[发明专利]耦合微条线结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微条线(microstrip line)结构，尤其涉及具有可调特性阻 抗(tunable characteristic impedances)与可调特性波长(tunable characteristic wavelengths)的耦合微条线(coupled microstrip line)结构。

背景技术

于微波电路应用中，传输线(transmission line)为极重要元件。传输线形 成了微波电路内的有源元件与无源元件之间的内部连接，并也作为阻抗匹配 元件(impendance matching elements)。微条线为单晶微波集成电路(monolithic microwave integrated circuit，MMIC)中广泛应用的一种传输线。

于单晶微波集成电路中使用微条线具有许多优点。首先，由于微条线由 设置于基板上的导电平面所构成，这些微条线便可很容易的采用集成电路的 制造程序而形成。如此，微条线可整合于如互补型金属氧化物半导体电路等 常用集成电路的同一基板之上。

一般来说，微条线包括位于一接地平面(ground plane)上一信号线以及分 隔信号线与基底的一个或多个介电层，而接地平面为一实心金属平面。接地 平面具有隔离信号线与基底优点，因而可减低任何基底所引起损耗 (substrate-induced losses)。然而，接地平面的形成也造成了缺点。当后段工 艺的尺寸持续缩减时，介于信号线与接地平面的垂直距离将随之显著的缩 小，如此便需要进一步地窄化信号线以达到期望的特性阻抗。因此，于微条 线内的欧姆损失(ohmic losses)将显著地增加，因而介于微条线与网络元件之 间需要较佳的阻抗匹配特性。再者，接地平面可作为用于调整微条线的特性 阻抗的阻障层(barrier)，而由于介于信号线与接地平面间的垂直距离限制，因 此较小距离导致了较小调整空间。

此外，这些微条线通常占据了极大的芯片区域。举例来说，二氧化硅(SiO₂) 介电材料内于50GHz时的电磁波波长约为3000μm。因此，微条线的长度便 需要至少为电磁波波长的1/4，在此为750μm，以匹配网络阻抗(network impedance)。如此将造成区域的损耗。随着集成电路缩减的增进，微条线所 需的芯片区域便成为影响微波装置与采用CMOS装置的集成电路的整合时 的瓶颈。

不幸地，于无线电频率(radio frequency，RF)电路的应用中微条线结构的 应用也受到限制，特别是于如GPS卫星系统、PDA随身电话以及超宽频无 线通讯系统(ultra-wideband wireless communication systems)等微波与厘米波 整合型RF电路(microwave and millimeter wave integrated RF circuits)应用方 面。为了补足硅晶体管(silicon transistor)的频宽补偿，微波应用需要可与其 他电路次区块相隔离的具有低寄生损失(parasitic loss)的无源装置。如此的RF 版载芯片构件(RF on-chip components)的寄生损失并不会如晶体管的有源元 件的寄生损失般随着有源元件的缩小而随之缩小。

此外，为了许多RF电路设计的应用便需要采用四端口构件，其为四端 点装置，其中当进入任一端点处产生一输出时将会于其他三端处显现。单一 信号线微条传输线仅能掌管两端口构件，即为具有一输入端点与一输出端点 的两端点装置。如此，便需要适当装置以克服上述现有的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耦合微条线结构及其制造方法。

依据一实施例，本发明的耦合微条线结构，包括：

一第一接地平面，具有为一介电材料所分隔的多个第一导电条状物；一 第一介电层，位于该第一接地平面上；一第一信号线，位于该第一介电层上， 其中该第一信号线直接位于所述多个第一导电条状物之上，且其中该第一信 号线非平行于所述多个第一导电条状物；以及一第二信号线，位于该第一介 电层上，其中该第二信号线直接位于所述多个第一导电条状物之上，且其中 该第二信号线非平行于所述多个第一导电条状物，且其中该第二信号线大体 与该第一信号线平行。

依据另一实施例，本发明的耦合微条线结构，包括：