[发明专利]具有可调整特征阻抗和特征波长的微条状线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微条状线结构，尤其涉及一种具有可调整的特征阻抗和 可调整的特征波长的微条状线结构。

背景技术

在微波电路应用领域中，传输线为重要的构件。这些元件提供微波电路 中有源元件和无源元件之间的互连，并且也用作阻抗匹配元件。微条状线为 传输线的一种类型，其广泛地用于单石化微波集成电路(monolithic microwave integrated circuit，简称MMIC)应用中。

当应用于MMIC领域时，上述微条状线具有许多优点。首先，由于上述 微条状线是由基底上的导电面所构成，这些元件可轻易地相容于集成电路的 制造工艺中。有鉴于此，微条状线可整合在一般集成电路，例如互补式金属 氧化物半导体(CMOS)电路，所使用的基底上。

图1显示一传统的微条状线2设置于基底4上。微条状线2包括信号线 6，接地面8其为一实心金属面，以及(多层)介电层10，其将信号线6自接 地面8隔离，且因此降低该基底诱发的损失。然而，形成该接地面8已引发 许多缺点。随着后段制造工艺持续地微缩化，信号线6与接地面8之间的垂 直距离H显著地变小，且因此需要将信号线6逐渐地变窄，以达到所要的特 征阻抗。因此，在微条状线中的欧姆损失逐渐地变得更为显著。并且于微条 状线2和网路装置之间需要更佳的阻抗匹配。更有甚者，受限于信号线6与 接地面8之间的垂直距离D1，其距离具有小的空间供微调，接地面8变成 调整微条状线2的特征阻抗的障碍。

此外，微条状线一般占据大的芯片面积。例如，在50GHz，SiO₂介电材 料的电磁波长大约为3000微米(μm)。有鉴于此，微条状线2的长度L1需求 必须微至少该波长的四分之一，也就是说波长约750微米(μm)，以匹配网路 阻抗，致使微条状线2占据过多的面积。随着集成电路持续地微缩化，该微 条状线的芯片面积需求变成瓶颈，阻碍微波元件和采用CMOS元件的集成电 路的集成化整合。

有鉴于此，业界亟需一种微条状线，其可整合接地面的优点，伴随降低 基底损失，而同时以克服先前技术的缺失。

发明内容

根据本发明的一形态，一种微条状线结构包括一导电接地面，其具有一 条状开口被该接地面所环绕。该条状开口自该接地面的一顶表面向一底表面 延伸，以及其中该接地面为一导体。该微条状线结构还包括一介电条填入该 条状开口中；一介电层位于该接地面之上且与其接触；以及一信号线位于该 介电层之上。该信号线具有一部分直接地位于该介电条的一部分上。该信号 线和该介电条为非平行。

根据本发明另一形态，一种微条状线结构包括一基底；以及一接地面于 该基底上。该接地面为导体且包括两个接地条状屏蔽件彼此间实质地平行， 其中该两个接地条状屏蔽件由一介电条隔离；以及两个接地导体物理性地接 触所述两个接地条状屏蔽件的相对端。该两个接地导体彼此间实质地平行。 该微条状线结构还包括一介电层位于该接地面之上且与其接触；以及一信号 线位于该介电层之上且与其接触。该信号线具有一部分直接地位于所述两个 接地条状屏蔽件的每一个接地条状屏蔽件上。该信号线和该两个接地导体为 实质地平行。

根据本发明又一形态，一种集成电路元件包括一半导体基底；一金属化 层设置于该半导体基底上；以及一接地面于该金属化层中。该接地面包括多 个接地条状屏蔽件彼此间实质地平行，其中所述多个接地条状屏蔽件由多个 介电条隔离，以及其中所述多个接地条状屏蔽件的每一个接地条状屏蔽件实 质上地自该接地面的一顶表面向一底表面延伸；以及两个接地导体物理性地 接触所述多个接地条状屏蔽件的相对端，其中该两个接地导体彼此间实质地 平行。该集成电路元件还包括多个金属间介电层位于该接地面之上；以及一 信号线位于所述多个金属间介电层之上。该两个接地导体水平地位于该信号 线的相对边。该信号线的长边方向与该两个接地导体的长边方向平行。

通过本发明的微条状线结构可调变特征阻抗和特征波长；实现具有较大 特征阻抗的微条状线，而不增加微条状线所占的芯片面积；各微条状线可具 有较小的特征波长，导致较短的微条状线，导致可进一步降低所使用的芯片 面积；以及无需使用而外的光罩步骤形成微条状线，因此并不会增加制造成 本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施 例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明