(57)【要約】【課題】高周波領域において損失の少ない信号伝送を実現することが可能な伝送線路を提供する。【解決手段】基板１０上に信号線路１１Ｓを設ける。この基板１０と対向する基板２０上に、中空部３０を介して、信号線路１１Ｓと対向するグランド層２１Ｇを設ける。信号線路とグランド層との間に誘電体層（絶縁層）が設けられている従来の伝送線路と比べ、信号伝送の際の誘電損失が低減する（この場合、誘電損失が０（ゼロ）となる）。このような伝送線路３は、例えば、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）や、グランド付きコプレーナウェーブガイド（Ｇ−ＣＰＷ）に適用することが可能である。【選択図】図１
2011182311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた信号線路と、
前記基板に対向して設けられた被覆部材と、
前記被覆部材上に、中空部を介して前記信号線路と対向して設けられたグランドと
を備えた伝送線路。
【請求項２】
前記基板と前記被覆部材とが、互いに接合されている
請求項１に記載の伝送線路。
【請求項３】
前記中空部が減圧されている
請求項２に記載の伝送線路。
【請求項４】
前記中空部に、不活性ガスが封入されている
請求項３に記載の伝送線路。
【請求項５】
前記基板と前記信号線路との間に絶縁膜が設けられ、
マイクロストリップラインとして機能する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項６】
前記基板と前記信号線路との間に絶縁膜が設けられると共に、この絶縁膜上の前記信号線路の両側に、前記信号線路と離間してグランド線路が設けられ、
グランド付きコプレーナウェーブガイドとして機能する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項７】
前記基板上に、前記信号線路の継断を機械的に行うためのスイッチが設けられている
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項８】
前記スイッチが、固定接点としての前記信号線路と、ラテラル動作が可能な可動接点とを有する有接点スイッチである
請求項７に記載の伝送線路。
【請求項９】
前記被覆部材が板状部材である
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばミリ波帯（周波数３０〜３００ＧＨｚ）の高周波信号の伝送に好適に使用される伝送線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の集積化技術の向上に伴い、電子機器の小型・軽量化、低電圧動作・低消費電力化、高周波動作化が急速に進んでいる。特に、携帯電話などの移動通信端末装置の技術分野では、上記の要求が厳しい上に、高機能化も求められており、これらの対立する課題を解決する技術の一つとして、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems；マイクロマシン）が注目されている。このＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、マイクロな機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムである。ＭＥＭＳ技術は、その精密加工性などの優れた特徴から、高機能化に対応しつつ、小型で低価格なＳｏＣ（System on a Chip) を実現することができる。
【０００３】
移動通信端末装置等の技術分野では、このＭＥＭＳ技術を利用した様々な素子が開発されているが、その１つに、高周波信号を伝送するための伝送線路（素子）がある。このような高周波信号用の伝送線路は、一般に、信号線路とグランド（ＧＮＤ）との組み合わせによって構成される。そのような伝送線路としては、例えば、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）や、コプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）などが挙げられる。
【０００４】
これらの伝送線路では、信号線路およびグランドが同一基板上に形成されるのが一般的であり、成膜工程とリソグラフィー工程とを用いて製造される。その際の加工においては、信号線に対するグランドの位置（方向や間隔）が高周波信号伝送の際の特性インピーダンスを決めることになることから、信号品質確保のため、半導体製造技術の高い加工精度が利用される。
【０００５】
ここで、信号品質の観点では、グランド面積の確保が重要である。グランドは理想的には半無限（信号線路とは特定の距離を有し、かつ反対側は無限）となっていることが望ましい。これは、インピーダンス整合の際に用いる近似式は、グランドを半無限として扱っていることに起因する。ただし、実際には半無限のグランドの代わりに、特性インピーダンス整合の精度が実用上十分となるのに必要な面積のグランドを用いている。十分に面積の広いグランドを用いて特性インピーダンス整合の精度を確保することにより、低損失かつ低反射の信号伝送が実現される。
【０００６】
また、このような伝送線路におけるグランドには、ＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility）設計におけるシールドとしての役割もある。整合した配線へのノイズ混入を防ぐため、特性インピーダンスに影響が薄い外周部にまでグランドを拡張する手法は、高周波素子のパッケージ構造として有効である。
【０００７】
ところが、上記したＭＳＬ，ＣＰＷなどの従来の伝送線路では、平面レイアウト上の制約から、十分なグランド面積を確保できない場合があった。また、それと共に、成膜技術上の制約から、信号線とグランドとの間の距離を十分に確保できない場合があった。
【０００８】
そこで、例えば特許文献１には、このような問題を解決するための伝送線路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２８８５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
具体的には、上記特許文献１の伝送線路では、第１基板上の第１誘電体層と、第２基板上の第２誘電体層との間に中空部が形成されている。また、第１誘電体層中に、信号線路と、その両側の位置するグランド線路とが設けており、ＣＰＷが形成されている。そして、第２誘電体層中に、このＣＰＷに対向するグランドが設けられている。なお、このような構造において、第１誘電体層中に信号線だけを配置すれば、ＭＳＬが形成される。この特許文献１の手法によれば、信号線路とグランドとが別個の基板（第１基板および第２基板）上に設けられているため、従来のように信号線路およびグランドが同一基板上に形成されているものと比べ、十分なグランド面積を確保し易くすることができる。また、信号線路とグランドとの間の距離も十分に確保し易くなる。
【００１１】
ところが、この手法では、信号線路およびグランドがいずれも誘電体層に内包されているため、信号伝送の際に、誘電膜材料の特性によって決まる誘電損失が生じる。このため、例えばミリ波帯のような高周波領域では、信号線路の品質を確保できないという問題があった。なお、この特許文献１の伝送線路には限られず、従来の伝送線路（ＭＳＬ，ＣＰＷなど）においても、信号線とグランドとの間には誘電体層（絶縁層）が設けられているため、同様に信号伝送の際に誘電損失が発生してしまっていた。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高周波領域において損失の少ない信号伝送を実現することが可能な伝送線路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の伝送線路は、基板上に設けられた信号線路と、基板に対向して設けられた被覆部材と、この被覆部材上に、中空部を介して信号線路と対向して設けられたグランドとを備えたものである。
【００１４】
本発明の伝送線路では、基板に対向する被覆部材上に、中空部を介して、基板上の信号線路と対向するグランドが設けられている。これにより、信号線路とグランドとの間に誘電体層（絶縁層）が設けられている従来の伝送線路と比べ、信号伝送の際の誘電損失が低減する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の伝送線路によれば、基板に対向する被覆部材上に、中空部を介して基板上の信号線路と対向するグランドを設けるようにしたので、従来と比べ、信号伝送の際の誘電損失を低減することができる。よって、高周波領域において損失の少ない信号伝送を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した伝送線路の概略構成を表す鳥瞰図である。
【図３】比較例１に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図４】比較例２に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図５】本発明の変形例１に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図６】本発明の変形例２に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図７】本発明の変形例３に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図８】本発明の変形例４に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図９】本発明の変形例５に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図１０】本発明の変形例６に係る伝送線路の概略構成を表す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る伝送線路を用いたシャントスイッチの概略構成を表す平面図および断面図である。
【図１２】図１１に示したシャントスイッチの一部を拡大して表す平面図および断面図である。
【図１３】本発明の適用例に係る電子機器の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（信号線路およびグランド層を対向する別個の基板上に設けた例）
２．第１の実施の形態の変形例
変形例１（マイクロストリップラインに適用した例）
変形例２（グランド付きコプレーナウェーブガイドに適用した例）
変形例３（基板同士が接合されたグランド付きコプレーナウェーブガイドの例１）    
変形例４（基板同士が接合されたグランド付きコプレーナウェーブガイドの例２）    
変形例５（基板同士が接合されたマイクロストリップラインの例１）
変形例６（基板同士が接合されたマイクロストリップラインの例２）
３．第２の実施の形態（伝送線路を用いたシャントスイッチの例）
４．適用例（シャントスイッチの電子機器への適用例）
５．その他の変形例
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
［伝送線路３の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る伝送線路（伝送線路３）の概略構成を断面図で表したものであり、図２は、この伝送線路３の概略構成を鳥瞰図（斜視図）で表したものである。伝送線路３は、例えばミリ波帯（周波数３０〜３００ＧＨｚ）の高周波信号を伝送するためのものであり、互いに対向する一対の基板１０，２０と、信号線路１１Ｓと、グランド層（グランド）２１Ｇとにより構成されている。なお、基板２０は、本発明における「被覆部材」および「板状部材」の一具体例に対応している。
【００１９】
基板１０としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコン・カーバイト（ＳｉＣ）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）およびシリコン・ゲルマニウム・カーボン（ＳｉＧｅＣ）などのＳｉ系半導体よりなる基板が挙げられる。
【００２０】
基板２０としても、例えば、上記したＳｉ系半導体よりなる基板が挙げられる。ただし、ガラス、樹脂およびプラスチックなどの非Ｓｉ系（例えば、ＰｙｒｅｘやＳＤ２など）の基板を用いてもよい。
【００２１】
信号線路１１Ｓは、基板１０の基板２０側の面上に設けられており、例えば基板１０の側から順に、チタン（Ｔｉ）および金（Ａｕ）を有する積層膜や、Ｔｉおよびアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）との合金（ＡｌＣｕ）よりなる積層膜などからなる。
【００２２】
グランド層２１Ｇは、基板２０の基板１０側の面上に、キャビティ（中空部）３０を介して信号線路１１Ｓと対向するように設けられている。すなわち、このグランド層２１Ｇおよび上記信号線路１１Ｓはそれぞれ、中空部３０に対して露出されており、これらの間に誘電体層（絶縁層）等が設けられていない。グランド線路２１Ｇはグランド電位に設定されており、後述するようにシールド層としても機能するようになっている。なお、このグランド層２１Ｇも、信号線路１１Ｓと同様の材料により構成されている。すなわち、例えば基板２０の側から順に、ＴｉおよびＡｕを有する積層膜や、ＴｉおよびＡｌとＣｕとの合金（ＡｌＣｕ）よりなる積層膜などからなる。
【００２３】
なお、このような構成の伝送線路３は、例えば、犠牲層（図示せず）を用いたＲＩＥ(Reactive Ion Etching；反応性イオンエッチング）や、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition；物理蒸着）法などを利用して製造することができる。
【００２４】
［伝送線路３の作用・効果］
本実施の形態の伝送線路３は、基板１０上の信号線路１１Ｓと基板２０上のグランド層２１Ｇとの組み合わせにより、例えばミリ波帯の高周波信号を伝送するための伝送線路として機能する。
【００２５】
（比較例１）
ここで、図３を参照して、変形例１に係る従来の伝送線路（伝送線路１０３）について説明する。この比較例１の伝送線路１０３は、基板１０１上に、誘電体層１０１Ｄと、この誘電体層１０１Ｄ内に埋設され、金属薄膜からなる複数層の信号線路１０１Ｓと、誘電体層１０３上のグランド層１０１Ｇとを備えている。すなわち、この伝送線路１０３は、基板１０１上の信号線路１０１Ｓ、誘電体層１０１Ｄおよびグランド層１０１Ｇの積層構造により、インバーテッド・マイクロストリップライン（ＩＭＳＬ）として機能するようになっている（図中の符号Ｐ１０１の領域参照）。
【００２６】
ところが、この伝送線路１０３では、信号線１０１Ｓとグランド層１０１Ｇとの間に誘電体層１０１Ｄが設けられているため（図中の符号Ｐ１０１の領域参照）、信号伝送の際に、誘電体層１０１Ｄの材料の特性によって決まる誘電損失が発生してしまう。このため、例えばミリ波帯のような高周波領域では、信号線路の品質を確保できないことになる。
【００２７】
（比較例２）
一方、図４に示した変形例２に係る従来の伝送線路（伝送線路２０３）では、第１基板２０１上の第１誘電体層２０１Ｄと、第２基板２０２上の第２誘電体層２０２Ｄとの間に、中空部２００が形成されている。また、第１誘電体層２０１Ｄ中に、信号線路２０１Ｓと、その両側の位置するグランド線路２０１Ｇ１，２０１Ｇ２とが設けており、コプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）が形成されている。そして、第２誘電体層２０２Ｄ中に、このＣＰＷに対向するグランド層２０２Ｇが設けられている。なお、このような構造において、第１誘電体層２０１Ｄ中に信号線２０１Ｓだけを配置すれば、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）が形成される。
【００２８】
ところが、この比較例２の伝送線路２０３では、信号線路２０１Ｓおよびグランド層２０２Ｇがいずれも、誘電体層（第１誘電体層２０１Ｄおよび第２誘電体層２０２Ｄ）に内包されている。すなわち、中空部２００を介しているものの、上記比較例１と同様に、信号線２０１Ｓとグランド層２０１Ｇとの間に誘電体層２０１Ｄ，２０２Ｄが設けられている。これにより、同様に誘電体層２０１Ｄ，２０２Ｄの材料の特性によって決まる誘電損失が生じ、やはり例えばミリ波帯のような高周波領域では、信号線路の品質を確保できないことになる。
【００２９】
（本実施の形態）
これに対して、本実施の形態の伝送線路３では、基板１０と対向する基板２０上に、中空部３０を介して、基板１０上の信号線路１１Ｓと対向するグランド層２１Ｇが設けられている。これにより、信号線路とグランド層との間に誘電体層（絶縁層）が設けられている上記比較例１，２の伝送線路１０３，２０３と比べ、信号伝送の際の誘電損失が低減する（この場合、誘電損失が０（ゼロ）となる）。
【００３０】
また、信号線路１１Ｓとグランド層２１Ｇとが別個の基板（基板１０，２０）上に設けられているため、上記比較例１や従来のＭＳＬ，ＣＰＷのように、信号線路およびグランド層が同一基板上に形成されているものと比べ、十分なグランド面積が確保し易くなる。また、信号線路とグランド層との間の距離も十分に確保し易くなる。
【００３１】
以上のように本実施の形態では、基板１０と対向する基板２０上に、中空部３０を介して、基板１０上の信号線路１１Ｓと対向するグランド層２１Ｇを設けるようにしたので、従来の伝送線路と比べ、信号伝送の際の誘電損失を低減することができる。よって、例えばミリ波帯のような高周波領域において、損失の少ない信号伝送を実現することが可能となると共に、周波数特性を向上させることも可能となる。また、誘電体損失が低い配線構造であることから、周波数特性をミリ波帯以上の高周波側まで確保することが可能となる。
【００３２】
また、信号線路１１Ｓとグランド層２１Ｇとを別個の基板（基板１０，２０）上に設けるようにしたので、十分なグランド面積を確保し易くなると共に、信号線路とグランド層との間の距離も十分に確保し易くなり、ＥＭＣ特性を向上させることが可能となる。また、面積の広いグランドを確保し易くなることから、配線レイアウトの自由度を向上させることも可能となる。
【００３３】
更に、基板２０はグランドパターン専用の基板ではないため、例えば信号線１１Ｓを引き出すためのスルー配線を設けるなど、基板２０上に他の配線を設けることも可能である。
【００３４】
＜第１の実施の形態の変形例＞
続いて、上記第１の実施の形態の変形例（変形例１〜６）について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３５】
（変形例１）
図５は、変形例１に係る伝送線路（伝送線路３Ａ）の概略構成を断面図で表したものである。本変形例の伝送線路３Ａは、上記第１の実施の形態の伝送線路３において、基板１０と信号線路１１Ｓとの間に絶縁膜１２が設けられたものに対応しており、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）として機能するようになっている。なお、信号線路１１Ｓのインピーダンスは整合されている。
【００３６】
絶縁膜１２は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、またはＳｉＮ膜とＳｉＯ2膜との積層膜などよりなる。
【００３７】
本変形例の伝送線路３Ａでは、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。また、特に本変形例では、ＭＳＬとして機能するようにしたので、エアブリッジを構成する必要がなく、回路の集積度合いに応じてフットプリントの小さな素子を実現することができる。また、配線間隔が狭まると共に、エアブリッジが不要であることにより、ＣＰＷとして構成した場合と比べ、高い集積度（面内）を実現することが可能となる。
【００３８】
（変形例２）
図６は、変形例２に係る伝送線路（伝送線路３Ｂ）の概略構成を断面図で表したものである。本変形例の伝送線路３Ｂは、上記第１の実施の形態の伝送線路３において、上記変形例１と同様に、基板１０と信号線路１１Ｓとの間に絶縁膜１２が設けられている。また、この絶縁膜１２上の信号線路１１Ｓの両側に、この信号線路１１Ｓと離間してグランド線路１１Ｇ１，１１Ｇ２が設けられている。すなわち、この伝送線路３Ｂは、グランド付きコプレーナウェーブガイド（Ｇ−ＣＰＷ）として機能するようになっている。なお、信号線路１１Ｓのインピーダンスは整合されている。
【００３９】
ここで、従来のＣＰＷでは、一般に、グランドが分離されていることによって生じる信号損失を低減させるため、エアブリッジを設ける手法が採用されている。特に、Ｇ−ＣＰＷは、このエアブリッジの役割を、基板の裏面側に設けたグランドに担わせた構造であり、ＣＰＷよりも低信号損失を実現可能となっている。ただし、このＧ−ＣＰＷでは、誘電層を介して信号線とグランドとが結合する構造であることから、誘電損失は避けられない。
【００４０】
これに対して、本変形例の伝送線路３Ｂでは、上記実施の形態と同様に信号線１１Ｓとグランド層２１Ｇとの間に誘電体層が設けられていないため、上記実施の形態と同様の効果が得られることに加え、従来のＧ−ＣＰＷと比べても損失の少ない信号伝送を実現することが可能となる。
【００４１】
（変形例３，４）
図７は、変形例３に係る伝送線路（伝送線路３Ｃ）の概略構成を断面図で表したものであり、図８は、変形例４に係る伝送線路（伝送線路３Ｄ）の概略構成を断面図で表したものである。変形例３，４の伝送線路３Ｃ，３Ｄでは、基板１０，２０同士が、周縁部に設けられた接合部３１において、互いに部分的に接合されている。なお、これらの伝送線路３Ｃ，３Ｄはそれぞれ、他の構成は上記変形例２と同様となっており、Ｇ−ＣＰＷとして機能するようになっている。
【００４２】
具体的には、図７に示した伝送線路３Ｃでは、接合部３１において、配線接合（グランド配線１１Ｇ１，１１Ｇ２とグランド層２１Ｇとの間の接合）と、基板接合（基板１０，２０間の接合）とを兼ねた、金属−金属接合（例えば、Ａｕ−Ａｕ接合）がなされている。一方、図８に示した伝送線路３Ｄでは、接合部３１において、上記配線接合が上記金属−金属接合によりなされていると共に、上記基板接合がこれとは別に陽極接合によりなされている。これらの構成により、伝送線路３Ｃ，３Ｄではそれぞれ、中空部３０が外気とは隔離されるようになっている。
【００４３】
ここで、これらの伝送線路３Ｃ，３Ｄでは、この中空部３０が減圧されている（例えば、１〜１００Ｐａ程度の圧力）ことが好ましく、更に、中空部３０が減圧されていると共に、この中空部３０に不活性ガスが封入されていることがより好ましい。この不活性ガスは、真空度（圧力）の調整用のガスとして機能するものであり、例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ2）などのガスが挙げられる。
【００４４】
これらの伝送線路３Ｃ，３Ｄでは、基板１０，２０同士が、周縁部に設けられた接合部３１において、互いに部分的に接合されていることにより、上記実施の形態と比べ、グランドの能力がより強化される。したがって、上記実施の形態における効果に加え、より高いＥＭＣ特性を実現することが可能である。
【００４５】
また、中空部３０が減圧されているようにした場合には、信号線路１１Ｓ、グランド層２１Ｇ、グランド線路１１Ｇ１，１１Ｇ２およびスイッチ等の機能素子（図示せず）において、腐食やストレス負荷を低減し、デバイスの信頼性を向上させる（長寿命化を図る）ことが可能となる。
【００４６】
更に、中空部３０が減圧されていると共にこの中空部３０に不活性ガスが封入されているようにした場合には、中空部３０の真空度（圧力）を適切に調整することにより、デバイスの信頼性をより向上させることが可能となる。具体的には、まず、不活性ガスを封入することにより、化学反応の抑制と、清浄なガスによる汚染の最小化とを図ることができ、配線の経時変化を抑制することが可能となる。また、中空部３０に、配線構造に加えて機械動作部品（例えばスイッチ等のデバイス）を設けている（混在している）場合には、定常圧力により、デバイスの機械的動作速度の安定化を図ることが可能となる。これは、中空部３０の真空度が高すぎると、デバイスの当たりが強くなりすぎて、かえって信頼性が低減してしまうためである。
【００４７】
（変形例５，６）
図９は、変形例５に係る伝送線路（伝送線路３Ｅ）の概略構成を断面図で表したものであり、図１０は、変形例６に係る伝送線路（伝送線路３Ｆ）の概略構成を断面図で表したものである。変形例５，６の伝送線路３Ｅ，３Ｆでは、上記変形例３，４と同様に、基板１０，２０同士が、周縁部に設けられた接合部３１において、互いに部分的に接合されている。ただし、これらの伝送線路３Ｃ，３Ｄはそれぞれ、上記変形例１と同様に、ＭＳＬとして機能するようになっている。
【００４８】
具体的には、図９に示した伝送線路３Ｅでは、接合部３１において、配線接合（絶縁膜１２とグランド層２１Ｇとの間の接合）と、基板接合（基板１０，２０間の接合）とを兼ねた、金属−金属接合（例えば、Ａｕ−Ａｕ接合）がなされている。一方、図１０に示した伝送線路３Ｆでは、接合部３１において、上記配線接合が上記金属−金属接合によりなされていると共に、上記基板接合がこれとは別に陽極接合によりなされている。これらの構成により、伝送線路３Ｅ，３Ｆではそれぞれ、上記変形例３，４と同様に、中空部３０が外気とは隔離されるようになっている。
【００４９】
ここで、これらの伝送線路３Ｅ，３Ｆにおいても、上記変形例３，４と同様に、この中空部３０が減圧されていることが好ましく、更に、中空部３０が減圧されていると共に、この中空部３０に不活性ガスが封入されていることがより好ましい。
【００５０】
このように、これらの伝送線路３Ｅ，３Ｆにおいても、上記変形例３，４と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態または変形例１〜６と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を適宜省略する。
【００５２】
［シャントスイッチの構成］
図１１は、第２の実施の形態に係るシャントスイッチ（シャント型の有接点スイッチ）の概略構成を表したものであり、図１１（Ａ）は平面構成を、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面構成を表している。また、図１２（Ａ）は、このシャントスイッチの一部を拡大して表した平面図であり、図１２（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、図１２（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線，ＩＶ−ＩＶ線における矢視断面構成を表している。
【００５３】
本実施の形態のシャントスイッチは、上記第１の実施の形態および変形例１〜６に係る伝送線路（伝送線路３，３Ａ〜３Ｆ）を用いて構成されており、この伝送線路内の信号線路１１Ｓの継断を機械的に行う微小構造物（マイクロマシン）である。なお、ここでは一例として、伝送線路３Ｅ（または伝送線路３Ｆ）を用いて構成されている場合について図示している。すなわち、ここでは伝送線路３Ｅ（３Ｆ）は、ＭＳＬとして機能するようになっている。具体的には、信号線路１１Ｓとグランド層２１Ｇとの間は例えば２０μｍの隙間を介して配置されており、例えば６０ＧＨｚに対して５０Ωにインピーダンス整合されている。ただし、この信号線路１１Ｓとグランド層２１Ｇとの間（隙間）の距離はこれには限定されず、この隙間の距離に応じて信号線路１１Ｓの幅を計算し、この場合は５０Ωに合わせ込みむようにする。逆に、信号線路１１Ｓの幅を固定とした場合には、隙間の距離を変化させることになる。例えば、信号線路１１Ｓの幅が１００μｍの場合、隙間の距離を２０μｍとすることにより、インピーダンスマッチングを行うことができる。
【００５４】
このシャントスイッチは、例えば、前述した基板１０（例えば、高抵抗シリコン基板）上に信号線１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂを有すると共に、前述した基板２０（図示せず；例えばＳＤ２基板）上にグランド層としてのグランド線路２１Ｇを有する伝送線路３Ｅ（３Ｆ）を備えている。また、この伝送線路３Ｅ（３Ｆ）（具体的には、信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂ）に対向して、基板１０上に、一対のシャント線路１３Ａ，１３Ｂとしての可動電極１６（可動接点）を備えている。
【００５５】
基板１０の表面には、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）またはＳｉＮ膜とＳｉＯ2膜との積層膜などよりなる絶縁膜１７が設けられている。この絶縁膜１７により、基板１０と信号線路１１Ｓとグランド線路１５Ａ，１５Ｂとが互いに電気的に分離されている。
【００５６】
信号線路１１Ｓは、基板１０表面の絶縁膜１７（前述した絶縁膜１２に対応）上に、直線状の固定電極（固定接点）として設けられている。信号線路１１Ｓの一端には入力ポートＶin、他端には出力ポートＶoutがそれぞれ設けられている。なお、信号線路１１Ｓの一例としては、Ａｕ／Ｔｉ＝２．０μｍ／０．１μｍ（幅１００μｍ）としたものが挙げられる。
【００５７】
グランド線路１５Ａ，１５Ｂはそれぞれ、基板１０表面の絶縁膜１７（前述した絶縁膜１２に対応）上に、グランド電位に設定された固定電極（固定接点；ここでは、矩形状の固定電極）として設けられている。グランド線路１５Ａは、信号線路１１Ｓの出力ポートＶout側に配置され、グランド線路１５Ｂは、信号線路１１Ｓの入力ポートＶin側に配置されている。なお、このグランド線路１５Ａ，１５Ｂとしては、Ａｕ／Ｔｉや、ＡｌＣｕ／Ｔｉを用いたものが挙げられる。
【００５８】
グランド線路２１Ｇは、図示しない基板２０上に固定電極（固定接点）として設けられており、信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５に対向する領域に形成されている。ただし、ここでは、入力ポートＶinおよび出力ポートＶoutに対応する領域には形成されていない。これは、この領域には、入力ポートＶinまたは出力ポートＶoutと電気的に接続された貫通電極（スルーホール）（図示せず）が形成されているためである。このグランド線路２１Ｇは、ここでは図１２（Ｂ）に示したように、接合部３１においてグランド線路１５Ａ，１５Ｂと接合されており、電気的に接続されている。なお、グランド線路２１Ｇの一例としては、Ａｕ／Ｔｉ＝１．０μｍ／０．１μｍとしたものが挙げられる。
【００５９】
可動電極１６は、信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂ，２１Ｇに対して変位可能な可動部１３の上に、２つ以上互いに離間して配置されている。これら２つ以上の可動電極１６は、可動部１３の表面に設けられた絶縁膜１７により互いに絶縁されている。これにより、このシャントスイッチでは、シャント線路が２つ以上並列化されている（ここでは、２つのシャント線路１３Ａ，１３Ｂ）と共に、これらのシャント線路１３Ａ，１３Ｂの相互間のインピーダンスが、信号線路１１Ｓのインピーダンスよりも高くなっている。したがって、アイソレーションを向上させることが可能となっている。
【００６０】
可動部１３は、基板１０をＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより形成されたものであり、基板１０の表面に対して水平な方向に変位可能（いわゆるラテラル動作が可能）となっている。すなわち、このシャントスイッチは、信号線路１１Ｓ、グランド線路１５Ａ，１５Ｂおよび可動電極１６が同一水平面内に設けられ、可動部１３上の可動電極１６が水平方向に変位する、いわゆるラテラル駆動型のスイッチである。
【００６１】
可動部１３は、信号線路１３に平行な直線状に設けられ、その両端に可動電極１６が一つずつ設けられている。すなわち、２つの可動電極１６が、信号線路１１Ｓの入力ポートＶinの近傍と、出力ポートＶoutの近傍とに設けられ、信号線路１１Ｓを通過する伝送信号に対して平行に並列化されている。２つの可動電極１６の各々は、信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂに対応して突起状の接点１６Ａ，１６Ｂを有している。
【００６２】
可動部１３は、互いに噛み合せられた一対の櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂの一方（例えば、櫛歯電極１４Ａ）に連結されており、それら一対の櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂの間に発生する静電力により変位可能となっている。櫛歯電極１４Ｂは基板１０に固定されている。櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂは、可動部１３と同様に、基板１０の素材、例えばシリコン（Ｓｉ）を、公知のリソグラフィー技術を用いて３次元加工することにより形成されたものである。櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂの櫛歯部分の対向面には電極層（図示せず）が設けられている。これら櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂには、オン動作時において、電源（図示せず）からの電圧印加により、駆動力として電磁力が発生する。これにより、櫛歯電極１４Ａが櫛歯電極１４Ｂ側に吸引され、それに連動して可動電極１６が信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂに接触するようになっている。
【００６３】
［シャントスイッチの作用・効果］
このシャントスイッチ１０では、開動作（オン状態）時において閉動作（オフ状態）の指令を受けると、櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂに所定の電圧が印加され、これら電極間に電磁力が発生する。その結果、櫛歯電極１４Ａが櫛歯電極１４Ｂに近接し、それに伴って可動部１３が信号線路１１Ｓ側に水平に移動し、可動電極１６と信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂとが接触する。これにより、信号線路１１Ｓが閉じられた状態（オフ状態）となる。
【００６４】
この閉動作（オフ状態）に続いて、開動作（オン状態）の指令を受けると、櫛歯電極１４Ａ，１４Ｂ間の電磁力が解除され、それに伴い可動電極１６は信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂから乖離する。これにより、元の位置（開動作（オン状態）時の位置）に復帰する。
【００６５】
ここで、本実施の形態のシャントスイッチでは、上記第１の実施の形態および変形例１〜６に係る伝送線路（伝送線路３，３Ａ〜３Ｆ）を用いて構成されていることにより、従来と比べ、スイッチの特性が向上する。具体的には、まず、挿入損失については、誘電損失が少ない構造であることから、ミリ波帯を超える高周波帯まで確保することが可能となる。また、信号継断時に発生するパルスノイズの放射がグランドにより吸収されることから、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）特性が向上する。したがって、例えばＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）回路のように多数のスイッチデバイスを使用する回路において、特に信号品質に関して大きな効果を得ることが可能である。
【００６６】
また、可動電極１６を、信号線路１１Ｓおよびグランド線路１５Ａ，１５Ｂに対して変位可能な可動部１３の上に、２つ以上互いに離間して配置すると共に、これら２つ以上の可動電極１６を、可動部１３の表面に設けられた絶縁膜１７により互いに絶縁するようにしたので、アイソレーションを向上させることが可能となる。
【００６７】
＜適用例＞
続いて、本発明の伝送線路を用いたシャントスイッチ（例えば、上記第２の実施の形態で説明したシャントスイッチ）の電子機器への適用例について説明する。図１３は、このようなシャントスイッチを搭載した電子機器の一例としての通信装置のブロック構成を表したものである。
【００６８】
この通信装置は、上記シャントスイッチを送受信切替器３０１として搭載したものであり、例えば、携帯電話器、情報携帯端末（ＰＤＡ）、無線ＬＡＮ機器などである。なお、上記送受信切替器３０１は、ＳｏＣからなる半導体デバイス内に形成されている。この通信装置は、例えば、送信系回路３００Ａと、受信系回路３００Ｂと、送受信経路を切り替える送受信切換器３０１と、高周波フィルタ３０２と、送受信用のアンテナ３０３とを備えている。
【００６９】
送信系回路３００Ａは、Ｉチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データに対応したデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ；Digital/Analogue Converter）３１１Ｉ，３１１Ｑおよびバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑと、変調器３２０および送信用ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路３１３と、電力増幅器３１４とを備える。変調器３２０は、バンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに対応したバッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑおよびミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑと、移相器３２３と、加算器３２４と、バッファアンプ３２５とを含むものである。
【００７０】
受信系回路３００Ｂは、高周波部３３０、バンドパスフィルタ３４１およびチャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２と、中間周波回路３５０およびバンドパスフィルタ３４３と、復調器３６０および中間周波用ＰＬＬ回路３４４と、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データに対応したバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑおよびアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Analogue/Digital Converter）３４６Ｉ，３４６Ｑとを備えている。高周波部３３０は、低ノイズアンプ３３１と、バッファアンプ３３２，３３４と、ミキサ３３３とを含み、中間周波回路３５０は、バッファアンプ３５１，３５３と、自動ゲイン調整（ＡＧＣ；Auto Gain Controller）回路３５２とを含むものである。復調器３６０は、バッファアンプ３６１と、バンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに対応したミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑおよびバッファアンプ３６３Ｉ，３６３Ｑと、移相器３６４とを含む。
【００７１】
この通信装置では、送信系回路３００ＡにＩチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データが入力されると、それぞれの送信データを以下の手順で処理する。すなわち、まず、ＤＡＣ３１１Ｉ、３１１Ｑにおいてアナログ信号に変換し、引き続きバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑにおいて送信信号の帯域以外の信号成分を除去したのち、変調器３２０に供給する。続いて、変調器３２０において、バッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑを介してミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑに供給し、引き続き送信用ＰＬＬ回路３１３から供給される送信周波数に対応した周波数信号を混合して変調したのち、両混合信号を加算器３２４において加算することにより１系統の送信信号とする。この際、ミキサ３２２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３２３において信号移相を９０°シフトさせることにより、Ｉチャンネルの信号とＱチャンネルの信号とが互いに直交変調されるようにする。最後に、バッファアンプ３２５を介して電力増幅器３１４に供給することにより、所定の送信電力となるように増幅する。この電力増幅器３１４において増幅された信号は、送受信切換器３０１および高周波フィルタ３０２を介してアンテナ３０３に供給されることにより、そのアンテナ３０３を介して無線送信される。この高周波フィルタ３０２は、通信装置において送信または受信する信号のうちの周波数帯域以外の信号成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。
【００７２】
一方、アンテナ３０３から高周波フィルタ３０２および送受信切換器３０１を介して受信系回路３００Ｂに信号が受信されると、その信号を以下の手順で処理する。すなわち、まず、高周波部３３０において、受信信号を低ノイズアンプ３３１で増幅し、引き続きバンドパスフィルタ３４１で受信周波数帯域以外の信号成分を除去したのち、バッファアンプ３３２を介してミキサ３３３に供給する。続いて、チャンネル選択用ＰＰＬ回路３４２から供給される周波数信号を混合し、所定の送信チャンネルの信号を中間周波信号とすることにより、バッファアンプ３３４を介して中間周波回路３５０に供給する。続いて、中間周波回路３５０において、バッファアンプ３５１を介してバンドパスフィルタ３４３に供給することにより中間周波信号の帯域以外の信号成分を除去し、引き続きＡＧＣ回路３５２でほぼ一定のゲイン信号としたのち、バッファアンプ３５３を介して復調器３６０に供給する。続いて、復調器３６０において、バッファアンプ３６１を介してミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑに供給したのち、中間周波用ＰＰＬ回路３４４から供給される周波数信号を混合し、Ｉチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。この際、ミキサ３６２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３６４において信号移相を９０°シフトさせることにより、互いに直交変調されたＩチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。最後に、Ｉチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号をそれぞれバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに供給することによりＩチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号以外の信号成分を除去したのち、ＡＤＣ３４６Ｉ，３４６Ｑに供給してデジタルデータとする。これにより、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データが得られる。
【００７３】
この通信装置は、本発明の伝送線路を用いたシャントスイッチを受信切替器３０１として搭載しているため、上述した作用により、特にミリ波帯において優れた周波数特性を発揮する。
【００７４】
なお、ここでは、上記シャントスイッチを受信切替器３０１（半導体デバイス）に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。すなわち、例えば、シャントスイッチを送信系回路３００Ａおよび受信系回路３００Ｂ（モジュール）内のミキサ３３２Ｉ，３３２Ｑ，３３３，３６２Ｉ，３６２Ｑや、バンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑ，３４１，３４３，３４６Ｉ，３４６Ｑ、または、高周波フィルタ３０２（半導体デバイス）に適用してもよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
＜その他の変形例＞
以上、いくつかの実施の形態、変形例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００７６】
例えば、上記実施の形態等では、本発明における被覆部材の一例として、板状部材である基板２０を挙げて説明したが、被覆部材の形状はこれには限られず、例えばフレキシブル性を有するシート部材などであってもよい。
【００７７】
また、上記実施の形態等では、本発明の伝送線路を用いたスイッチが、固定接点としての信号線路と、ラテラル動作が可能な可動接点とを有する有接点スイッチである場合について説明したが、スイッチの構成はこれには限られない。すなわち、本発明の伝送線路を用いたスイッチとしては、シャントスイッチ以外の有接点スイッチ（シリーズ型のスイッチなど）でもよく、また、ラテラル駆動型以外の有接点スイッチであってもよい。
【００７８】
更に、上記実施の形態等では、接点部を機械的に駆動する駆動部が、静電アクチュエータを含む場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、ピエゾアクチュエータ、電磁アクチュエータ、バイメタルアクチュエータ等、他のＭＥＭＳアクチュエータにも適用可能である。
【００７９】
加えて、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法としてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０…基板、１１Ｓ…信号線路、１１Ｇ１，１１Ｇ２…グランド線路、１２…絶縁膜、１３…可動部、１３Ａ，１３Ｂ…シャント線路、１４Ａ，１４Ｂ…櫛歯電極、１５Ａ，１５Ｂ…グランド線路、１６…可動電極、１６Ａ，１６Ｂ…接点、１７…絶縁膜、２０…基板、２１Ｇ…グランド層（グランド線路）、３，３Ａ〜３Ｆ…伝送線路、３０…キャビティ（中空部）、３１…接合部、３００Ａ…送信系回路、３００Ｂ…受信系回路、３０１…送受信切換器３０１、３０２…高周波フィルタ、３０３…アンテナ、Ｖin…入力ポート、Ｖout…出力ポート。
【図１】
2011182311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011182311.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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