專利名稱：用于射頻過耦合的一單片式集成微波導元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有在權(quán)利要求1的前序部分列舉的特征的一單片式集成微波導元件。
背景技術(shù)：
一般類型的微波導元件是公知的。這些元件用來耦合進由一微波導提供的一高頻電磁波或從該電磁波解耦。這些微波導元件包括一芯片，在該芯片中集成了被配置成為一帶狀線或一微帶線的一導體。眾所周知，該導體被設(shè)置到芯片的上面。另外的電路元件如放大器、振蕩器或類似元件也能被集成在該芯片中。該芯片設(shè)置在載波器(carrier)上或靠近該載波器，該載波器同樣具有設(shè)計成一帶狀線或一微帶線的用于該電磁波的一導體。為使芯片和載波器的導體結(jié)構(gòu)彼此連接，已知可通過粘合連接或帶狀連接來使它們彼此接觸。這種連接的缺點是，因為解耦線的電感，從這樣的高頻電磁波(特別是頻率高于10GHZ的電磁波)解耦將導致反射增加。為補償這些反射，必須提供補償電路。通常，這對芯片有高的空間要求。其另外的缺點在于，因為在芯片與載波器之間或線結(jié)構(gòu)和解耦線之間的裝配公差中的與高頻有關(guān)的短波長導致寄生元件(電容、電感)的形成，這使得補償更為困難。
從“DBIT -DIRECT BACKSIDE INTERCONNECTTECHNOLOGY”IEEE，6/97已經(jīng)了解通過一通路將芯片和載波器的線結(jié)構(gòu)彼此連接。用這種通路，由通常的粘合連接或帶狀連接引起的反射可以允許地被避免，但對從RF信號解耦的補償問題仍然沒有解決。

發(fā)明內(nèi)容
比較起來，根據(jù)本發(fā)明的單片式集成微波導元件提供的優(yōu)點是有關(guān)RF信號的解耦補償用一簡單的方式實現(xiàn)。由于在芯片和載波器的微波導的每一個接觸區(qū)具有一集成補償結(jié)構(gòu)，因而可用一簡單方式產(chǎn)生RF解耦，且接觸區(qū)的電氣設(shè)計可以反射補償是可能的這樣一種方式產(chǎn)生。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，對通過微波導的線路段形成補償結(jié)構(gòu)采取了措施，該微波導具有與該轉(zhuǎn)換匹配的線寬。因此該補償結(jié)構(gòu)可通過在接觸區(qū)規(guī)定微波導的布線以一種簡單的方式被集成。特別是當與芯片有關(guān)的微波導在接觸區(qū)形成一電容性作用線路段，以及與載波器有關(guān)的微波導在接觸區(qū)形成一電感性作用線路段時。補償能通過在接觸區(qū)中這些線路段和微波導元件的接地設(shè)置的相互作用來實現(xiàn)，以便RF信號的解耦線結(jié)構(gòu)與具有足夠準確度的50ohm標準微波導的解耦線結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。
本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施例可從在從屬權(quán)利要求列舉的其他特征中得出。


本發(fā)明將參考相關(guān)附圖在下述一個實施例中詳細說明。其中圖1示出了通過一單片式集成微波導元件的示意截面圖；以及圖2是單片式集成微波導元件的示意性平面圖。
具體實施例方式圖1示出了在縱截面中的一單片式集成微波導元件10。接觸區(qū)12示出了第一微波導14和第二微波導16。微波導14設(shè)置在芯片18上，例如在一GaAs(砷化鎵)芯片上。芯片18具有例如100μm的厚度。第二微波導16設(shè)置在載波器20上，例如一Al2O3(氧化鋁)基片上。該載波器具有例如254μm的厚度。載波器20的上面具有一金屬涂層24，而載波器20的下面26具有一金屬涂層28。這里金屬涂層24和28通過如圖所示的直通觸點30(或通孔)電連接。金屬涂層24和28以一種公知的方式來使集成到微波導元件10(未單獨示出)中的電路的地電位有效。這些設(shè)置能例如單片式集成在芯片18中。
如圖2所示的示意平面圖，微波導14包括第一線路段32和第二線路段34，微波導16包括第一線路段36和第二線路段38。線路段34和38位于接觸區(qū)12中。金屬涂層24在接觸區(qū)12中形成一凹槽40，該凹槽在圖2中是可見的且其沿接觸區(qū)12接合。貫通載波器20的直通觸點30對稱性地環(huán)繞接觸區(qū)12排列。
微波導14包括寬為a的線路段32以及寬為b的線路段34，且線路段34比線路段32寬。一錐形結(jié)構(gòu)42在線路段32和34間的結(jié)合處形成。
微波導16具有寬為c的線路段36以及寬為d的線路段38。在這里，寬d小于寬c。在直接接觸區(qū)12中，線路段38形成一接觸區(qū)域44。微波導14和16經(jīng)由一通過芯片18的直通觸點46彼此連接。該直通觸點46連接線路段34和38。
微波導14的線路段32和34及微波導16的線路段36均是帶狀線或微帶線，而線路段38形成為一共面波導。
在線路段34和38形成用于補償接觸區(qū)域12中的反射的集成補償結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置在金屬涂層24(地)上，線路段22形成一50ohm微帶線。微波導16的線路段36同樣形成一50ohm微帶線，在此已對載波器20下面的金屬涂層28做過調(diào)整。
由于根據(jù)本發(fā)明的接觸區(qū)12的設(shè)計，電磁波能被分別耦合或解耦。在這種連接中，或者微波導14能是輸入且微波導16能是輸出，或者相反，微波導16是輸入而微波導14是輸出。例如，根據(jù)本發(fā)明，對單片式集成微波導元件來說，頻率為40GHz的信號，其反射值＜27dB。在傳輸量上傳輸衰減低于0.3db。除將補償結(jié)構(gòu)集成到接觸區(qū)12中外，其還有另一個優(yōu)點，即在微波導元件10的裝配上，芯片18能以自調(diào)節(jié)的方式安裝到載波器20上。通過焊接發(fā)生接觸，同時在接觸區(qū)12的區(qū)域中通過焊接的表面張力用一種自調(diào)節(jié)方式產(chǎn)生芯片18在載波器20上的調(diào)節(jié)。因此裝配公差方面的不同能被減少到最小以便在接觸區(qū)12中產(chǎn)生的寄生元件小到可忽略不計，這些寄生元件的產(chǎn)生會對補償有影響。
權(quán)利要求
1.用于射頻過耦合的單片式集成微波導元件，具有形成在一微波導芯片上的第一微波導以及形成在一載波器基片上的第二微波導，通過芯片直通觸點(通孔)所述微波導相互連接，其特征在于每一個微波導(14，16)在接觸區(qū)(12)具有用于反射補償?shù)囊患裳a償結(jié)構(gòu)(42，34，44，38)。
2.如權(quán)利要求1所述的微波導元件，其特征在于第一微波導(14)在接觸區(qū)(12)中形成一電容性作用線路段(34)。
3.如權(quán)利要求2所述的微波導元件，其特征在于微波導(14)的一線路段(32)通過一錐形結(jié)構(gòu)(42)接到線路段(34)中。
4.如以上任何一個權(quán)利要求所述的微波導元件，其特征在于微波導(16)在接觸區(qū)(12)中形成一電感性作用線路段(38)。
5.如權(quán)利要求4所述的微波導元件，其特征在于線路段(38)是一共面波導。
6.如以上任何一個權(quán)利要求所述的微波導元件，其特征在于微波導(14)的線路段(32和34)以及微波導(16)的線路段(36)是帶狀線或微波帶狀線。
7.如以上任何一個權(quán)利要求所述的微波導元件，其特征在于在芯片(18)和載波器基片(20)間的金屬涂層(24)在接觸區(qū)中形成一凹槽(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于過耦合高頻的單片式集成微波導元件，其包括形成在一微波導芯片上的第一微波導，和形成在一載波器基片上的第二微波導。所述微波導通過一芯片電鍍通孔彼此連接。本發(fā)明所提供的每一個微波導(14，16)在接觸區(qū)(12)都包括用做反射補償?shù)募裳a償結(jié)構(gòu)(42，34，44，38)。
文檔編號H01P5/08GK1409881SQ00816939
公開日2003年4月9日 申請日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者斯特芬·科恩, 格萊格·杰哈德 申請人:馬庫尼通信有限公司