帶側牆的慢波微帶線結構的製作方法

2023-05-25 04:22:06

專利名稱：帶側牆的慢波微帶線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於微波技術領域，涉及一種帶側牆的慢波微帶線結構。
技術背景在微波工程中使用著多種類型的傳輸線，如同軸線、平行雙線、矩形波導、帶狀線和微帶線等。根據應用的工作頻段和微波工程系統的不同要求，工程技術人員選用不同類型的傳輸線。這些傳輸線起著引導能量和傳輸信息的作用。在這些傳輸線中，微帶線是最為普遍使用的平面傳輸線之一。微帶線結構較為簡單，它包括導體板、介質基片和導體帶三部分。它可以用光刻工藝製作，並且易於與其他無源和有源器件集成在電路中的高性能互聯和阻抗匹配方面有著良好的表現，因此廣泛應用於射頻集成電路、無線通信系統。在RFIC或者MMIC中，電路的小型化是優先考慮的設計目標，小的尺寸可以很大程度上減少晶片面積，降低成本。而慢波微帶線可以提高所傳導電磁波的相位常數P，進而縮短單位電長度微帶線的物理長度，因此成為射頻器件小型化的一種手段。傳統的慢波微帶線結構是在微帶線結構上的改進，微帶線在介質下方用來隔離襯底磁場耦合的是整一塊的金屬矩形板，慢波微帶線結構將金屬矩形板設計成柵條狀結構，這樣的結構可以有效的減少裳減、提聞有效介電常數，同時能夠減少面積，提供更精確的豐旲型。它的阻抗是由線間距、信號線寬度決定的，增加線間距能提高特徵阻抗。襯底屏蔽層好處是減少襯底損耗、提高有效介電常數(即提高有效電學長度)，使得阻抗匹配短接線能夠更加短。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種帶側牆的慢波微帶線結構。本實用新型解決技術問題所採取的技術方案帶側牆的慢波微帶線結構，包括慢波微帶線，所述的慢波微帶線包括微帶線和柵條狀金屬屏蔽層。在柵條狀金屬屏蔽層中的柵條兩端設置有浮動側牆，所述的浮動側牆由金屬層和通孔間隔形成，浮動側牆的底部為通孔，浮動側牆的頂部為金屬層；所述的柵條兩端對應聯通，形成浮動側牆接地結構。本實用新型的有益效果相比與傳統的慢波微帶結構，本實用新型的結構有更高的有效介電常數及隔離度。

圖I是本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構的前視示意圖；圖2是本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構的頂面示意圖；圖3是本實用新型側牆接地慢波微帶線結構的前視示意圖；圖4是本實用新型側牆接地慢波微帶線結構的頂底面示意圖；圖5是本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構與傳統的慢波微帶線結構測試對比圖。
具體實施方式
在射頻集成電路中，隨著頻率的不斷提升，傳輸線的信號線通過電磁耦合到襯底，從而產生的襯底渦流損耗會急劇增大。慢波微帶線在傳統的微帶線基礎上設計了柵條狀的金屬屏蔽層，該金屬屏蔽層可以在高頻時對信號線產生的電磁場進行很好的屏蔽，由此減小傳輸線的襯底損耗，同時也提高了有效介電常數，從而達到減小器件尺寸的目標。本實用新型是在慢波微帶結構基礎上的又一次創新，在柵條狀屏蔽金屬層的兩端向上延伸了金屬層和通孔，兩者間隔形成了金屬牆結構，這種結構在具有慢波微帶線良好性能的基礎上，很好的屏蔽了導體信號線的電磁場在介質層中向兩邊的擴散，從而有效的增大了信號的隔離度，具有更高的有效介電常數。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構包括慢波微帶線結構及浮動側牆結構，如圖I所示，慢波微帶線包括微帶線和柵條狀金屬屏蔽層；柵條狀金屬屏蔽層一般以第一層金屬(Ml)實現。在柵條狀金屬屏蔽層中的柵條兩端設置有浮動側牆，浮動側牆結構由金屬層和通孔間隔形成，浮動側牆的底部為通孔，浮動側牆的頂部為金屬層。圖I所示的浮動側牆結構的實現方式為左邊側牆從上到下依次是最頂層為第四層金屬(M4)、第四層金屬與第三層金屬之間的通孔V3、第三層金屬(M3)、第三層金屬與第二層金屬之間的通孔V2、第二層金屬(M2)、第二層金屬與第一層金屬之間的通孔Vl ;右邊側牆從下到上依次是第一層金屬(Ml)、第二層金屬與第一層金屬之間的通孔VI、第二層金屬(M2)、第三層金屬與第二層金屬之間的通孔V2、第三層金屬(M3)、第四層金屬與第三層金屬之間的通孔V3、最頂層為第四層金屬層(M4)。圖I說明的浮動側牆結構頂層金屬為第四層金屬(M4)，在工藝允許範圍內的其它金屬層如第三層金屬、第二層金屬、第五層金屬、第六層金屬等均屬於本專利的保護範圍。圖2是本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構的頂面示意圖，微帶線通過第六層金屬(M6)實現，柵條狀金屬屏蔽層通過第一層金屬(Ml)實現。本實用新型所述的浮動側牆接地結構是在浮動側牆結構基礎上在柵條兩端對應聯通形成的，如圖3、圖4所示。微帶線通過第六層金屬(M6)實現，柵條狀金屬屏蔽層通過第一層金屬(Ml)實現。圖5是本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構與傳統的慢波微帶線結構測試對比圖；本實用新型浮動側牆慢波微帶線結構與傳統的慢波微帶線結構均通過90nm 1P8MRF-CMOS工藝，底層金屬厚度為O. 19 μ m，頂層金屬厚度為4μπι;頂層金屬到底層金屬的距離為9. 735 μ m，平均介電常數為3. 754。浮動側牆慢波微帶線結構信號線用頂層金屬實現，幾何參數為W=IO μ m、S=IO μ m ;側牆結構是從底層金屬到頂層金屬及通孔連接實現，幾何參數為Ws=IO μ m ;襯底屏蔽層為柵條狀金屬屏蔽層，用第一層金屬(Ml)實現，幾何參數為sw=3 μ m、ss=2. 8 μ m。測試結果表明浮動側牆慢波微帶線結構比傳統的慢波微帶結構有更高的有效介電常數。
權利要求1.帶側牆的慢波微帶線結構，包括慢波微帶線，所述的慢波微帶線包括微帶線和柵條狀金屬屏蔽層，其特徵在於在柵條狀金屬屏蔽層中的柵條兩端設置有浮動側牆，所述的浮動側牆由金屬層和通孔間隔形成，浮動側牆的底部為通孔，浮動側牆的頂部為金屬層；所述的柵條兩端對應聯通，形成浮動側牆接地結構。
專利摘要本實用新型涉及一種帶側牆的慢波微帶線結構。本實用新型包括慢波微帶線，所述的慢波微帶線包括微帶線和柵條狀金屬屏蔽層。在柵條狀金屬屏蔽層中的柵條兩端設置有浮動側牆，所述的浮動側牆由金屬層和通孔間隔形成，浮動側牆的底部為通孔，浮動側牆的頂部為金屬層；所述的柵條兩端對應聯通，形成浮動側牆接地結構。相比與傳統的慢波微帶結構，本實用新型的結構有更高的有效介電常數及隔離度。
文檔編號H01P3/08GK202384471SQ20112055214
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者孫玲玲, 戴大傑, 文進才, 樓佳 申請人:杭州電子科技大學