(57)【要約】  本発明は、光画定可能なガラスセラミック基板にＲＦインピーダンス整合デバイスを作製する方法を含む。寄生電子信号、ＲＦ信号、差動電圧上昇及び浮動接地が、光画定可能なガラス基板上の電気分離及び接地面構造の製作によって分離した電子デバイスの性能を阻害及び劣化させるのを防止するために、ＲＦ伝送線路に隣接して又は下方に接地面が使用されてよい。
2021509767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦインピーダンス整合デバイスを作製する方法であって、
感光性ガラス基板上に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、
前記感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、
前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分間加熱するステップと、
前記感光性ガラス基板を冷却して、前記露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、
前記ガラス結晶基板をエッチング溶液でエッチングして前記デバイスの前記傾斜電気伝導チャネルを形成するステップと、
前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、
電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップと
を含み、
前記金属が回路網に接続される、前記方法。
【請求項２】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ＲＦインピーダンス整合デバイスと前記基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチングするステップが、前記基板と前記ＲＦインピーダンス整合デバイスとの間にエアギャップを形成し、かつ前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが他のＲＦ電子素子に接続される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
トレンチに隣接した前記ガラス結晶基板がセラミック相に変換されてもよい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの接地面以外の伝導構造が、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１又は２以上の金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記金属が、表面、埋込コンタクト、ブラインドバイア、ガラスバイア、直線コンタクト、矩形コンタクト、多角形コンタクト又は円形コンタクトを通して前記回路網に接続される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏであって、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％である；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記感光性ガラス基板が、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、０．７５〜１３重量％のＢ２Ｏ３、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記感光性ガラス基板が、
光画定可能なガラス基板が少なくとも０．３重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む；光画定可能なガラス基板が０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む；光画定可能なガラス基板が、１〜１８重量％の、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を含む；並びに任意で露光部分と未露光部分の異方性エッチング比が１０〜２０：１；２１〜２９：１；３０〜４５：１；２０〜４０：１；４１〜４５：１；及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、
の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記感光性ガラス基板が、少なくともシリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム及び酸化セリウムを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、信号入力対信号出力の５０、４０、３０、２５、２０、１５又は１０％未満の損失を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスを、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴に形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ＲＦインピーダンス整合デバイスのための伝導構造を作製する方法であって、
感光性ガラス基板上に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の伝導構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、
前記感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、
前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分の加熱相に処理するステップと、
前記感光性ガラス基板を冷却して、前記露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、
前記ガラス結晶基板をエッチング溶液でエッチングして前記デバイスに前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成するステップであって、トレンチに隣接した前記ガラス結晶基板がセラミック相に変換されてもよく、かつ前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、前記感光性ガラス基板によって前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有するステップと、
前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、
電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップであり、前記金属が表面又は埋込コンタクトを通して回路網に接続されるステップと
を含む、前記方法。
【請求項１７】
前記１又は２以上の伝導構造が、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
伝送線路と前記基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記エッチングするステップが、前記基板と前記ＲＦインピーダンス整合デバイスとの間にエアギャップを形成し、かつ前記伝送線路が他のＲＦ電子素子に接続される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記１又は２以上の金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏであって、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％である；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記感光性ガラス基板が、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、０．７５〜１３重量％のＢ２Ｏ３、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記感光性ガラス基板が、光画定可能なガラス基板が少なくとも０．３重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む；光画定可能なガラス基板が０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む；光画定可能なガラス基板が、１〜１８重量％の、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を含む；並びに任意で露光部分と未露光部分の異方性エッチング比が１０〜２０：１；２１〜２９：１；３０〜４５：１；２０〜４０：１；４１〜４５：１；及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、の少なくとも１つである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記感光性ガラス基板が、少なくともシリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム及び酸化セリウムを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、信号入力対信号出力の５０、４０、３０、２５、２０、１５又は１０％未満の損失を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスを、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴に形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
ＲＦインピーダンス整合デバイスであって、光画定可能なガラス基板上に形成される前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満で機械的に支持される、前記ＲＦインピーダンス整合デバイス。
【請求項２９】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、感光性ガラス基板上に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを備える、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３２】
伝送線路と前記基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３３】
エアギャップ伝送が他のＲＦ電子素子に接続される、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３４】
トレンチに隣接したガラス結晶基板がセラミック相に変換されてもよい、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３５】
１又は２以上の金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３６】
金属が、表面、埋込コンタクト、ブラインドバイア、ガラスバイア、直線コンタクト、矩形コンタクト、多角形コンタクト又は円形コンタクトを通して回路網に接続される、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴を備える、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つを含む１又は２以上の伝導構造を備える、請求項２８に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同じ基板上のＲＦデバイス間のインピーダンス整合をとることに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の範囲を限定することなく、その背景をインピーダンス整合に関して記載する。
【０００３】
そのような一例が、Rajagopalan, et al.に発行された、"Adaptive impedance matching interface"という名称の、米国特許第９，８１９，９９１号明細書に教示されている。これらの発明者らは、データインタフェースコネクタ、アプリケーションプロセッサ及びインタフェース回路網を含む、装置を教示すると書かれている。インタフェース回路網は、アプリケーションプロセッサとデータインタフェースコネクタとの間に接続されると書かれており、そこでデータインタフェース回路網は、信号のうち１つの信号性質の変化であって、データインタフェースコネクタとメディア消費デバイスとの間のインピーダンス不整合によって生じる変化を測定する。アプリケーションプロセッサは、インタフェース回路網からの信号性質設定に応じて、信号のうち次の１つの信号性質を調整して調整済み信号を得ると書かれている、又はメディア消費デバイスに調整済み信号を送ることができる。
【０００４】
別のそのような例が、Desclos, et al.に発行された"Active antenna adapted for impedance matching and band switching using a shared component"という名称の、米国特許第９，７５５，３０５号明細書に教示されている。簡潔には、これらの発明者らは、共用同調型部品を使用して、例えば、同調型コンデンサ又は他の同調型部品などの共用同調型部品を使用して、アンテナのアクティブインピーダンス整合及び帯域切替を提供するように適合されるアクティブアンテナ及び関連回路トポロジを教示すると書かれている。アンテナは、低コスト且つ効果的なアクティブアンテナソリューションを提供すると書かれており、例えば、１又は２以上の受動部品がさらに活用されて、第１の周波数から第２の所望の周波数へのアンテナの帯域切替を設計することができる。
【０００５】
しかしながら、これらの進歩にもかかわらず、同じ基板上のＲＦデバイス間のインピーダンス整合の必要性が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第９，８１９，９９１号明細書
【特許文献２】米国特許第９，７５５，３０５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態において、本発明は、ＲＦインピーダンス整合デバイスを作製する方法であって、感光性ガラス基板に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分間加熱するステップと、感光性ガラス基板を冷却して、露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、ガラス結晶基板をエッチング液でエッチングしてデバイスの傾斜電気伝導チャネルを形成するステップと、１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップであり、金属が回路網に接続されるステップとを含む方法を含む。一態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有する。別の態様では、機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスと基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、エッチングするステップは、基板とＲＦインピーダンス整合デバイスとの間にエアギャップを形成しており、ＲＦインピーダンス整合デバイスは他のＲＦ電子素子に接続される。別の態様では、トレンチに隣接したガラス結晶基板はセラミック相に変換されてもよい。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスの接地面以外の伝導構造が、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つであることができる。別の態様では、１又は２以上の金属は、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される。別の態様では、金属は、表面、埋込コンタクト、ブラインドバイア、ガラスバイア、直線コンタクト、矩形コンタクト、多角形コンタクト又は円形コンタクトを通して回路網に接続される。別の態様では、感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏで、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である。別の態様では、感光性ガラス基板は、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、０．７５〜１３重量％のＢ２Ｏ３、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である。別の態様では、感光性ガラス基板は、光画定可能なガラス基板が少なくとも０．３重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む；光画定可能なガラス基板が０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む；光画定可能なガラス基板��、１〜１８重量％の、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を含む；並びに露光部分と上記未露光部分の異方性エッチング比が１０〜２０：１；２１〜２９：１；３０〜４５：１；２０〜４０：１；４１〜４５：１；及び３０〜５０：１の少なくとも１つであってもよい、の少なくとも１つである。別の態様では、感光性ガラス基板は、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム及び酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、信号入力対信号出力の５０、４０、３０、２５、２０、１５又は１０％未満の損失を有する。別の態様では、本方法は、ＲＦインピーダンス整合デバイスを、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴に形成するステップをさらに含む。
【０００８】
別の実施形態において、本発明は、ＲＦインピーダンス整合デバイスのための伝導構造を作製する方法であって、感光性ガラス基板に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の伝導構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分の加熱相に処理するステップと、感光性ガラス基板を冷却して、露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、ガラス結晶基板をエッチング液でエッチングしてデバイスに１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成するステップであり、トレンチに隣接したガラス結晶基板がセラミック相に変換されてもよく、かつＲＦインピーダンス整合デバイスが、感光性ガラス基板によってＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有するステップと、１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップであり、金属が表面又は埋込コンタクトを通して回路網に接続されるステップとを含む方法を含む。一態様では、１又は２以上の伝導構造は、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つを含む。別の態様では、機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、伝送線路と基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、エッチングするステップは、基板とＲＦインピーダンス整合デバイスとの間にエアギャップを形成しており、伝送線路は他のＲＦ電子素子に接続される。別の態様では、１又は２以上の金属は、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される。別の態様では、感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏで、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である。別の態様では、感光性ガラス基板は、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、０．７５〜１３重量％のＢ２Ｏ３、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である。別の態様では、感光性ガラス基板は、光画定可能なガラス基板が少なくとも０．３重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む；光画定可能なガラス基板が０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む；光画定可能なガラス基板が、１〜１８重量％の、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を含む；並びに露光部分と上記未露光部分の異方性エッチング比が１０〜２０：１；��１〜２９：１；３０〜４５：１；２０〜４０：１；４１〜４５：１；及び３０〜５０：１の少なくとも１つであってもよい、の少なくとも１つである。別の態様では、感光性ガラス基板は、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム及び酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、信号入力対信号出力の５０、４０、３０、２５、２０、１５又は１０％未満の損失を有する。別の態様では、本方法は、ＲＦインピーダンス整合デバイスを、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴に形成するステップをさらに含む。
【０００９】
別の実施形態において、本発明は、光画定可能なガラス基板に形成されるＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満で機械的に支持されるＲＦインピーダンス整合デバイスを含む。一態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、感光性ガラス基板に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを備える。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有する。別の態様では、機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、伝送線路と基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる。別の態様では、エアギャップ伝送は他のＲＦ電子素子に接続される。別の態様では、トレンチに隣接したガラス結晶基板もセラミック相に変換されてもよい。別の態様では、１又は２以上の金属は、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ又はＰｄから選択される。別の態様では、金属が、表面、埋込コンタクト、ブラインドバイア、ガラスバイア、直線コンタクト、矩形コンタクト、多角形コンタクト又は円形コンタクトを通して回路網に接続される。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴を備える。別の態様では、ＲＦインピーダンス整合デバイスは、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つを含む１又は２以上の伝導構造を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の特徴及び利点のより完全な理解のために、ここで添付の図と共に本発明の詳細な説明を参照する。
【図１Ａ−１Ｂ】埋込マイクロストリップ及び被覆マイクロストリップを含む２つの異形のマイクロストリップを図示し、その両方ともマイクロストリップ導体の上方に何らかの誘電体が付加される。
【図２Ａ】ラップ及びポリッシュ加工された光画定可能なガラス基板、例えば３００μｍ厚のラップ及びポリッシュ加工された光画定可能なガラスが使用される、本方法の最初の側面図を示す。
【図２Ｂ】基板の裏に厚さ２００Åと１０，０００Åとの間のチタンの均一被覆をＤＣスパッタする側面図を示す。
【図２Ｃ】基板の裏に銅接地面を電気メッキする側面図を示す。銅接地面は、基板の裏に厚さ０．５μｍと１０μｍとの間であるべきである。
【図２Ｄ】光画定可能なガラス基板を露光する三角形又は台形の透明領域を伴うクロムマスクを使用して形成されるデバイスの上面図を示す。基板は直径が６”である。露光は３１０ｎｍ光のおおよそ２０Ｊ／ｃｍ２による。長さＬが１００μｍ〜２００μｍであり、幅Ｗ２が１０μｍであり、幅Ｗ１が５０μｍである。次に、露光された光画定可能なガラスを６０分間４５０°Ｃに加熱する。
【図２Ｅ−１】図２Ｅ−１は、露光された光画定可能なガラスを１０％ＨＦ溶液で銅／金属接地面までエッチングする上面図を示す。
【図２Ｅ−２】図２Ｅ−２は、図２Ｅ−１に図示される同じデバイスの側面図を示す。
【図２Ｆ−１】図２Ｆ−１は、エッチングされた領域を、APEX（登録商標）ガラスとは異なる誘電率である低損失正接材料で充填する上面図を示す。
【図２Ｆ−２】図２Ｆ−２は、図２Ｆ−１に図示される同じデバイスの側面図を示す。
【図２Ｇ】フォトレジストを塗布し、パターン現像を露光し、露光されたパターンを除去してマイクロ波ストリップ線路を得た後のデバイスの上面図を示す。
【図２Ｈ】基板／フォトレジストの表に厚さ２００Åと１０，０００Åとの間のチタンの被覆をＤＣスパッタした後の上面図を示す。
【図２Ｉ】溶剤を使用してフォトレジストを除去して光画定可能なガラス基板にチタンパターンを露出させた後の上面図である。
【図２Ｊ】パターン化されたチタンに銅を電気メッキした後の上面図である。銅は、基板の裏に厚さ０．５μｍと１０μｍとの間であるべきである。
【図２Ｋ】インピーダンス整合マイクロストリップ線路がここでデバイス１及びデバイス２として描かれる各種のデバイスを接続するために使用された後の上面図である。
【図３Ａ】本発明の伝送線路の横断面図を示す。
【図３Ｂ】標準ガラスと比較したときの、本発明の低損失マイクロ伝送線路の損失の比較を図示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の様々な実施形態の作製及び使用を以下に詳細に説明するが、本発明が、多種多様な具体的な局面で具現化されることができる多くの応用可能な発明概念を提供することが認められるべきである。本明細書で説明する具体的な実施形態は単に本発明を作製及び使用する具体的な方法の例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
本発明の理解を容易にするために、幾つかの用語を以下に定義する。本明細書で定義する用語は、本発明に関する当業者によって通例理解される意味を有する。「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」などの用語は、単数の実体だけを指すのでなく、例示のために具体例が使用され得る一般分類を含むと意図される。本明細書における技術用語は、本発明の具体的な実施形態を記載するために使用されるが、それらの使用法は、請求項において概説される場合を除いて、本発明を限定しない。
【００１３】
本発明は、同じ基板上のＲＦデバイス間のインピーダンス整合をとることに関する。フィルタ、インダクタ、コンデンサ、抵抗器、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びダイプレクサ、バラン、電力合成器／分割器並びに電力増幅器などのデバイスは異なるインピーダンスを有する。これらのデバイスは、しばしば伝導構造によって接続される。伝導構造は、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路及び同軸導波管から構成されることができる。我々は、便宜及び簡潔さのために、これらの潜在的な伝導構造の全てをマイクロストリップ線路と称することにする。マイクロストリップ線路上の異なるデバイス間でＲＦ信号が伝送されるとき、インピーダンス差が損失又は反射信号を生じさせることがある。インピーダンス整合構造を作成することで、損失を低減させ、信号品質を改善し（データ速度及び伝送距離を増加させ）、損失を低減させ、且つ電池寿命を改善する。
【００１４】
感光性ガラス構造が、他の素子、システム又はサブシステムと併せて集積電子素子などの幾つかの微細加工及び微細製作プロセスのために提案されてきた。半導体、絶縁又は導電性基板への薄膜アディティブ法を使用する半導体微細製作は、低歩留り及び性能の高変動性により高価である。付加マイクロ伝送の一例を論文Semiconductor Microfabrication Processes by Tian et al.に見ることができるが、高価な資本設備、一般に各々１００万ドル以上を要するフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチング又はイオンビームミリングツールに依存し、且つさらに数１００万〜数１０億を要するウルトラクリーンな高生産シリコン製作施設を必要とする。本発明は、費用効果的なガラスセラミック電子個別デバイスを、又は大広帯域低損失伝送構造にわたる均一応答を伴うデバイスのアレイとして提供する。
【００１５】
マイクロストリップ伝送線路は、以下の図に図示されるように厚さ「Ｈ」の誘電体層（別称「基板」）によって分離される、幅「Ｗ」及び厚さ「ｔ」の伝導ストリップ並びにより幅広い接地面からなる。マイクロストリップは、特にマイクロ波集積回路及びＭＭＩＣのために断然普及しているマイクロ波伝送線路である。ストリップ線路に勝るマイクロストリップの大きな利点は、全ての能動部品が基板の上に搭載されることができるということである。不利点は、フィルタ又はスイッチにおいてなど、高分離が必要とされるときに、何らかの外部遮蔽を考えなければならない場合があるということである。機会があれば、マイクロストリップ回路が放射して、意図されていない回路応答をもたらし得る。マイクロストリップに関する小さな問題点は、それが分散的であるということであり、異なる周波数の信号が僅かに異なる速度で進行することを意味する。マイクロストリップは、その充填率のため、ＴＥＭモードを支持しない。結合線路の場合、偶及び奇モードは同じ位相速度を有しないことになる。この性質は、例えば、マイクロストリップ帯域通過フィルタの非対称周波数をもたらすものである。
【００１６】
マイクロストリップ。図１Ａ及び１Ｂは、埋込マイクロストリップ及び被覆マイクロストリップを含む２つの異形のマイクロストリップを図示し、その両方ともマイクロストリップ導体の上方に何らかの誘電体が付加される。
【００１７】
実効誘電率。マイクロストリップ導体からの磁界の一部が空気中に存在するので、実効誘電率「Ｋｅｆｆ」は基板の誘電率（比誘電率としても知られている）より幾分小さい。マイクロストリップの実効誘電率εｅｆｆは以下によって計算される：
【００１８】
【数１】
2021509767.tif 000003
【００１９】
実効誘電率は、基板材料の誘電率と同様に、基板の高さに対するマイクロストリップ線路の幅の比率（Ｗ／Ｈ）の関数であると見られる。
【００２０】
特性インピーダンス。マイクロストリップの特性インピーダンスＺ０も伝送線路の高さと幅の比率Ｗ／Ｈ（及び幅と高さの比率Ｈ／Ｗ）の関数であり、同じくＷ／Ｈの値に応じて別々の解を有する。マイクロストリップの特性インピーダンスＺ０は以下によって計算される：
【００２１】
【数２】
2021509767.tif 000004
【００２２】
インピーダンス整合ＲＦ回路には以下を最適化することを必要とする：
ａ．マイクロストリップ線路の下方の基板の厚さＨ；
ｂ．マイクロストリップ線路の下方の基板の誘電率；及び
ｃ．マイクロストリップ線路の幅。
【００２３】
本発明は、光画定可能なガラスセラミック基板にＲＦインピーダンス整合デバイス構造ＲＦデバイスを伴う基板を製作する方法を含む。一般に、インピーダンス整合デバイスは、光画定可能なガラスセラミックを通して三角形のバイアをエッチングし、次いで光画定可能なガラスセラミック基板と異なる、異なる誘電率を持つ非伝導媒体で充填することによって形成される。ＲＦデバイスを接続する金属線路は、充填された三角形状の領域の長さを狭い端から広い端へ横切る。
【００２４】
これらの必要性に対処するために、本発明者らは、半導体、ＲＦエレクトロニクス、マイクロ波エレクトロニクス及び光学イメージングのための新規なパッケージング及び基板材料としてガラスセラミック（APEX（登録商標）ガラスセラミック）を開発した。APEX（登録商標）ガラスセラミックは単純な３ステッププロセスで第一世代半導体機器を使用して加工され、そして最終材料は、ガラスかセラミックに仕上げられる又はガラスとセラミックの両方の領域を含むことができる。フォトエッチング可能なガラスは、多種多様なマイクロシステム部品の製作に対する幾つかの利点を有する。
【００２５】
これらのガラスにより、従来の半導体処理機器を使用して微細構造が比較的安価に生産されてきた。一般に、ガラスは、高温度安定性、良好な機械的及び電気的性質を有し、且つプラスチック及び多くの金属より良好な耐薬品性を有する。フォトエッチング可能なガラスが、微量の銀イオンを含有するリチウム−アルミニウム−シリケートガラスから構成される。酸化セリウムの吸収帯内のＵＶ光に露光されると、酸化セリウムは増感剤として作用して、光子を吸収し且つ電子を失って、例えば、隣接する酸化銀を還元して銀原子を形成させる。例えば、
Ｃｅ３＋＋Ａｇ＋＝Ｃｅ４＋＋Ａｇ０
【００２６】
銀原子は、焼成プロセス中に銀ナノクラスタに凝集して、周囲のガラスの結晶化のための核形成部位を誘発する。マスクを通してＵＶ光に露光された場合、ガラスの露光領域だけが続く熱処理中に結晶化することになる。
【００２７】
この熱処理は、ガラス転移温度に近い温度（例えば空気中で４６５°Ｃより高い）で実施されなければならない。結晶相は、未露光のガラス質の非晶領域より、フッ化水素酸（ＨＦ，hydrofluoric acid）などのエッチング液に溶解する。結晶領域は、１０％ＨＦ中で非晶領域より２０倍を超えて速くエッチングして、露光領域が除去されるときに約２０：１の壁傾斜比の微細構造を可能にした。関連部分が参照により本明細書に組み込まれる、T.R. Dietrich, et al., "Fabrication Technologies for Microsystems utilizing Photoetchable Glass", Microelectronic Engineering 30,497 (1996)を参照されたい。
【００２８】
一般に、フォトエッチング可能なガラスは、７５〜８５重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、７〜１１重量％の酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、３〜６重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、１〜２重量％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、０．２〜０．５重量％の三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）又は酸化ヒ素（Ａｓ２Ｏ３）、０．０５〜０．１５重量％の酸化銀（Ａｇ２Ｏ）及び０．０１〜０．０４重量％の酸化セリウム（ＣｅＯ２）から構成される。本明細書で使用する場合、用語「APEX（登録商標）ガラスセラミック」、「APEXガラス」又は単に「APEX」は、本発明のガラスセラミック組成物の一実施形態を表すために使用される。
【００２９】
APEX組成物は、その拡張性能として３つの主要なメカニズムを提供する：（１）より多量の銀が、粒界でより速くエッチングされる、より小さなセラミック結晶の形成に至る、（２）シリカ含有量（ＨＦ酸によってエッチングされる主体）の減少が未露光材料の不所望のエッチングを減少させる、並びに（３）アルカリ金属及び酸化ホウ素のより高い総重量パーセントが製造時に一層均質なガラスを生産する。
【００３０】
本発明は、電磁伝送及びフィルタ用途に使用される傾斜構造、ミラー及びガラスセラミック材料を形成する際に使用するためのAPEXガラス構造に低損失ＲＦインピーダンス整合構造を製作するための方法を含む。本発明は、ガラスセラミック基板の複数平面に作成される傾斜構造を含んでおり、そのようなプロセスは、（ａ）基板の向きかエネルギー源の向きかを変えることによって露光が様々な角度で発生するような励起エネルギーへの露光、（ｂ）焼成ステップ及び（ｃ）エッチングステップを利用する。角度の大きさは鋭角でも鈍角でもあることができる。湾曲デジタル構造は、大抵のガラス、セラミック又はシリコン基板に作成するのが、実行不可能でなくとも、困難である。本発明は、ガラスセラミック基板に対して垂直面にも水平面にもそのような構造を作成する能力を創出した。
【００３１】
ガラスのセラミック化は、APEXガラス基板の領域を３１０ｎｍ光のおおよそ２０Ｊ／ｃｍ２に露光することによって達成される。一実施形態において、本発明は、異径を持つ各種の同心円を含む石英／クロムマスクを提供する。
【００３２】
本発明は、感光性ガラスに製作される又は取り付けられる異なる電子デバイスを接続するために使用されるＲＦインピーダンス整合マイクロストリップ線路を製作するための方法を含む。ＲＦインピーダンス整合マイクロストリップ線路は、フィルタ、インダクタ、コンデンサ、抵抗器、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びダイプレクサ、バラン、電力合成器／分割器並びに電力増幅器を含むがこれに限定されないデバイスを接続することができる。感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏで、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２を含むがこれに限定されない多数の組成変動を有することができる。この及び他の種々の組成物は一般にAPEXガラスと称される。
【００３３】
露光部分は、ガラス基板をガラス転移温度に近い温度に加熱することによって結晶材料に変換されてもよい。フッ化水素（ＨＦ）酸などのエッチング液中でガラス基板をエッチングするとき、ガラスが広域スペクトル中間紫外線（約３０８〜３１２ｎｍ）投光ランプに露光されて、少なくとも３０：１のアスペクト比を有する成形ガラス構造を提供する、及びレンズ形状のガラス構造を提供すると、露光部分と未露光部分の異方性エッチング比は少なくとも３０：１である。露光のためのマスクは、露光に連続グレースケールを提供してマイクロレンズ用の湾曲構造を形成するハーフトーンマスクであることができる。フラッド露光と使用されるデジタルマスクは、回折光学素子又はフレネルレンズを生産するために使用されることができる。露光されたガラスは次いで、典型的には２ステッププロセス、すなわち銀イオンの銀ナノ粒子への凝集のため、１０分〜２時間の間にわたって４２０°Ｃ〜５２０°Ｃ間に加熱される温度範囲、及び銀ナノ粒子の周辺に酸化リチウムが形成することを許容する、１０分と２時間との間にわたって５２０°Ｃ〜６２０°Ｃ間に加熱される温度範囲で焼成される。ガラス板は次いでエッチングされる。ガラス基板は、典型的には５容量％〜１０容量％の、ＨＦ液の、エッチング液中でエッチングされており、未露光部分に対する露光部分のエッチング比は少なくとも３０：１である。インピーダンス整合ストリップ線路構造を作成することは、この一般の処理手法を必要とする。
【００３４】
図２Ａは、ラップ及びポリッシュ加工された光画定可能なガラス基板１０、例えば３００μｍ厚のラップ及びポリッシュ加工された光画定可能なガラスが使用される、本方法の最初の側面図を示す。
【００３５】
図２Ｂは、光画定可能なガラス基板１０の裏に厚さ２００Åと１０，０００Åとの間のチタンの均一被覆１２をＤＣスパッタする側面図を示す。
【００３６】
図２Ｃは、基板の裏に銅接地面を電気メッキする側面図を示す。銅接地面１４は、光画定可能なガラス基板１０の裏に厚さ０．５μｍと１０μｍとの間であるべきである。
【００３７】
図２Ｄは、光画定可能なガラス基板１０を露光する三角形又は台形の透明領域を伴うクロムマスク１６を使用して形成されるデバイスの上面図を示す。基板は直径が６”である。露光は３１０ｎｍ光のおおよそ２０Ｊ／ｃｍ２による。長さＬが１００μｍ〜２００μｍであり、幅Ｗ２が１０μｍであり、幅Ｗ１が５０μｍである。次に、露光された光画定可能なガラスを６０分間４５０°Ｃに加熱する。
【００３８】
図２Ｅ−１は、露光された光画定可能なガラス基板１０を１０％ＨＦ溶液で銅／金属接地面１８までエッチングする上面図を示し、図２Ｅ−２は、図２Ｅ−１に図示される同じデバイスの側面図を示す。
【００３９】
図２Ｇ−１は、エッチングされた領域を、APEXガラスとは異なる誘電率である低損失正接材料で充填する上面図を示し、図２Ｇ−２は、図２Ｇ−１に図示される同じデバイスの側面図を示す。低誘電率要件のため、パターン化された構造は、Allied Signal社製のスピンオンガラス（メチルシロキサンスピンオンガラス）で充填されることができる。高誘電体要件のため、パターン化された構造は、例えば、Advance Materials社製のＢａＴｉＯ３ペーストで充填されることができる。次に、フィーチャは、光画定可能なガラス基板１０上で１時間の間６００°Ｃに熱処理される。
【００４０】
図２Ｈは、フォトレジスト２０を塗布し、パターン現像を露光し、露光されたパターンを除去してマイクロ波ストリップ線路を得た後のデバイスの上面図を示す。
【００４１】
図２Ｉは、基板／フォトレジスト１０の表に厚さ２００Åと１０，０００Åとの間のチタンの被覆２２をＤＣスパッタした後の上面図を示す。
【００４２】
図２Ｊは、溶剤を使用してフォトレジストを除去して光画定可能なガラス基板にチタンパターン２４を露出させた後の上面図である。
【００４３】
図２Ｋは、パターン化されたチタンに銅を電気メッキした後の上面図である。銅は、基板の裏に厚さ０．５μｍと１０μｍとの間であるべきである。用途によりエアギャップを必要とする場合、ウエハは０．５％ＨＦエッチングに暴露されて、スピンオンガラスを除去する。
【００４４】
図２Ｌは、インピーダンス整合マイクロストリップ線路がここでデバイス１及びデバイス２として描かれる各種のデバイスをコンタクト２６で接続するために使用された後の上面図である。
【００４５】
図３Ａ上は、接地３０、導体３２、光画定可能なガラス基板３４及び接地３６を含む本発明の伝送線路の横断面図を示す。図３Ｂ（下）は、エアギャップを含む本発明の伝送線路の別の例を図示し、図は、接地３０、導体３２、光画定可能なガラス基板３４、接地３６及びエアギャップ（誘電体）３８を図示する。
【００４６】
図３Ｂは、標準ガラスと比較したときの、本発明の低損失マイクロ伝送線路の損失の比較を図示するグラフである。
【００４７】
したがって、本発明は、誘電材料として空気を使用してマイクロストリップ線路を構築及びシミュレートしたが、誘電体台形の幅Ｗ１は１００ｕｍであり、Ｗ２に至るまで５０ｕｍに減少される。再度、APEXガラスに対する損失正接は、６０ＧＨｚで．０２であると定められる。全ての金属は５００ÅのＴｉ接着層を伴う１０μｍ厚のＣｕであるが、しかしながら、当業者は、デバイスの要件（全電力、電流、抵抗等）が、上記明細書及び式に鑑みて当業者に知られることになるように、デバイスの具体的な要件に対応する、使用される材料、デバイスの厚さ及び長さ、並びに信号対雑音比の許容差等を指示することになることを認識するであろう。この例で使用される光画定可能なガラス基板は６”の直径及び３００μｍの厚さを有するが、しかしながら、当業者に知られることになるように、それらは両方とも容易に変更され得る。この１ｃｍ長の線路に対する挿入損失は６０ＧＨｚで０．４９５ｄＢである。このレベルの挿入損失は、特にＰＣＢベースのＲＦ製品と比較してＲＦデバイスにおいて前例がない。
【００４８】
本発明者らは、半導体、ＲＦエレクトロニクス、マイクロ波エレクトロニクス、電子部品及び／又は光学素子のための新規な基板材料として、光画定可能なガラスセラミック（APEX（登録商標））ガラスセラミック又は他の光画定可能なガラスを使用した。一般に、光画定可能なガラスは単純な３ステッププロセスで第一世代半導体機器を使用して加工され、そして最終材料は、ガラスかセラミックに仕上げられる又はガラスとセラミックの両方の領域を含むことができる。低損失マイクロ伝送伝送線路が、例えば、ＭＨｚ〜ＴＨｚデバイスの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びダイプレクサ、バラン、電力合成器／分割器並びに電力増幅器を可能にするベースライン構造であり、それによって効率及び性能を劇的に改善する。低損失マイクロ伝送伝送線路は、例えば、ＭＨｚ〜ＴＨｚデバイスの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びダイプレクサ、バラン、電力合成器／分割器並びに電力増幅器を可能にするベースライン構造である一方で、サイズを減少させる。代替的に、低損失マイクロ伝送伝送線路は、ＭＨｚ〜ＴＨｚデバイスの周波数で、それによって効率及び性能を劇的に改善し且つサイズを減少させることができる。
【００４９】
本明細書で説明するいかなる実施形態も本発明のいかなる方法、キット、試薬又は組成物に関しても実装されることができ、逆も同じであることが企図される。さらには、本発明の組成物は、本発明の方法を達成するために使用されることができる。
【００５０】
本明細書に記載する特定の実施形態が本発明の限定としてではなく例示として示されることが理解されるであろう。本発明の主要な特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく様々な実施形態に利用されることができる。当業者は、ルーチン的な実験さえ使用すれば、本明細書に記載する具体的な手順の多くの等価物を認識する又は確認することができるであろう。そのような等価物は本発明の範囲内であると考えられ且つ請求項によって包含される。
【００５１】
本明細書に挙げた全ての刊行物及び特許出願は、本発明が関連する当業者の技術水準を示すものである。全ての刊行物及び特許出願は、各３０個別の刊行物又は特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれると示される場合と同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【００５２】
単語「ａ」又は「ａｎ」の使用は、請求項及び／又は本明細書において用語「〜を備える（comprising）」と併用されると、「１つ」を意味し得るが、それは「１又は２以上（one or more）」、「少なくとも１つ（at least one）」及び「１又は２以上（one or more than one）」の意味とも一貫している。請求項における用語「又は（or）」の使用は、代替だけを指すと明示されない限り又は代替が相互排除でない限り、「及び／又は（and/or）」を意味するために使用されるが、本開示は、代替だけ及び「及び／又は」を指す定義を支持する。本出願を通して、用語「約」は、値がデバイスに対する誤差の固有の変動を含むことを示すために使用され、本方法は、値又は研究主題の中に存在する変動を測定するために利用されている。
【００５３】
本明細書及び請求項で使用する場合、単語「〜を備える（comprising）」（並びに「comprise」及び「comprises」など、「comprising」の任意の形態）、「〜を有する（having）」（並びに「have」及び「has」など、「having」の任意の形態）、「〜を含む（including）」（並びに「includes」及び「include」など、「including」の任意の形態）又は「〜を含む（containing）」（並びに「contains」及び「contain」など、「containing」の任意の形態）は包括的又はオープンエンドであり、追加の、列記されていない要素又は方法ステップを除外しない。本明細書で提供される組成物及び方法のいずれかの実施形態において、「〜を備える（comprising）」は「〜から基本的になる（consisting essentially of）」又は「〜からなる（consisting of）」と置き換えられてもよい。本明細書で使用する場合、句「〜から基本的になる（consisting essentially of）」は、指定の完全体又はステップの他に特許請求された発明の性状又は機能に著しく影響を及ぼさないものを必要とする。本明細書で使用する場合、用語「なる（consisting）」は、列記した完全体（例えば、特徴、要素、特性、性質、方法／プロセスステップ又は限定）又は完全体の群（例えば、特徴、要素、特性、性質、方法／プロセスステップ又は限定）だけの存在を示すために使用される。
【００５４】
用語「又はその組合せ」は、本明細書で使用する場合、同用語に先行する列記された項目の全ての順列及び組合せを指す。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ又はその組合せ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ又はＡＢＣの、及び特定の局面において順序が重要であれば、さらにＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢ、ＢＡＣ又はＣＡＢの少なくとも１つを含むと意図される。この例を続けると、明らかに含まれるのは、ＢＢ、ＡＡＡ、ＡＢ、ＢＢＣ、ＡＡＡＢＣＣＣＣ、ＣＢＢＡＡＡ、ＣＡＢＡＢＢ等といった、１又は２以上の項目又は用語の繰返しを含む組合せである。当業者は、特に状況から明白でない限り、いかなる組合せでも項目又は用語の数に制限はないことを理解するであろう。
【００５５】
本明細書で使用する場合、限定することなく、「約」、「相当な」又は「実質的に」などの近似の語は、それで修飾されると、必ずしも絶対又は完全であるわけでないと理解されるが、状態が存在すると指摘することを保証するのに、当業者にとって十分に近いと考えられ得る状態を指す。記載が変動し得る範囲は、変化がどれくらい大きく引き起こされ得るか、且つ修飾されていない特徴の必要とされる特性及び能力を修飾された特徴がまだ有していると当業者に認識させるかに依存することになる。一般には、上記の説明を前提として、「約」などの近似の語によって修正される本明細書における数値は、言及した値から少なくとも±１、２、３、４、５、６、７、１０、１２又は１５％変動し得る。
【００５６】
本明細書に開示及び特許請求される組成物及び／又は方法の全てが、本開示に鑑みて不当な実験なしで作製及び実行されることができる。本発明の組成物及び方法を好適な実施形態に関して記載したが、本発明の概念、趣旨及び範囲から逸脱することなく、組成物及び／又は方法に並びに本明細書に記載される方法のステップに又は一連のステップに変形が適用されてもよいことが当業者にとって明らかであろう。当業者にとって明らかな全てのそのような類似の代替及び変更は、添付の請求項によって定められる本発明の趣旨、範囲及び概念内であるとみなされる。
【００５７】
特許局、及び本出願で発行される任意の特許の任意の読者が本明細書に添付される請求項を解釈するのを援助するため、出願人らは、米国特許法第１１２条第６段落、米国特許法第１１２条（ｆ）又は等価物が本明細書の出願日に存在する以上、単語「〜ための手段（means for）」又は「〜ためのステップ（step for）」が特定の請求項に明示的に使用されない限り、添付の請求項のいずれもそれを行使するとは意図しないことを注記することを望む。
【００５８】
請求項の各々に関して、各従属請求項は、先行請求項が請求項用語又は要素に適当な先行詞を提供する限り独立請求項からも、各請求項に対する先行従属請求項の各々からも従属することができる。
【図１Ａ】
2021509767.tif 000005
【図１Ｂ】
2021509767.tif 000006
【図２Ａ】
2021509767.tif 000007
【図２Ｂ】
2021509767.tif 000008
【図２Ｃ】
2021509767.tif 000009
【図２Ｄ】
2021509767.tif 000010
【図２Ｅ−１】
2021509767.tif 000011
【図２Ｅ−２】
2021509767.tif 000012
【図２Ｆ−１】
2021509767.tif 000013
【図２Ｆ−２】
2021509767.tif 000014
【図２Ｇ】
2021509767.tif 000015
【図２Ｈ】
2021509767.tif 000016
【図２Ｉ】
2021509767.tif 000017
【図２Ｊ】
2021509767.tif 000018
【図２Ｋ】
2021509767.tif 000019
【図３Ａ】
2021509767.tif 000020
【図３Ｂ】
2021509767.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月7日(2020.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦインピーダンス整合デバイスを作製する方法であって、
感光性ガラス基板上に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、
前記感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、
前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分間加熱するステップと、
前記感光性ガラス基板を冷却して、前記露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、
前記ガラス結晶基板をエッチング溶液でエッチングして前記デバイスの前記傾斜電気伝導チャネルを形成するステップと、
前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、
電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップと
を含み、
前記金属が回路網に接続される、前記方法。
【請求項２】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記機械的支持体の高さが１０μｍより大きく、ＲＦ損失を低減させる、又は前記ＲＦインピーダンス整合デバイスと前記基板との間の横方向距離が１０μｍより大きく、前記ＲＦ損失を低減させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチングするステップが、前記基板と前記ＲＦインピーダンス整合デバイスとの間にエアギャップを形成し、かつ前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが他のＲＦ電子素子に接続される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
トレンチに隣接した前記ガラス結晶基板がセラミック相に変換される、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの接地面以外の伝導構造が、マイクロストリップ、ストリップ線路、コプレーナ導波路、接地コプレーナ導波路又は同軸導波管の少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記１又は２以上の金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記金属が、表面、埋込コンタクト、ブラインドバイア、ガラスバイア、直線コンタクト、矩形コンタクト、多角形コンタクト又は円形コンタクトを通して前記回路網に接続される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；少なくとも３重量％のＫ２Ｏであって、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの組合せが６重量％〜１６重量％である；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３で、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組合せが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；並びに０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成；又は３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、０．７５〜１３重量％のＢ２Ｏ３、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を備えるガラス基板である；又は光画定可能なガラス基板が少なくとも０．３重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む；光画定可能なガラス基板が０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む；光画定可能なガラス基板が、１〜１８重量％の、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を含む；並びに任意で露光部分と未露光部分の異方性エッチング比が１０〜２０：１；２１〜２９：１；３０〜４５：１；２０〜４０：１；４１〜４５：１；及び３０〜５０：１の少なくとも１つである；又は前記感光性ガラス基板が、少なくともシリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム及び酸化セリウムを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、信号入力対信号出力の５０、４０、３０、２５、２０、１５又は１０％未満の損失を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記ＲＦインピーダンス整合デバイスを、ＭＨｚ〜ＴＨｚの周波数で、時間遅延ネットワーク、方向性結合器、バイアスティー、固定結合器、位相アレイアンテナ、フィルタ及びデュプレクサ、バラン、電力合成器／分割器又は電力増幅器のうち少なくとも１つの特徴に形成するステップをさらに含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ＲＦインピーダンス整合デバイスのための伝導構造を作製するために使用される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法であって、
前記感光性ガラス基板上に１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成する１又は２以上の伝導構造を備える設計レイアウトをマスキングするステップと、
前記感光性ガラス基板の少なくとも１つの部分を活性化エネルギー源に露光するステップと、
前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超えて少なくとも１０分の加熱相に処理するステップと、
前記感光性ガラス基板を冷却して、前記露光されたガラスの少なくとも一部を結晶材料に変換してガラス結晶基板を形成するステップと、
前記ガラス結晶基板をエッチング溶液でエッチングして前記デバイスに前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを形成するステップであって、トレンチに隣接した前記ガラス結晶基板がセラミック相に変換されてもよく、かつ前記ＲＦインピーダンス整合デバイスが、前記感光性ガラス基板によって前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満の機械的支持体を有するステップと、
前記１又は２以上の傾斜電気伝導チャネルを１又は２以上の金属で被覆するステップと、
電気分離構造の全部又は一部を金属媒体で被覆するステップであり、前記金属が表面又は埋込コンタクトを通して回路網に接続されるステップと
を含む、前記方法。
【請求項１３】
ＲＦインピーダンス整合デバイスであって、光画定可能なガラス基板上に形成される前記ＲＦインピーダンス整合デバイスの長さ又は幅の５０％未満で機械的に支持される、前記ＲＦインピーダンス整合デバイス。
【国際調査報告】
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