共平面波导装置.pdf

本发明提供一种共平面波导装置。此共平面波导装置包含一条或多条邻近于一条或多条信号线的地线，上述信号线与上述地线彼此约互相平行且大致上为沿一第一方向延伸；一周期结构，包含在上述至少一信号线中含有多个交替区段，其中上述至少一交替区段以第二方向延伸，且该第二方向横断第一方向。本发明可用于许多产品，像是集成电路、单晶微波集成电路、射频传播器及接收器、射频通信设备、天线、电路板、放大器、调频器及解调器的物品。在此揭示的装置及结构可使某些物品能够被做的更小、更轻、更有效率、更强大、更灵敏、更少的噪声、更有选择性、更快或更便宜。

1.  一种共平面波导装置，包含：
一条或多条地线邻近于一条或多条信号线，上述信号线及上述地线大致互相平行且实质上沿一第一方向延伸；以及
一周期结构，包含上述至少一信号线中含有多个交替区段；其中至少一上述交替区段延伸以一第二方向延伸，且该第二方向横断第一方向。

2.  如权利要求1所述的共平面波导装置，其中至少一条上述地线包含一含交替区段的周期结构，其中至少一上述交替区段以一第二方向延伸，且该第二方向横断该第一方向。

3.  如权利要求1所述的共平面波导装置，其中该交替区段包含一第一区段及一第二区段作周期性地交替，该第二区段较该第一区段宽。

4.  如权利要求3所述的共平面波导装置，其中该第二区段包含一含矩形、圆形、三角形或其他合适形状的延伸。

5.  如权利要求1所述的共平面波导装置，其中上述延伸为向外延伸或向内。

6.  如权利要求1所述的共平面波导装置，其中至少一条上述信号线中的一横向剖面区段包含一周期性结构，其依该共平面波导装置的纵长作周期性变化。

7.  如权利要求1所述的共平面波导装置，还包含一个或多个岛状区邻近于一条或多条信号线及一条或多条地线。

8.  如权利要求1所述的共平面波导装置，还包含位于上述信号线及上述地线上方和/或下方延伸的浮动条。

9.  如权利要求1所述的共平面波导装置，其中上述浮动条为横断于上述信号线及上述地线。

10.  如权利要求1所述的共平面波导装置，还包含一个或多个岛状区邻近于一个或多个位于上述信号线及上述地线上方和/或下方延伸的浮动条。

11.  一种装置，包含：
一基材；
一位于该基材上的绝缘体；
一位于该绝缘体上的共平面波导结构，其实质上为沿着一第一方向延伸；以及
一个或多个位于该共平面波导结构上方和/或下方的槽型浮动条，其沿第二方向延伸，第二方向横断第一方向，其中上述槽型浮动条为沿着该第一方向周期性地设置。

12.  如权利要求11所述的装置，其中至少一上述槽型浮动条包含一个或多个延伸。

13.  如权利要求11所述的装置，其中该共平面波导结构包含一条或多条导线，其中至少一条上述导线含一周期结构。

14.  如权利要求11所述的装置，还包含一个或多个接地浮动延伸连接于至少一上述槽型浮动条，该上述接地浮动延伸为沿向该第一方向延伸。

15.  如权利要求11所述的装置，其中上述槽型浮动条为周期性的排列。

共平面波导装置
技术领域
本发明涉及包含共平面波导结构的装置，且特别涉及一种包含耦合共平面波导(coupled coplanar waveguide；coupled CPW)结构的装置。
背景技术
半导体集成电路(IC)工业已经历了快速的成长。IC材料和设计的技术进步使得IC的生产世代不停地推新，每个世代都较前个世代有更小及更复杂的电路。在IC革新的过程中，功能密度(也即每个芯片区域上互连装置的数量)已普遍地增加，然而几何尺寸(也即在工艺中所能创造的最小元件或线)也越来越小。这些尺寸的缩小也凸显出管理IC中射频信号的传输的重要性。通常可利用共平面波导(CPW)结构来做这些传输，然而，当传输频率增高时，传统共平面波导(CPW)结构的效能会衰退。特别地，当电磁波波长增加时，传统共平面波导结构的效能会低于所需。例如，在二氧化硅介电材料中50GHz的电磁波波长为3000μm，其应用于于四分之一波长长传输线的阻抗匹配网络(impedance matching networks)时会造成面积的消耗(area-consuming)。并且，传统CPW结构在信号线与其底下基材之间没有提供保护，且在硅基材上的低损耗CPW结构使用厚介电层来做设计及最佳化，因而与先进的CMOS工艺冲突。因此，业界需要的是一种能解决上述问题的装置。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种共平面波导装置，包含：一条或多条地线邻近于一条或多条信号线，上述信号线及上述地线大致互相平行且实质上沿一第一方向延伸；以及一周期结构，包含上述至少一信号线中含有多个交替区段(alternating segments)；其中上述至少一交替区段延伸以一第二方向延伸，且该第二方向横断第一方向。
本发明也提供一种装置，包含：一基材；一位于该基材上的绝缘体；一位于该绝缘体上的共平面波导结构，其实质上为沿着一第一方向延伸；以及一个或多个位于该共平面波导结构上方和/或下方的槽型(slot-type)浮动条，其沿第二方向延伸，第二方向横断第一方向，其中上述槽型浮动条为沿着该第一方向周期性地设置。
本发明可用于许多产品，包含(但不仅限于)像是集成电路、单晶微波集成电路、射频传播器及接收器、射频通信设备、天线、电路板、放大器、调频器及解调器的物品。在此揭示的装置及结构可使某些物品能够被做的更小、更轻、更有效率、更强大、更灵敏、更少的噪声、更有选择性、更快或更便宜。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1A～图1C各自为共平面波导结构的实施例的立体图、俯瞰图及等效电路。
图2为共平面波导结构的实施例的立体图。
图3A-图3D及图4A-图4C为依照各种实施例所示出的共平面波导的俯瞰图。
图5A-图5D为依照各种实施例所示出的含共平面波导的装置的横向剖面图。
图6A-图6C、图7A-图7D、图8A-图8F、图9A-图9D及图10A-图10F为依照各种实施例所示出的共平面波导结构的立体图。
图11-图24为依照各种实施例所示出的含共平面波导结构的装置的立体图。
上述附图中的附图标记说明如下：
1、10、30、40、50、60、70、80、90、200、300、400、500、600、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1706、1806、1906、2006～共平面波导结构
2、12a、12b、32、42、52、62、72、82、92、202、302、402、502、602、707a、807a、907a、1007a、1107a、1207a、1307a、1407a、1507a、1607a、1707a、1807a、1907a、2007a～信号线
4、4a、4b、14、14a、14b、35、45、55a、55b、65、75、85、95、204、304、404、504、604、707b、807b、907b、1007b、1107b、1207b、1307b、1407b、1507b、1607b、1707b、1807b、1907b、2007b～地线
5、16、33、43、53、63、73、83、93、203a～信号线的第一区段
6、18、34、44、54、64、74、84、94、203b～信号线的第二区段
56、76、86、96～地线的第一部分
57、77、87、97～地线的第二部分
66～地线的区段
100、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000～含共平面波导结构的装置
102、702、802、902、1002、1102、1202、1302、1402、1502、1602、1702、1802、1902、2002～下部基材
104、704、804、904、1004、1104、1204、1304、1404、1504、1604、1704、1804、1904、2004～上部基材
106～低介电常数介电层
108～共平面波导部分
206、406、506、606～岛状区
308、408、608～浮动条
708、808、908、1008、1108、1208、1308、1408、1508、1608、1708、1808、1908、2008～屏障结构
709、809a、809b、909、1009、1209、1309、1409、1509、1609、1709、1809、1909、2009～槽型浮动条
808a、1408a、1708a～屏障结构的第一部分
808b、1408b、1708b～屏障结构的第二部分
1109～槽型浮动屏障
1210、1310、1410、1510、1610、1710～槽型接地条
1512、1612、1712～延伸
1810、1910、2010～槽型接地条延伸
具体实施方式
本发明接下来将会提供许多不同的实施例以实施本发明中不同的特征。各特定实施例中的组成及配置将会在以下作描述以简化本发明。这些为实施例并非用于限定本发明。例如，一第一元件形成于一第二元件“上方”、“之上”、“之下”或“上”可包含实施例中的该第一元件与第二元件直接接触或该第一元件与第二元件之间更有其他额外元件使该第一元件与第二元件无直接接触。此外，在本说明书的各种例子中可能会出现重复的元件符号以便简化描述，但这不代表在各个实施例和/或图示之间有何特定的关连。
图1示出为共平面波导结构1的一实施例的立体图。共平面波导结构1包含一条或多条导线2、4a、4b。在本实施例中，导线2为信号线(signal line)且其位于一条或多条导线4a、4b之间。此一条或多条导线4a、4b为相对的静态线(static lines)(集合起来通称为相对静态线4)。信号线2可连接至波源(wave source)。此波源可为任何合适的频率。例如，此波源可包含射频信号源和/或消耗机(signal source and/or consumer)，例如发射器、接收器或天线。在某些实施例中，信号线2沿着其线长携带射频信号。在某些实施例中，可设计信号线2为在微波和/或毫米的范围下携带射频信号(例如，频率约在300MHz及300GHz之间)。在本实施例中，相对静态线4可电性接地，因此也可将相对静态线4称为地线(ground lines)。在某些实施例中，一条或多条的相对静态线4可连接至AC或DC电压源，包含参考电压源。
信号线2是由任何可传送射频信号的材料组成。地线4是由任何可作屏障的材料组成。例如，信号线2和/或地线4可包含金属，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽(TaC)、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金、其他合适材料或前述的组合。可知的是信号线2可包含使用与地线4相同或不同的材料，及地线4a可包含使用与地线4b相同或不同的材料。在某些实施例中，于信号线2与地线4之间的区域可包含介电质或其他合适材料。
信号线2及地线4彼此为大致平行地沿向一纵向方向排列。信号线2及地线4为纵向地延伸大致相同的长度L，且信号线2/地线4具有大致相同的高度H。在某些实施例中，信号线2/地线4可纵向地延伸不同的距离L，及信号线2/地线4可具有不同的高度H。例如，在某些实施例中，信号线2可延伸第一距离及地线4可延伸第二距离。在某些实施例中，地线4a可延伸第一距离及地线4b可延伸第二距离。前述的例子也可同样应用于信号线2及地线4的高度H。每条地线的宽度为W_g，其可与地线4具有相同或不同的宽度。例如，地线4a、4b可具有相同的宽度(也即地线4a宽度等于地线4b的宽度)。地线4的宽度可大于其自己的高度(也即W_g＞H)，或高度可大于其自己的宽度(也即W_g＜H)，或相等(W_g＝H)或前述的组合。
如图1所示，信号线2的尺寸为沿着纵轴(在本实施例中为z轴)变化。信号线2的尺寸变化形成了在信号线2中的周期性结构。更详细的说，信号线2中包含交替区段，第一区段5及第二区段6，其形成了周期性结构。第一区段5包含宽度W及长度Ds。第二区段6为向外延伸，水平地从信号线2的两侧朝向地线4，使第二区段6较第一区段5宽。向外延伸的第二区段6，可形成矩形、椭圆形、半圆形、三角形、其他合适形状和/或前述的组合。在本实施例中，第二区段6形成长度为D_L及宽度为D_W的矩形。可知的是，第二区段6可具有不同的尺寸。更可知于某些实施例中，第二区段6可延伸向内，从信号线2的两侧朝向信号线2的中心。在某些实施例中，第二区段6可仅从信号线2的一侧延伸。
在信号线2中的周期性结构为由交替的第一区段5及第二区段6以D_S+D_L为单位周期作重复所形成。在其他实施例中，信号线2可具有非周期性结构，或具有更多或更少的区段。可选择共平面波导结构1的尺寸以提供所需的信号特性(signal characteristic)，例如，如以下所讨论的所需的相速(phase velocity)。在某些实施例中，尺寸W、D_S、D_L及D_W皆约为在0.1μm至8μm之间。
接下来将讨论图1中共平面波导结构1的电性及射频特性，并参考图1B及图1C进行说明。依据分布电路理论(distributed circuit theory)，共平面波导结构1可被一系列的等效电路模型化。对于每个不同的单位长度dz，可视为由等效电路构成共平面波导结构1，例如图1C中显示的等效电路。等效电路具有电感单位长度L及电容单位长度C。等效电路中也具有电阻单位长度R及电导单位长度G。因此，共平面波导结构1可使用以电路学概念为基础的线路参数(line parameters)来描述。
L、R、C及G的数值可由共平面波导结构1的物理特性来决定，包含其物理尺寸及材料组成。沿着信号线传播的波的相速V_P可表示为：
VP=cϵrμr=1n/2LC]]>
其中c表示为光速，ε_r为相对介电常数(relative permittivity)，μ_r为相对磁导率(relative permability)。因此，要设计具有所需相速的共平面波导结构，共平面波导需选用适当的材料以提供所需的相对介电常数及磁导率。或者，可调整共平面波导结构的尺寸以提供在此使用的结构所需的电感及电容。
在本实施例中，此周期性结构，包含交替区段5、6，提供各自交替地高及低的阻抗(impedance)区段，如图1C中所显示的等效电路。如果交替地高及低阻抗区段短于波长，且此交替区段彼此串连在一起，电感将由高阻抗区段来控制，且电容是由低阻抗区段控制。例如，如果波长在频率约为50GHz时为近似于3000μm，且此周期性结构包含约数个微米的周期(也即周期相对于波长较短)，在本实施例提供了相对于传统共平面波导结构具有较高的介电常数ε_r及较低的相速V_P。在信号线2中的周期性结构基本上提供具有提高介电常数及调整波长的能力。如此一来，可在不同的共平面波导结构中变换介电常数ε_r，例如在此所表示的各种实施例。这些介电常数较高的共平面波导结构可并入至微波及毫米波集成电路，例如电路阻抗搭配四分之一波长长传输线的电路、GPS卫星系统、大于2GHz的PDA手机及UWB无线通信。
接下来的讨论提供各种提供较高介电常数ε_r及可调整波长的共平面波导结构。图2示出为共平面波导结构10的一实施例的立体图。共平面波导结构10包含一个或多个导线12a、12b、14a、14b。在本实施例中，一条或多条导线12a、12b为信号线(集合起来通称为信号线12)。信号线12位于一条或多条导线14a、14b之间。此一条或多条导线14a、14b为相对静态线(集合起来通称为相对静态线14)。
信号线12可连接至波源。波源可为任何合适的频率。例如，波源可包含射频信号源和/或消耗机(signal source and/or consumer)，例如发射器、接收器或天线。在某些实施例中，信号线12沿着其线长携带射频信号。在某些实施例中，可设计信号线12为在微波和/或毫米的范围下携带射频信号(例如，频率约在300MHz及300GHz之间)。在本实施例中，相对静态线14可电性接地，及因此也可将相对静态线14称为地线(ground lines)。在某些实施例中，一条或多条的相对静态线14可连接至AC或DC电压源，包含参考电压源。
信号线12是由任何可传送射频信号的材料组成。地线14是由任何可作屏障的材料组成。例如，信号线12和/或地线14可包含金属，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽(TaC)、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金、其他合适材料或前述的组合。可知的是信号线12可包含使用与地线14相同或不同的材料，及地线14a可包含使用与地线14b相同或不同的材料。于信号线12与地线14之间的区域可为绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适区域和/或前述的组合。在某些实施例中，信号线12与地线14之间的区域可包含介电质或其他合适材料。在某些实施例中，信号线12与地线14之间的区域可包含不同的材料和/或组成。
信号线12及地线14约为彼此平行地沿向纵向方向。信号线12及地线14为沿着纵向延伸大致相同的长度L，及信号线12/地线14具有大致相同的高度H。在某些实施例中，信号线12/地线14可纵向地延伸不同的距离L，及信号线12/地线14可具有不同的高度H。例如，在某些实施例中，信号线12a可延伸第一距离及信号线12b可延伸第二距离。前述的例子可同样应用于信号线12及地线14的高度H。此外，每条信号线12a、12b与地线14a、14b的距离为S。距离S可为任何适当距离。每条地线的宽度为W_g，其可与地线14具有相同或不同的宽度。例如，地线14a、14b可具有相同的宽度(也即地线14a的宽度W_g＝14b的宽度W_g)。地线的宽度可大于高度(也即W_g＞H)或高度大于宽度(也即W_g＜H)或前述的组合。
信号线12的尺寸为沿着纵轴作变化(在此表示为z轴)。信号线12的尺寸变化形成了在信号线12中的周期性结构。特别的是，信号线12包含交替的区段，第一区段16及第二区段18，其形成了周期性结构。第一区段16包含宽度W及长度D_S，其宽度W可与信号线12相同或不同。例如，信号线12a、12b的第一区段16可具有相同的宽度(也即信号线12a的宽度W＝信号线12b的宽度W)。第二区段18向外延伸，水平地由信号线12的两侧朝向地线14，使第二区段18宽于第一区段16。向外延伸的第二区段18，可形成矩形、椭圆形、半圆形、三角形、其他合适形状和/或前述的组合。在本实施例中，第二区段18形成长度为D_L及宽度为D_W的矩形。可知的是第二区段18可具有不同的尺寸。更可知的是，在某些实施例中，第二区段18可向内延伸，水平地由信号线12的两侧延伸向信号线12的中心。在某些实施例中，第一区段16可较第二区段18宽。
在信号线12中的周期性结构，由第一区段16及第二区段18重复交替的D_S+D_L周期形成。在其他实施例中，信号线12可具有非周期性结构，或其中可具有更多或更少的区段。如上所述，信号线12中的周期性结构提供了较高的介电常数及造成可调整波长的结果。因此，可选择共平面波导结构10的尺寸来提供所需的信号特性，例如，如上所描述的所需的相速。在某些实施例中，尺寸W、D_S、D_L及D_W皆约为在0.1μm至8μm之间。
共平面波导结构10的信号线12及地线14可包含任何合适的组成，其中该组成为提供周期性结构。例如，图3A-图3D及图4A-图4C示出为包含周期性结构的共平面波导结构的各种实施例。例如，图3A示出包含与前述信号线12相类似的信号线32的共平面波导结构30。信号线32包含交替的区段，第一区段33及第二区段34。第二区段34较第一区段33宽且以半圆形向外延伸朝向地线35。如上所述，在信号线中也可由其他形状的第一区段及第二区段形成周期性结构。例如，图3B示出为另一实施例，共平面波导40包含信号线42，其含有第一区段43及第二区段44。第二区段44向外延伸朝向地线45，且其通常为三角形的延伸。
在某些实施例中，地线可包含周期性结构或其他不规则形状的结构。例如，图3C示出为包含与前述信号线12相类似的信号线52的共平面波导结构50。信号线52包含交替性的区段，第一区段53及第二区段54，向外延伸朝向地线55a、55b以形成矩形的延伸。第二区段54宽于第一区段53。地线55a、55b的宽度为大致相同。地线55a、55b包含第一部分56，其在信号线52及地线55a、55b之间的距离相对较小，及包含第二部分，其在信号线52及地线55a、55b之间的距离相对较大。虽然在信号线52与地线55a、55b之间的具有会有所不同，信号线52与地线55a、55b皆为沿向同一方向并大致上呈平行。图3C示出为地线55a、55b的第一部分会在共平面波导结构50的纵长上呈相对一致的位置。地线55a、55b的第二部分显示为具有相对一致的位置。也就是，地线55a约为地线55b对将信号线沿纵向分成两半的平面作反射所得的镜像。然而，在其他实施例中，地线55a的第一部分可与地线55b的第二部分的位置相对一致。也就是，地线55a为地线55b的纵向偏移镜像。在其他实施例中，地线55a的形式可与地线55b的形式无关。此外，虽然图3C所示出的地线55a、55b具有曲线的侧面，地线55a、55b也可为方形、有角的侧面，或其他合适形状或各种形状的组合。
在另一实施例中，图3D示出为包含与前述的信号线12相类似的信号线62的共平面波导结构60。信号线62包含交替地区段，第一区段63及第二区段64，其以半圆形向外延伸朝向地线65。第二区段64较第一区段63宽。地线65包含一个或多个具有大致相似的剖面形状的区段66。在本实施例中，一个或多个区段66为经由在相同或不同层的内连线来连接彼此，其中该内连线可为金属内连线。此一个或多个区段可包含任何合适的材料。例如，在某些实施例中，区段66可包含两种或多种不同的材料，像是一个或多个区段66包含导电材料及一个或多个区段66包含非导电材料。在某些实施例中，此区段可由与信号线62相同的材料组成。
可知的是，在此描述的各种共平面波导结构可结合为单一的共平面波导结构。例如，图4A-图4C显示为包含一条或多条信号线72、82、92及一条或多条具有与前述的信号和地线相类似的周期性结构的地线75、85、95的共平面波导结构70、80、90。参见图4A，信号线72包含交替的区段，第一区段73及第二区段74。第二区段74宽于第一区段73并以半圆形向外延伸朝向地线75。地线75同样也具有交替的区段，第一区段76及第二区段77。第二区段77宽于第一区段76并以半圆形向外延伸。参见图4B，信号线82及地线85包含交替的区段，第一区段83、86及第二区段84、87。第二区段84、87较第一区段83、86宽并以三角形向外延伸。参见图4C，信号线92及地线95包含交替的区段，第一区段93、96及第二区段94、97。第二区段94、97较第一区段93、96宽。信号线92的第二区段94以半圆形向外延伸，及地线95的第二区段97以三角形向外延伸。
参见图5A-图5D，其为依照一实施例示出的含共平面波导的装置100的横向剖面图。装置100包含下部基材102及含有一个或多个低介电常数介电层106及共平面波导部分108的上部基材104。
下部基材102可包含任何合适的材料及可为任何合适的厚度。在本实施例中，下部基材102包含半导体基材，例如硅基材。下部基材102可包含含有结晶、多晶或无结晶相结构的硅或锗的元素半导体、含有碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及锑化铟的化合物半导体、含有SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及GaInAsP的合金半导体、任何其他合适的材料和/或前述的组合。在一实施例中，合金半导体基材可具有梯度组成的锗化硅(SiGe)，在其中硅与锗的成分从某一处的比例至另一处的比例会随之改变。在另一实施例中，合金锗化硅可形成在硅基材上。在另一实施例中，硅化锗基材可作应变(strained)。此外，基材可为绝缘体上覆半导体(SOI)或薄膜晶体管(TFT)。在某些实施例中，半导体基材可包含掺杂外延层或埋入层。在其他实施例中，化合物半导体基材可包含多层结构，或硅基材可包含多层化合物半导体结构。在某些实施例中，下部基材102可包含玻璃。
下部基材102可包含多个含相同或不同的材料的膜层。下部基材102更可包含依公知技术设计需求的各种掺杂结构(也即P型基材区域或N型基材区域)。在某些实施例中，下部基材102可包含掺杂区域。可知的是，下部基材102可包含已制造的完成或部分完成的装置、结构、或元件，包含(但不仅限于)栅极结构、源/漏极区、轻掺杂区域、浅沟槽隔离、晶体管、二极管、通孔、沟槽、接触点/通孔及多层内连线元件(例如金属层及层间介电层)、其他元件和/或前述的组合。
上部基材104可包含任何合适的材料及可为任何合适厚度。上部基材104可包含一个或多个绝缘层。在本实施例中，上部基材104包含介电材料，例如TEOS氧化物、氧化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化铪-铝(HfO₂-Al₂O₃)合金、PSG、BPSG、其他合适材料和/或前述的组合。在某些实施例中，上部基材104可包含高介电常数介电材料，其可包含金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属硅化物、金属氮氧化物、金属铝酸盐(metal aluminates)、锆硅酸盐(zirconium silicate)、锆铝酸盐(zirconium aluminates)、HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTaTiO、HfTiO、HfZrO、HfAlON或其他合适高介电常数材料和/或前述的组合。在某些实施例中，上部基材104可包含低介电常数材料，例如氟掺杂玻璃(FSG)、碳掺杂氧化硅(carbon doped silicon oxide)、Black(Applied Materials of Santa Clara，California)、凝胶(Xerogel)、溶胶(Aerogel)、非结晶氟化碳、聚对二甲苯(Parylene)、双苯环丁烯(bis-benzocyclobutenes；BCB)、SiLK(Dow Chemical，Midland，Michigan)、聚亚酰胺、其他合适的多孔性聚合材料和/或前述的组合。
可知的是，上部基材104可包含多层结构，其中每层包含相同或不同的材料，例如各种介电质及金属材料。更可知的是，可额外形成添加层于上部基材104上和/或于其下。在本实施例中，上部基材104包含一个或多个低介电常数介电层106及共平面波导部分108。此一个或多个低介电常数介电层106可包含任何合适的介电材料，例如上述的材料和/或介电常数约小于3.9的介电材料。此一个或多个低介电常数介电层可为任何合适的厚度。此一个或多个低介电常数介电层106及共平面波导108可被包含于上部基材104中的任何位置。例如，低介电常数介电层106可形成在共平面波导部分108之下，如图5A所示出；低介电常数介电层106也可形成在共平面波导部分108之上，如图5B所示出；一个或多个低介电常数介电层106可形成在共平面波导部分108之上及之下，如图5C所示出；或共平面波导部分108可形成在低介电常数介电层108之中，如图5D所示出。类似地，共平面波导部分108可包含任何其他上述未提及的位置，及那些不限于图5A-图5D中的位置。
共平面波导部分108可集合通称为共平面波导结构。此共平面波导结构可近似于前述的共平面波导结构。例如，共平面波导部分108可包含信号线及地线。在本实施例中，部分的上部基材104位于共平面波导部分108之间，然而，可知的是，在另一实施例中，其他合适的区域也可位于共平面波导部分之间，例如，绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。此共平面波导部分108可包含金属，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。
图6A-图6C示出为共平面波导结构200的各种实施例的立体图，其中共平面波导结构200包含一个或多个岛状区(islands)。导入一个或多个岛状区进入共平面波导结构200中可增加介电常数ε及造成可调整的波长。共平面波导结构200包含一条或多条信号线202、一条或多条地线204及一个或多个岛状区206。信号线202及地线204近似于如前述讨论的信号线及地线。特别地，信号线202包含周期性结构。其包含第一区段203a及第二区段203b，其中第二区段203a可形成矩形的延伸。然而，可知的是，信号线202可包含任何合适的周期性结构、及每条信号线202可包含相同的周期性结构、不同的周期性结构、或非周期性结构。参见图6A，信号线202为配置于地线204之间，及一个或多个岛状区206为配置在每条信号线202及每条地线204之间。此岛状区206大致对应于信号线202中的周期性结构的第二区段203b。也就是，共平面波导结构200中的岛状区206为沿着其纵长具有周期性的间隔，信号线202中的第二区段203b沿着其纵长也具有周期性的间隔(如同前述中更详细的讨论)，及岛状区206与信号线202岛中的周期性结构的第二区段203b具有相同的周期间隔。在某些实施例中，岛状区206与信号线202中的周期性结构中的第一区段203a具有相同的周期间隔。在其他实施例中，岛状区206的间隔可不与信号线202中的周期性结构相对应。图6B近似于图6A，且其额外包含一个或多个岛状区206配置于沿着共平面波导结构200的纵长具有周期间隔的信号线202之间。图6C近似于图6A，且包含一条或多条地线配置于信号线202之间。可知的是，共平面波导结构200不仅限于图6A-图6C，且其可包含任何信号线202、地线204及岛状区206的组合及组态。
此一个或多个岛状区206可彼此电性连接和/或电性隔离、电性连接至一条或多条信号线、一条或多条地线和/或参考电极或信号、完全地电性隔离和/或前述的组合。当一个或多个岛状区206为电性连接时，其为通过内连线或通孔作电性连接。此外，信号线202、地线204及岛状区206彼此之间可为任何合适的距离。例如，岛状区206可较地线204靠近信号线202、较信号线202靠近地线204或与最靠近的信号线202及最靠近的地线204之间有相等的距离。在某些实施例中，某些岛状区206可较其他某些岛状区206靠近信号线202。也就是，在信号线202及岛状区206之间的距离会随共平面波导结构200的纵长变化。
在本实施例中，岛状区206可称为导电柱(conductive pillars)。岛状区206可包含任何合适的形状，例如矩形、圆形、椭圆形、三角形、其他合适形状和/或前述的组合。在某些实施例中，岛状区206包含四边形平截头体(quadrilateral)、矩形角住(rectangular prisms)、椭圆圆柱(elliptic cylinders)、圆柱(circular cylinders)或前述的组合。此外，岛状区206可在形式及尺寸上大致相同或可在形式和/或尺寸上作各种变化。岛状区206可具有相同或不同的成分。岛状区206可包含任何材料，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。在其他实施例中，某些或全部的岛状区206可包含介电材料。可知的是，一个或多个中的每个岛状区206可包含相同或不同的材料。此外，岛状区206可由与信号线202和/或地线204相同或不同的材料组成。在某些实施例中，全部岛状区206皆由与信号线202相同的材料组成。
图7A-图7D示出为共平面波导结构300的各种实施例的立体图，其中共平面波导结构300包含一个或多个浮动条(floating strips)于具有周期性结构的信号线/地线之上和/或之下。结合一条或多条浮动条及一条或多条信号线可增加介电常数ε及造成可调整的波长。共平面波导结构300包含含有一条或多条信号线302及一条或多条地线304的第一层及含有一条或多条浮动条308的第二层。信号线302及地线304与图2所述的信号线12及地线14相类似。特别是一条或多条信号线302中的至少其一包含周期性结构。在某些实施例中，一条或多条地线304中的至少其一包含周期性结构。第一层可与第二层为通过介电层或其他合适材料来分离。此第二层包含一条或多条浮动条，其可位于含有信号线302/地线304的第一层之下，如图7A、图7B所示；或可位于含有信号线302/地线304的第一层之上，如图7C、图7D所示。在某些实施例中，共平面波导结构300可包含两层个含有一条或多条浮动条308的第二层，一层位于第一层之上及另一层位于第一层之下。在某些实施例中，共平面波导结构300可包含一条或多条浮动条308位于第一层之上和/或之下。在共平面波导结构中的各膜层及元件之间的区域可为绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。在某些实施例中，在各膜层与元件之间的区域可包含各种材料和/或组成。
浮动条308可延伸横跨共平面波导结构300的全部或部分的宽度。此外，浮动条308可沿着共平面波导结构300的纵长有周期性的间隔。当在这些周期性的间隔中，浮动条308可以任何合适的周期配置。浮动条308可包含任何合适的材料。在本实施例中，浮动条308包含导电材料，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。在某些实施例中，浮动条308可包含一层或多层。在某些实施例中，浮动条308可近似于Ham et al.于美国专利NO.7,242,272(标题：Methods and Apparatus Based on Coplanar Striplines)和/或Cheung et al.于美国专利NO.6,950,590(标题：Transmission Lines and Components with Wavelength Reduction and Shielding)所描述的导电条带，其在此皆作为参考资料。此外，一条或多条浮动条308可彼此电性连接和/或电性隔离、电性连接至一条或多条信号线302、一条或多条地线304和/或参考电极或信号、完全电性隔离和/或前述的组合。当一条或多条浮动条为电性连接时，其为通过内连线或通孔作电性连接。
图8A-图8F示出为共平面波导结构400的各种实施例的立体图，其中共平面波导结构400包含一条或多条位于含周期性结构及岛状区的信号线/地线之上或之下的浮动条。结合一条或多条浮动条与含周期性结构及岛状区的信号线可增加介电常数及造成可调整的波长。共平面波导结构400包含含一条或多条信号线402、一条或多条地线404、一个或多个岛状区406的第一层及含一条或多条浮动条408的第二层。信号线402、地线404、岛状区406及浮动条408皆与之前于各种实施例描述的信号线、地线、岛状区及浮动条相类似。特别地，一条或多条信号线402中的至少其一包含周期性结构。在某些实施例中，一条或多条地线404中的至少其一包含周期性结构。岛状区406及浮动条408可沿着共平面波导结构的纵长具有周期性的间隔，且浮动条408的间隔周期可与岛状区406具有相同或不同的间隔周期。第一层及第二层之间为通过介电层作隔离。含一条或多条浮动条的第二层可位于含信号线402/地线404/岛状区406的第一层之下(如图8A、图8B、图8C所示)或之上(如图8D、图8E、图8F所示)。在某些实施例中，共平面波导结构400可包含两层含一条或多条含浮动条408的第二层，一层位于第一层之上，另一层位于第一层之下。在某些实施例中，共平面波导结构400可包含多个含一或多条浮动条408的第二层位于第一层之上及之下。在共平面波导结构中的各膜层与元件之间的区域可为绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。在某些实施例中，各膜层与元件之间的区域可包含各种材料和/或组成。
图9A-图9D示出为共平面波导结构500的各种实施例的立体图，其中共平面波导结构500包含一条或多条信号线、一条或多条地线及一个或多个岛状区。共平面波导结构500包含一条或多条信号线502、一条或多条地线504及一个或多个岛状区506。此一条或多条信号线502、一条或多条地线504及一个或多个岛状区506与之前于各种实施例所述的信号线、地线、岛状区及浮动条相类似。在图9A-图9D中，信号线502及地线504不包含周期性结构，仅导入岛状区506至共平面波导结构中以增加介电常数ε及造成可调整的波长。岛状区506可照周期间隔配置。参见图9A，信号线502为配置在地线504之间，及一个或多个岛状区506为配置在每条信号线502与每条地线504之间。图9B与图9A相类似，且其额外包含一个或多个岛状区506配置在信号线502之间。图9C近似于图9A，且其额外包含一条或多条地线506于信号线502之间。图9D与图9A相类似，且其额外包含一个或多个岛状区配置在每条信号线502及每条地线504的两侧。可知的是，共平面波导结构500不仅限于图9A-图9D，且可包含任何信号线502、地线504及岛状区506的任何组合组成。
图10A-图10F示出为共平面波导结构600的各种实施例的立体图，其中共平面波导结构600包含一条或多条信号线、一条或多条地线及一个或多个岛状区。将一条或多条浮动条与一个或多个信号线(甚至在不具有周期性结构的情况下)及岛状区作结合可增加介电常数及造成可调整的波长。共平面波导结构600包含含有一条或多条信号线602、一条或多条地线604及一个或多个岛状区606的第一层及含有一条或多条浮动条608的第二层。信号线602、地线604、岛状区606及浮动条608与于前述各种实施例所述的信号线、地线、岛状区及浮动条相类似。特别地，岛状区606及浮动条608可沿着共平面波导结构600的纵长具有周期性结构，且浮动条606可与岛状区608具有相同或不同的周期。第一层与第二层之间为通过介电层作隔离。含一或多条浮动条608的第二层可位于含信号线602/地线604/岛状区606第一层之下(如图10A、图10B、图10C所示)或之上(如图10E、图10F、图10G所示)。在某些实施例中，共平面波导结构600可包含两层含一条或多条含浮动条608的第二层，一层位于第一层之上，另一层位于第一层之下。在某些实施例中，共平面波导结构600可包含多个含一条或多条浮动条608的第二层位于第一层之上和/或之下。
在某些实施例中，如以下更详尽的讨论，其为通过在共平面波导结构中加入屏障结构(shielding structures)(也即金属条带屏障)以达到了在传输线中减短波长的特性。周期性屏障结构可导致传播速度降低。这些在导引介质(guided medium)中减速的传波速度称为缓波(slow-wave)。也可因此形成增加缓波的特征及减少电场连接至基材的装置。因此，在以下的实施例中，包含结合各种屏障结构的共平面波导结构可通称为缓波共平面波导(CPW)传输线。此缓波共平面波导传输线可增加相对的介电常数及同时减少信号衰减损失(attenuation loss)。
此外，在某些实施例中，地线最终可被浮动屏障结构取代，如以下所讨论，特别是在高频装置中。AC源会造成地电位(ground potential)的极性在于完整的射频周期(RF cycle)中作正负之间转换，导致能量会传至导电的基材。由于在本实施例中的屏障结构可为适当的导体，且也可作隔离，因此在此屏障结构上无净电荷存在。因此，在屏障结构之下没有电磁通量(electromagnetic flux)存在，且屏障结构对正或负电位的波动具抵抗性，其可仅让最小能量能传至基材。
图11为一横向剖面图，其示出包含下部基材702、上部基材704、含一条或多条导线707a、707b的共平面波导结构706及含一条或多条槽型浮动条(slot-type floating strips)709的屏障结构708的装置700。
下部基材702可包含任何合适的材料及可为任何合适厚度。在本实施例中，下部基材702包含半导体基材，例如硅基材。下部基材702可包含含结晶、多晶或无结晶性的硅或锗的元素半导体、含碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及锑化铟的化合物半导体、含有SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及GaInAsP的合金半导体、任何其他合适的材料和/或前述的组合。在一实施例中，合金半导体基材可具有梯度组成的锗化硅(SiGe)，在其中硅与锗的成分从某一处的比例至另一处的比例会随之改变。在另一实施例中，合金锗化硅可形成在硅基材上。在另一实施例中，硅化锗基材可作应变(strained)。此外，基材可为绝缘体上覆半岛体(SOI)或薄膜晶体管(TFT)。在某些实施例中，半导体基材可包含掺杂外延层或埋入层。在其他实施例中，化合物半导体基材可包含多层结构，或硅基材可包含多层化合物半导体结构。在某些实施例中，下部基材702可包含玻璃。
下部基材702可包含多个含相同或不同的材料的膜层。下部基材702更可包含依公知技术设计需求的各种掺杂结构(也即P型基材区域或N型基材区域)。在某些实施例中，下部基材702可包含掺杂区域。可知的是，下部基材702可包含制造的全部完成或部分完成的装置、结构、或元件，包含(但不仅限于)栅极结构、源/漏极区、轻掺杂区域、浅沟槽隔离、晶体管、二极管、通孔、沟槽、接触点/通孔及多层内连线元件(例如金属层及层间介电层)、其他元件和/或前述的组合。
上部基材704为形成在下部基材702上。上部基材704可包含任何合适的材料及可为任何合适厚度。在本实施例中，上部基材704包含介电材料，例如TEOS氧化物、氧化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化铪-铝(HfO₂-Al₂O₃)合金、PSG、BPSG、其他合适材料和/或前述的组合。在某些实施例中，上部基材704可包含高介电常数材料，其可包含金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属硅化物、金属氮氧化物、金属铝酸盐(metal aluminates)、锆硅酸盐(zirconium silicate)、锆铝酸盐(zirconium aluminates)、HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTaTiO、HfTiO、HfZrO、HfAlON或其他合适高介电常数材料和/或前述的组合。在某些实施例中，上部基材704可包含低介电常数材料，例如氟掺杂玻璃(FSG)、碳掺杂氧化硅(carbon doped silicon oxide)、Black(Applied Materials of Santa Clara，California)、凝胶(Xerogel)、溶胶(Aerogel)、非结晶氟化碳、聚对二甲苯(Parylene)、双苯环丁烯(bis-benzocyclobutenes；BCB)、SiLK(Dow Chemical，Midland，Michigan)、聚亚酰胺、其他合适的多孔性聚合材料和/或前述的组合。可知的是，上部基材704可包含多层结构，其中每层皆可包含相同或不同的材料，例如不同的介电质及金属材料。此外，其可额外形成添加层(additional layer)于上部基材704之上和/或之下。
共平面波导结构706及屏障结构708可形成于上部基材704之上、之下和/或于其中。共平面波导结构706包含一条或多条导线707a、707b。此一条或多条导线707a、707b可近似于在此所述的导线、信号线及地线。例如，一条或多条导线707a包含信号线或一条或多条导线707b包含地线。类似于如上描述的信号线/地线，在某些实施例中，一条或多条信号线707a/地线707b中的至少其一可包含周期性结构。并且，信号线707a/地线707b可包含任何合适的材料及可为任何合适的厚度。例如，信号线707a/地线707b可包含金属，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。在某些实施例中，信号线707a/地线707b可包含相同或不同的材料。在一条或多条导线707a、707b之间的区域可为绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。
在本实施例中，屏障结构708包含一条或多条形成于共平面波导结构706之上的槽型浮动条709。在某些实施例中，屏障结构708可包含一条或多条形成于共平面波导结构706之下的槽型浮动条709。槽型浮动条709可横向延伸至共平面波导结构706及更可延伸跨越共平面波导结构706的约全部或部分的宽度。槽型浮动条709近似于前述的浮动条，包含条带长度SL，其可为任何合适的长度。槽型浮动条709彼此之间的间隔可为任何合适的距离SS。在某些实施例中，每条槽型浮动条之间的间隔距离可为相同或是可不同的。槽型浮动条709可沿着共平面波导结构的纵长具有周期间隔。如在周期间隔中时，槽型浮动条709可以任何合适的周期配置。槽型浮动条709包含任何合适的材料。例如，槽型浮动条709包含导电材料，例如铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。在某些实施例中，槽型浮动条709可包含相同或不同的材料。此外，一条或多条槽型浮动条709可彼此电性连接和/或电性隔离、电性连接至一条或多条导线707a、707b和/或参考电压及信号、完全电性隔离和/或前述的组合。当一条或多条槽型浮动条709为电性连接时，其为通过内连线或通孔作电性连接。在槽型浮动条709彼此之间的区域及共平面波导结构706及屏障结构708之间的区域可为上部基材704中的部分区域、绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。
图12为一横向剖面图，其示出为包含下部基材802、上部基材804、含一或多条导线807a、807b的共平面波导结构806及含第一部分808a及第二部分808b(集合通称为屏障结构808)的屏障结构的装置800，其中该第一部分808a及第二部分808b包含一条或多条槽型浮动条809a、809b。下部基材802、上部基材804及含一条或多条导线807a、807b的共平面波导结构806与前述图11中的下部基材、上部基材及含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。然而，在本实施例中，含具有一条或多条槽型浮动条809a的第一部分808a的屏障结构808为形成在共平面波导结构806之上；含具有一条或多条槽型浮动条809b的第二部分808b的屏障结构808为形成在共平面波导结构806之下。槽型浮动条809a、809b近似于图11中的槽型浮动条709。槽型浮动条809可横向延伸至共平面波导结构806及更可延伸跨越共平面波导结构806的约全部或部分的宽度。槽型浮动条809a、809b彼此之间可间隔为任何合适的距离。在某些实施例中，每条槽型浮动条之间的间隔距离可为相同或是不同的。槽型浮动条809a、809b可沿着共平面波导结构806的纵长具有周期间隔。如当有周期间隔时，槽型浮动条709可以任何合适的周期配置。可知的是，含一条或多条槽型浮动条809a的第一部分808a及一条或多条槽型浮动条809b的第二部分808b可为相同或不同的形式、物质和/或尺寸。例如，第一部分808a可包含含第一材料的槽型浮动条809a和/或以第一周期间隔配置；第二部分808b可包含含第二材料的槽型浮动条809b和/或以第二周期间隔配置。
图13及图14示出为含有一条或多条具有延伸的槽型浮动条的屏障结构。装置900包含下部基材902、上部基材904、含一条或多条导线907a、907b的共平面波导结构906及含具有一个或多个延伸的一条或多条槽型浮动条909的屏障结构908。装置1000包含下部基材1002、上部基材1004、含一条或多条导线1007a、1007b的波导共平面结构及含具有一个或多个延伸的一条或多条槽型浮动条1009的屏障结构1008。下部基材902与1002、上部基材904与1004及包含一条或多条导线907a、907b、1007a、1007b的共平面波导结构906、1006与前述的下部基材、上部基材及包含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。
含一条或多条条槽型浮动条909、1009的屏障结构908、1008也近似于前述的屏障结构，除了含一条或多条槽型浮动条909、1009的屏障结构具有延伸。可知的是，此延伸可为槽型浮动条909、1009的整体部分，或在某些实施例中，此延伸可为屏障结构908、1008的分离元件，连接(coupled to and/or connected with)至槽型浮动条909、1009。参见图13，屏障结构908形成于共平面波导结构906之下，且槽型浮动条909也包含一部分的延伸由共平面波导结构906下方延伸至其上方(或同高)(也即由下部基材1002上部基材1004延伸向上)。参见图14，屏障结构1008形成于共平面波导结构1006之上，且槽型浮动条1009包含一部分的延伸由共平面波导结构1006上方延伸至其下方(或同高)(也即朝向下部基材1002上部基材1004延伸向下)。部分的槽型浮动条909、1009可沿着共平面波导结构906、1006的高(height)完全或部分的延伸。在本实施例中，部分的槽型浮动条909、1009可垂直延伸形成矩形的延伸。也可知槽型浮动条909、1009可包含其他形状的延伸，例如圆形、椭圆形、三角形、其他合适形状和/或前述的组合。
图15示出为含下部基材1102、上部基材1104、含一条或多条导线1107a、1107b的共平面波导结构1106及含一个或多个槽型浮动屏障1109的屏障结构1108的装置1100的横向剖面图。下部基材1102、上部基材1104及含一条或多条导线1107a、1107b的共平面波导结构1106与前述的下部基材、上部基材及包含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。在本实施例中，槽型浮动屏障1109为矩形，环绕共平面波导结构1106。可知的是，槽型浮动屏障1109可包含任何合适形状，例如，以圆形的槽型浮动屏障环绕共平面波导。槽型浮动屏障1109可沿着共平面波导结构1106的纵长具有任何合适的周期间隔。并且，槽型浮动屏障1109可近似于如上各种型态的槽型浮动条及含有延伸的槽型浮动条。此外，一个或多个槽型浮动屏障1109可彼此电性连接和/或电性隔离、电性连接至一条或多条导线1107a、1007b和/或参考电极或信号、完全电性隔离和/或前述的组合。当一个或多个槽型浮动屏障1109为电性连接时，其为通过内连线或通孔作电性连接。
图16、图17、图18为依照各种实施例所示出的含槽型浮动屏障的装置1200、1300及1400的横向剖面图。装置1200包含下部基材1202、上部基材1204、含一条或多条导线1207a、1207b的共平面波导结构1206及含一个或多个槽型浮动条1209及一条或多条槽型接地条1210的屏障结构1208。装置1300包含下部基材1302、上部基材1304、含一条或多条导线1307a、1307b的共平面波导结构1306及含一个或多个槽型浮动条1309及一条或多条槽型接地条1310的屏障结构1308。装置1400包含下部基材1402、上部基材1404、含一条或多条导线1407a、1407b的共平面波导结构1406及含第一部分1408a及第二部分1408b的屏障结构(集合通称为屏障结构1408)，其中第一部分1408a及第二部分1408b包含一个或多个槽型浮动条1409及一条或多条槽型接地条1410。下部基材1202、1302、1402、上部基材1204、1304、1404及含一条或多条导线1207a、1207b、1307a、1307b、1407a、1407b的共平面波导结构1206、1306、1406与前述的下部基材、上部基材及包含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。
屏障结构1208、1308、1408近似于前述的屏障结构，特别地，槽型浮动条1209、1309、1409近似于前述的槽型浮动条。然而，在本实施例中，包含一条或多条槽型接地条1210、1310、1410的屏障结构1208、1308、1408连接至(coupled to and/or connected to)槽型浮动条1209、1309、1409。例如，参见图16，屏障结构1209形成于共平面波导结构1206之上，且槽型浮动条1209连接至一条或多条槽型接地条1210。参见图17，屏障结构1308形成于共平面波导结构1306之下，且槽型浮动条1309连接至一条或多条槽型接地条1310。参见图18，屏障结构1408包含形成于共平面波导结构1406之上的第一部分1408a及形成于共平面波导结构1406之下的第二部分1408b，且槽型浮动条1409连接至一条或多条槽型接地条1410。
一条或多条槽型接地条1210、1310、1410可部分或完全的沿着共平面波导结构1206、1306、1406的纵长延伸。槽型接地条1210、1310、1410大致具有相同的长度、高度及宽度，且约为互相平行。可知的是，在另一实施例中，槽型接地条1210、1310、1410可包含不同的长度、高度和/或宽度。在本实施例中，屏障结构包含两条约相同且平行的槽型接地条1210、1310、1410连接至槽型浮动条1209。槽型接地条1210、1310、1410近似于槽型浮动条1209。槽型接地条1210、1310、1410包含任何合适的材料，例如导电材料，像是铝、铜、钨、钛、钽、氮化钛、氮化钽、硅化镍、硅化钴、银、碳化钽、氮硅化钽(TaSiN)、氮碳化钽(TaCN)、铝化钛(TiAl)、氮铝化钛(TiAlN)、金属合金和/或前述的组合。在某些实施例中，一条或多条的槽型接地条每条1210、1310、1410可包含相同或不同的材料。在槽型接地条1210、1310、1410和/或槽型浮动条1208、1308、1408与共平面波导结构1206、1306、1406及屏障结构1208、1308、1408之间的区域可为上部基材1204、1304、1404的部分区域、绝缘区、低介电常数介电区、高介电常数介电区、其他合适的介电区和/或前述的组合。
槽型接地条1210、1310、1410可为于任何合适的位置。调整槽型接地条1210、1310、1410的位置可让装置1200、1300、1400的特性阻抗(characteristic impedance)作变化及调控。高性能需求的地方，像是高品质短电感(stub inductor)、四分之一波长长传输线的阻抗匹配网络(impedance matching networks of quarter-wavelength-long transmission line)、共振器(reasonator)、震荡器(oscillator)、信号分离器(signal splitter)、结合器(combiner)、放大器(amplifier)及过滤器(filter)，极需要此种可调控的特性。在某些实施例中，每条槽型接地条1210、1310、1410可以相等或不同的距离作间隔。在某些实施例中，槽型接地条1210、1310、1410可沿着具有任何合适周期的共平面波导结构1206、1306、1406的横宽具有周期间隔。此外，一条或多条槽型接地条1210、1310、1410彼此可电性连接/或电性隔离、电性连接至一条或多条导线1207a、1207b、1307a、1307b、1407a、1407b和/或参考电极或信号、完全电性隔离和/或前述的组合。当一条或多条槽型接地条1210、1310、1410为电性连接时，其为通过内连线或通孔作电性连接。
图19、图20及图21为依照各种实施例所示出的包含屏障结构的装置1500、1600及1700的横向剖面图。装置1500包含下部基材1502、上部基材1504、含一条或多条导线1507a、1507b的共平面波导结构1506及含一个或多个槽型浮动条1509、一条或多条槽型接地条1510及一个或多个延伸1512的屏障结构1508。装置1600包含下部基材1602、上部基材1604、含一条或多条导线1607a、1607b的共平面波导结构1606及含一个或多个槽型浮动条1609、一条或多条槽型接地条1610及一个或多个延伸1612的屏障结构1608。装置1700包含下部基材1702、上部基材1704、含一条或多条导线1707a、1707b的共平面波导结构1706及含第一部分1708a及第二部分1708b的屏障结构(集合通称为屏障结构1408)，其中第一部分1708a及第二部分1708b包含一个或多个槽型浮动条1709及一条或多条槽型接地条1710及延伸1712。下部基材1502、1602、1702、上部基材1504、1604、1704及含一条或多条导线1507a、1507b、1607a、1607b、1707a、1707b的共平面波导结构1506、1606、1706与前述的下部基材、上部基材及包含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。
包含槽型浮动条1509、1609、1709及槽型接地条1510、1610、1710的屏障结构1508、1608、1708也近似前述的屏障结构，特别地，槽型浮动条1209、1309、1409近似于前述的包含槽型浮动条及槽型接地条的槽型浮动条，除了屏障结构1508、1608、1708包含一个或多个延伸1512、1612、1712。例如，参见图19，屏障结构1508的槽型浮动条1509及槽型接地条1510为形成于共平面波导结构1506之上，且延伸1512由共平面波导结构1506之上延伸至共平面波导结构1506之下(或同高)(也即朝向下部基材1502及上部基材1504向下延伸)。参见图20，屏障结构1608的槽型浮动条1609及槽型接地条1610为形成于共平面波导结构1606之下，且延伸1612系由共平面波导结构1606之下延伸至共平面波导结构1606之上(或同高)(也即远离下部基材1602及上部基材1604向上延伸)。参见图21，屏障结构1708的槽型浮动条1709及槽型接地条1710为形成于共平面波导结构1706之上及之下，且延伸1712自于共平面波导结构1706之上的槽型浮动/接地条1709/1710延伸至于共平面波导结构1706之下的槽型浮动/接地条1709/1710。延伸1512、1612、1712可连接至(coupled to and/or connected with)槽型浮动条1509、1609、1709及槽型接地条1510、1610、1710。延伸1512、1612、1712可沿着共平面波导结构1506、1606、1706的部分或完全的高作延伸和/或部分或完全的在位于共平面波导结构1706之上的槽型浮动/接地条1709/1710与位于共平面波导结构1706之下的槽型浮动/接地条1709/1710之间。在本实施例中，延伸1512、1612、1712可为矩形。也可知延伸1512、1612、1712可包含其他形状的延伸，例如圆形、椭圆形、三角形或其他合适的形状和/或前述的组合。并且，类似于前述的装置，槽型浮动条1509、1609、1709为沿着共平面波导结构1506、1606、1706的横向。可知的是，槽型浮动条1509、1609、1709在其他实施例中也可沿向其他方向。
图22、图23及图24为依照各种实施例所示出的包含屏障结构的装置1800、1900及2000的横向剖面图。装置1800包含下部基材1802、上部基材1804、含一条或多条导线1807a、1807b的共平面波导结构1806及含一个或多个槽型浮动条1809、一条或多条槽型接地条延伸1810的屏障结构1808。装置1906包含下部基材1902、上部基材1904、含一条或多条导线1907a、1907b的共平面波导结构1906及含一个或多个槽型浮动条1909、一条或多条槽型接地条延伸1910的屏障结构1908。装置2000包含下部基材2002、上部基材2004、含一条或多条导线2007a、2007b的共平面波导结构2006及含一个或多个槽型浮动条2009、一条或多条槽型接地条延伸2010的屏障结构1908。下部基材1802、1902、2002、上部基材1804、1904、2004及含一条或多条导线1807a、1807b、1907a、1907b、2007a、2007b的共平面波导结构1806、1906、2006与前述的下部基材、上部基材及包含一条或多条导线的共平面波导结构相类似。
包含槽型浮动条1809、1909、2009的屏障结构1808、1908、2008也近似前述的屏障结构，除了屏障结构1808、1908、2008为连接(coupled to and/or connected to)至槽型接地条延伸1810、1910、2010。例如，参见图22，屏障结构1808的槽型浮动条1809为形成于共平面波导结构1806之上，且槽型接地条延伸1810由共平面波导结构1806之上延伸至共平面波导结构1806之下(或对齐)(也即朝向下部基材1802及上部基材1804向下延伸)。参见图23，屏障结构1908的槽型浮动条1909为形成于共平面波导结构1906之下，且槽型接地条延伸1910由共平面波导结构1906之下延伸至共平面波导结构1906之上(或同高)(也即远离下部基材1902及上部基材1904向上延伸)。参见图24，屏障结构2008的槽型浮动条2009为形成于共平面波导结构2006之上及之下，且槽型接地条延伸2010自于共平面波导结构2006之上的槽型浮动条2009延伸至于共平面波导结构2006之下的槽型浮动条2009。槽型接地条延伸1810、1910、2010可连接至(coupled to and/or connected with)槽型浮动条1809、1909、2009。槽型接地条延伸1812、1912、2012可沿着共平面波导结构1806、1906、2006的部分或完全的高作延伸和/或部分或完全的在位于共平面波导结构2006之上的槽型浮动条2009与位于共平面波导结构2006之下的槽型浮动条2009之间。在本实施例中，槽型接地条延伸可为矩形。也可知槽型接地条1810、1910、2010可包含其他形状的延伸，例如圆形、椭圆形、三角形或其他合适的形状和/或前述的组合。并且，类似于前述的装置，槽型浮动条1809、1909、2009为沿着共平面波导结构1806、1906、2006的横向。可知的是，槽型浮动条1809、1909、2009在其他实施例中也可沿向其他方向。
在此所揭示的装置及结构为使用公知的工艺所形成。此外，在此所揭示的装置及结构可用于许多产品，包含(但不仅限于)像是集成电路、单晶微波集成电路(monolithic microwave integrated circuits)、射频传播器及接收器、射频通信设备、天线、电路板、放大器、调频器及解调器的物品。这些或其他物品可用于在此揭示的一个或多个装置及结构。例如，在此揭示的装置及结构可使某些物品能够被做的更小、更轻、更有效率、更强大、更灵敏、更少的噪声、更有选择性、更快或更便宜。
综上所述，本发明提供了一种沿着单一线路传播射频信号的装置。此装置包含沿着主轴延伸的单一线路。此单一线路的一端为第一介电质，另一端为第二介电质。邻近于此第一介电质为第一地线，邻近于第二介电质为第二地线。此第一地线与第二地线为接近平行为信号线。此装置具有沿着主轴不同的横向剖面。
虽然本发明已以数条较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。