含下部基材1202、上部基材1204、含一或多條導線1207a、1207b的共平面波導結構1206及含一或多個槽型浮動條1209及一或多條槽型接地條1210的屏障結構1208。裝置1300包含下部基材1302、上部基材1304、含一或多條導線1307a、1307b的共平面波導結構1306及含一或多個槽型浮動條1309及一或多條槽型接地條1310的屏障結構1308。裝置1400包含下部基材1402、上部基材1404、含一或多條導線1407a、1407b的共平面波導結構1406及含第一部份1408a及第二部分1408b的屏障結構(集合通稱為屏障結構1408)，其中第一部份1408a及第二部分1408b包含一或多個槽型浮動條1409及一或多條槽型接地條1410。下部基材1202、1302、 1402、上部基材1204、1304、1404及含一或多條導線1207a、1207b、1307a、1307b、1407a、1407b之共平面波導結構1206、1306、1406與前述之下部基材、上部基材及包含一或多條導線的共平面波導結構相類似。
屏障結構1208、1308、1408近似於前述之屏障結構，特別地，槽型浮動條1209、1309、1409近似於前述之槽型浮動條。然而，在本實施例中，包含一或多條槽型接地條1210、1310、1410的屏障結構1208、1308、1408連接至(coupled to and/or connected to)槽型浮動條1209、1309、1409。例如，參見第16圖，屏障結構1209形成於共平面波導結構1206之上，且槽型浮動條1209連接至一或多條槽型接地條1210。參見第17圖，屏障結構1308形成於共平面波導結構1306之下，且槽型浮動條1309連接至一或多條槽型接地條1310。參見第18圖，屏障結構1408包含形成於共平面波導結構1406之上的第一部份1408a及形成於共平面波導結構1406之下的第二部份1408b，且槽型浮動條1409連接至一或多條槽型接地條1410。
一或多條槽型接地條1210、1310、1410可部分或完全的沿著共平面波導結構1206、1306、1406的縱長延伸。槽型接地條1210、1310、1410大致具有相同的長度、高度及寬度，且約為互相平行。可知的是，在另一實施例中，槽型接地條1210、1310、1410可包含不同的長度、高度及/或寬度。在本實施例中，屏障結構包含兩條約相同且平行的槽型接地條1210、1310、1410連接至槽型浮 動條1209。槽型接地條1210、1310、1410近似於槽型浮動條1209。槽型接地條1210、1310、1410包含任何合適的材料，例如導電材料，像是鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、矽化鎳、矽化鈷、銀、碳化鉭、氮矽化鉭(TaSiN)、氮碳化鉭(TaCN)、鋁化鈦(TiAl)、氮鋁化鈦(TiAlN)、金屬合金及/或前述之組合。在某些實施例中，一或多條的槽型接地條每條1210、1310、1410可包含相同或不同的材料。在槽型接地條1210、1310、1410及/或槽型浮動條1209、1309、1409與共平面波導結構1206、1306、1406及屏障結構1208、1308、1408之間的區域可為上部基材1204、1304、1404的部分區域、絕緣區、低介電常數介電區、高介電常數介電區、其他合適的介電區及/或前述之組合。
槽型接地條1210、1310、1410可為於任何合適的位置。調整槽型接地條1210、1310、1410的位置可讓裝置1200、1300、1400的特性阻抗(characteristic impedance)作變化及調控。高性能需求的地方，像是高品質短電感(stub inductor)、四分之一波長長傳輸線的阻抗匹配網路(impedance matching networks of quarter-wavelength-long transmission line)、共振器(reasonator)、震盪器(oscillator)、信號分離器(signal splitter)、結合器(combiner)、放大器(amplifier)及濾波器(filter)，極需要此種可調控的特性。在某些實施例中，每條槽型接地條1210、1310、1410可以相等或不同的距離作間隔。在某些實施例中，槽型接地條 1210、1310、1410可沿著具有任何合適週期之共平面波導結構1206、1306、1406的橫寬具有週期間隔。此外，一或多條槽型接地條1210、1310、1410彼此可電性連接/或電性隔離、電性連接至一或多條導線1207a、1207b、1307a、1307b、1407a、1407b及/或參考電極或訊號、完全電性隔離及/或前述之組合。當一或多條槽型接地條1210、1310、1410為電性連接時，其為通過內連線或通孔作電性連接。
第19、20及21圖為依照各種實施例所繪示之包含屏障結構之裝置1500、1600及1700的橫向剖面圖。裝置1500包含下部基材1502、上部基材1504、含一或多條導線1507a、1507b的共平面波導結構1506及含一或多個槽型浮動條1509、一或多條槽型接地條1510及一或多個延伸1512的屏障結構1508。裝置1600包含下部基材1602、上部基材1604、含一或多條導線1607a、1607b的共平面波導結構1606及含一或多個槽型浮動條1609、一或多條槽型接地條1610及一或多個延伸1612的屏障結構1608。裝置1700包含下部基材1702、上部基材1704、含一或多條導線1707a、1707b的共平面波導結構1706及含第一部份1708a及第二部分1708b的屏障結構(集合通稱為屏障結構1708)，其中第一部份1708a及第二部分1708b包含一或多個槽型浮動條1709及一或多條槽型接地條1710及延伸1712。下部基材1502、1602、1702、上部基材1504、1604、1704及含一或多條導線1507a、1507b、1607a、1607b、1707a、1707b之共平面 波導結構1506、1606、1706與前述之下部基材、上部基材及包含一或多條導線的共平面波導結構相類似。
包含槽型浮動條1509、1609、1709及槽型接地條1510、1610、1710的屏障結構1508、1608、1708也近似前述之屏障結構，特別地，槽型浮動條1209、1309、1409近似於前述之包含槽型浮動條及槽型接地條的槽型浮動條，除了屏障結構1508、1608、1708包含一或多個延伸1512、1612、1712。例如，參見第19圖，屏障結構1508的槽型浮動條1509及槽型接地條1510為形成於共平面波導結構1506之上，且延伸1512由共平面波導結構1506之上延伸至共平面波導結構1506之下(或同高)(亦即朝向下部基材1502及上部基材1504向下延伸)。參見第20圖，屏障結構1608的槽型浮動條1609及槽型接地條1610為形成於共平面波導結構1606之下，且延伸1612係由共平面波導結構1606之下延伸至共平面波導結構1606之上(或同高)(亦即遠離下部基材1602及上部基材1604向上延伸)。參見第21圖，屏障結構1708的槽型浮動條1709及槽型接地條1710為形成於共平面波導結構1706之上及之下，且延伸1712自於共平面波導結構1706之上的槽型浮動/接地條1709/1710延伸至於共平面波導結構1706之下的槽型浮動/接地條1709/1710。延伸1512、1612、1712可連接至(coupled to and/or connected with)槽型浮動條1509、1609、1709及槽型接地條1510、1610、1710。延伸1512、1612、1712可沿著共平面波導結構1506、1606、1706的部分或完全的高作延伸及/或部 分或完全的在位於共平面波導結構1706之上的槽型浮動/接地條1709/1710與位於共平面波導結構1706之下的槽型浮動/接地條1709/1710之間。在本實施例中，延伸1512、1612、1712可為矩形。也可知延伸1512、1612、1712可包含其他形狀的延伸，例如圓形、橢圓形、三角形或其他合適的形狀及/或前述之組合。並且，類似於前述之裝置，槽型浮動條1509、1609、1709為沿著共平面波導結構1506、1606、1706的橫向。可知的是，槽型浮動條1509、1609、1709在其他實施例中也可沿向其他方向。
第22、23及24圖為依照各種實施例所繪示之包含屏障結構之裝置1800、1900及2000的橫向剖面圖。裝置1800包含下部基材1802、上部基材1804、含一或多條導線1807a、1807b的共平面波導結構1806及含一或多個槽型浮動條1809、一或多條槽型接地條延伸1810的屏障結構1808。裝置1906包含下部基材1902、上部基材1904、含一或多條導線1907a、1907b的共平面波導結構1906及含一或多個槽型浮動條1909、一或多條槽型接地條延伸1910的屏障結構1908。裝置2000包含下部基材2002、上部基材2004、含一或多條導線2007a、2007b的共平面波導結構2006及含一或多個槽型浮動條2009、一或多條槽型接地條延伸2010的屏障結構1908。下部基材1802、1902、2002、上部基材1804、1904、2004及含一或多條導線1807a、1807b、1907a、1907b、2007a、2007b之共平面波導結構1806、1906、2006與前述之下部基材、 上部基材及包含一或多條導線的共平面波導結構相類似。
包含槽型浮動條1809、1909、2009的屏障結構1808、1908、2008也近似前述之屏障結構，除了屏障結構1808、1908、2008為連接(coupled to and/or connected to)至槽型接地條延伸1810、1910、2010。例如，參見第22圖，屏障結構1808的槽型浮動條1809為形成於共平面波導結構1806之上，且槽型接地條延伸1810由共平面波導結構1806之上延伸至共平面波導結構1806之下(或對齊)(亦即朝向下部基材1802及上部基材1804向下延伸)。參見第23圖，屏障結構1908的槽型浮動條1909為形成於共平面波導結構1906之下，且槽型接地條延伸1910由共平面波導結構1906之下延伸至共平面波導結構1906之上(或同高)(亦即遠離下部基材1902及上部基材1904向上延伸)。參見第24圖，屏障結構2008的槽型浮動條2009為形成於共平面波導結構2006之上及之下，且槽型接地條延伸2010自於共平面波導結構2006之上的槽型浮動條2009延伸至於共平面波導結構2006之下的槽型浮動條2009。槽型接地條延伸1810、1910、2010可連接至(coupled to and/or connected with)槽型浮動條1809、1909、2009。槽型接地條延伸1812、1912、2012可沿著共平面波導結構1806、1906、2006的部分或完全的高作延伸及/或部分或完全的在位於共平面波導結構2006之上的槽型浮動條2009與位於共平面波導結構2006之下的槽型浮動條2009之間。在本實施例中，槽型 接地條延伸可為矩形。也可知槽型接地條1810、1910、2010可包含其他形狀的延伸，例如圓形、橢圓形、三角形或其他合適的形狀及/或前述之組合。並且，類似於前述之裝置，槽型浮動條1809、1909、2009為沿著共平面波導結構1806、1906、2006的橫向。可知的是，槽型浮動條1809、1909、2009在其他實施例中也可沿向其他方向。
在此所揭示的裝置及結構為使用習知的製程所形成。此外，在此所揭示的裝置及結構可用於許多產品，包含(但不僅限於)像是積體電路、單晶微波積體電路(monolithic microwave integrated circuits)、射頻傳播器及接收器、射頻通訊設備、天線、電路板、放大器、調頻器及解調器的物品。這些或其他物品可用於在此揭示的一或多個裝置及結構。例如，在此揭示的裝置及結構可使某些物品能夠被做的更小、更輕、更有效率、更強大、更靈敏、更少的雜訊、更有選擇性、更快或更便宜。
綜上所述，本發明提供了一種沿著單一線路傳播射頻信號的裝置。此裝置包含沿著主軸延伸的單一線路。此單一線路的一端為第一介電質，另一端為第二介電質。鄰近於此第一介電質為第一地線，鄰近於第二介電質為第二地線。此第一地線與第二地線為接近平行為信號線。此裝置具有沿著主軸不同的橫向剖面。
雖然本發明已以數條較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、10、30、40、50、60、70、80、90、200、300、400、500、600、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1706、1806、1906、2006‧‧‧共平面波導結構
2、12a、12b、32、42、52、62、72、82、92、202、302、402、502、602、707a、807a、907a、1007a、1107a、1207a、1307a、1407a、1507a、1607a、1707a、1807a、1907a、2007a‧‧‧信號線
4、4a、4b、14、14a、14b、35、45、55a、55b、65、75、85、95、204、304、404、504、604、707b、807b、907b、1007b、1107b、1207b、1307b、1407b、1507b、 1607b、1707b、1807b、1907b、2007b‧‧‧地線
5、16、33、43、53、63、73、83、93、203a‧‧‧信號線之第一區段
6、18、34、44、54、64、74、84、94、203b‧‧‧信號線之第二區段
56、76、86、96‧‧‧地線之第一部份
57、77、87、97‧‧‧地線之第二部份
66‧‧‧地線之區段
100、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000‧‧‧含共平面波導結構之裝置
102、702、802、902、1002、1102、1202、1302、1402、1502、1602、1702、1802、1902、2002‧‧‧下部基材
104、704、804、904、1004、1104、1204、1304、1404、1504、1604、1704、1804、1904、2004‧‧‧上部基材
106‧‧‧低介電常數介電層
108‧‧‧共平面波導部分
206、406、506、606‧‧‧島狀區
308、408、608‧‧‧浮動條
708、808、908、1008、1108、1208、1308、1408、1508、1608、1708、1808、1908、2008‧‧‧屏障結構
709、809a、809b、909、1009、1209、1309、1409、 1509、1609、1709、1809、1909、2009‧‧‧槽型浮動條
808a、1408a、1708a‧‧‧屏障結構之第一部份
808b、1408b、1708b‧‧‧屏障結構之第二部份
1109‧‧‧槽型浮動屏障
1210、1310、1410、1510、1610、1710‧‧‧槽型接地條
1512、1612、1712‧‧‧延伸
1810、1910、2010‧‧‧槽型接地條延伸
第1A-1C圖各自為共平面波導結構之實施例之立體圖、俯瞰圖及等效電路。
第2圖為共平面波導結構之實施例之立體圖。
第3A-3D及4A-4C圖為依照各種實施例所繪示之共平面波導之俯瞰圖。
第5A-5D圖為依照各種實施例所繪示之含共平面波導之裝置之橫向剖面圖。
第6A-6C、7A-7D、8A-8F、9A-9D及10A-10F圖為依照各種實施例所繪示之共平面波導結構之立體圖。
第11-24圖為依照各種實施例所繪示之含共平面波導結構之裝置之立體圖。
700‧‧‧含共平面波導結構之裝置
702‧‧‧下部基材
704‧‧‧上部基材
706‧‧‧共平面波導結構
707a‧‧‧信號線
707b‧‧‧地線
709‧‧‧槽型浮動條

Claims (17)

  1. 一種共平面波導裝置，包含：一或多條地線鄰近於一或多條信號線，該信號線及該地線大致互相平行且實質上沿一第一方向延伸；一週期結構，係包含該至少一信號線中含有複數個交替區段(alternating segments)；其中該至少一交替區段延伸以一第二方向延伸，且該第二方向橫斷第一方向；一或多個位於該信號線及該地線上方及/或下方之槽型浮動條，其沿該第二方向延伸；以及一或多個接地浮動延伸連接於該至少一槽型浮動條，其沿該第一方向延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，其中該至少一地線係包含一含交替區段的週期結構，其中該至少一交替區段以一第二方向延伸，且該第二方向橫斷該第一方向。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，其中該交替區段係包含一第一區段及一第二區段作週期性地交替，該第二區段較該第一區段寬。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之共平面波導裝置，其中該第二區段係包含一含矩形、圓形或三角形的延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，其中該延伸係為向外延伸或向內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，其中該至少一條信號線中的一橫向剖面區段係包含一週期性結構，其依該共平面波導裝置的縱長作週期性變化。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，更包含一或多個島狀區(islands)鄰近於一或多條信號線及一或多條地線。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之共平面波導裝置其中該一或多個島狀區(islands)包含一導電材料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之共平面波導裝置，更包含一或多個島狀區鄰近於一或多個位於該信號線及該地線上方及/或下方延伸的浮動條。
  10. 一種共平面波導裝置，包含：一基材；一位於該基材上之絕緣體；一位於該絕緣體上之共平面波導結構，其實質上為沿著一第一方向延伸；一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)浮動條，其沿第二方向延伸，第二方向橫斷第一方向，其中該槽型浮動條為沿著該第一方向週期性地設置；以及一或多個接地浮動延伸連接於該至少一槽型浮動條，該接地浮動延伸為沿向該第一方向延伸。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之共平面波導裝置，其中該至少一槽型浮動條包含一或多個延伸。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之共平面波導裝置其中該一或多個槽型(slot-type)浮動條包含一導電材料。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之共平面波導裝置，其中該共平面波導結構係包含一或多條導線，其中 該至少一導線含一週期結構。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之共平面波導裝置，其中該槽型浮動條為週期性的排列。
  15. 一種共平面波導裝置，包含：一基材；一位於該基材上之絕緣體；一位於該絕緣體上之共平面波導結構，其實質上沿一第一方向延伸；一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)浮動條，其沿第二方向延伸，第二方向橫斷第一方向，其中該槽型浮動條為沿著該第一方向週期性地設置；以及一或多個位於該共平面波導結構上方及/或下方之槽型(slot-type)接地條，其沿第一方向延伸，其中該一或多個槽型浮動條連接於該至少一槽型浮動條。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之共平面波導裝置，其中該至少一槽型接地條包含一或多個延伸。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之共平面波導裝置，其中該至少一槽型接地條為沿著該第二方向週期性地設置。
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