JPH1065402A - Low pass filter adopting microstrip open stub line system and its manufacture - Google Patents
Low pass filter adopting microstrip open stub line system and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通信用送受信シス
テムに用いられる低域通過フィルター（ｌｏｗｐａｓｓ
ｆｉｌｔｅｒ）に関し、特に、遮断周波数（ｃｕｔｏ
ｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）がおよそ３−３３ＧＨｚで
あり、阻止帯域（ｓｔｏｐ ｂａｎｄ）までのスカート
特性と、通過帯域（ｐａｓｓ ｂａｎｄ）での損失特性
とを向上されることができるマイクロストリップオープ
ンスタブ線路方式の低域通過フィルター（Microstrip o
pen-stub line type lowpass filters)およびその製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pass filter (low-pass filter) used for a transmitting / receiving system for communication.
filter), in particular, a cutoff frequency (cuto).
ff frequency is about 3-33 GHz, and a low band of a microstrip open stub line system capable of improving a skirt characteristic up to a stop band and a loss characteristic in a pass band. Pass filter (Microstrip o
pen-stub line type lowpass filters) and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動通信、衛星通信（衛星放送）等、電
波資源を利用する分野からも良質の電波サービスの要求
が爆発的に増大し、大容量の高品位情報に対する欲求が
多様化、高度化、個人化の趨勢にある。2. Description of the Related Art The demand for high-quality radio services has exploded from fields that use radio resources, such as mobile communications and satellite communications (satellite broadcasting), and the desire for large-capacity, high-quality information has diversified. And personalization.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】これに対応するための
先決課題は、例えば、マイクロ波(高周波)の通信システ
ムを構成する各種の核心部品の特性向上、および、大き
さを縮小させること等である。従って、限られた電波資
源を効率的に活用するためには、非常に優れたマイクロ
波特性を発揮する材料（超伝導材料、誘電体材料）の開
発だけでなく、高性能、高信頼度、小型化が可能なマイ
クロ波部品の開発が非常に必要な状況である。Problems to be solved to solve this problem include, for example, improving characteristics and reducing the size of various core components constituting a microwave (high frequency) communication system. is there. Therefore, in order to utilize limited radio wave resources efficiently, it is necessary not only to develop materials (superconducting materials and dielectric materials) that exhibit extremely excellent microwave characteristics, but also to achieve high performance and high reliability. In this situation, it is very necessary to develop microwave components that can be miniaturized.
【０００４】このため、高い良好度（Ｑ−ｆａｃｔｏ
ｒ）を発揮することができ、無損失および無抵抗の特性
を有する高温超伝導体を用いてマイクロ波素子を構成す
ることは、小型化と高性能化とが可能な通信用マイクロ
波部品の実現可能性が高いことと期待されている。例え
ば、マイクロ波の特性に優れたＭｇ、ＬａＡｌＯ3、Ｎ
ｄＧａＯ3等の基板に良質の高温超伝導エピタキシャル
（ｅｐｉｔａｘｉａｌ）薄膜を成長させ、成長された薄
膜を用いて最適に設けられたマイクロ波の素子／回路
（例えば、製作が簡単な高温超伝導ＭＭＩＣを開発する
ためのマイクロストリップ方式のフィルタ類）を具現す
ることが挙げられる。For this reason, a high degree of goodness (Q-factor)
r), and forming a microwave element using a high-temperature superconductor having lossless and no-resistance characteristics is a microwave component for communication that can be reduced in size and improved in performance. It is expected to be highly feasible. For example, Mg, LaAlO 3 , N
A high-quality high-temperature superconducting epitaxy thin film is grown on a substrate such as dGaO 3, and a microwave element / circuit optimally provided by using the grown thin film (for example, a high-temperature superconducting MMIC that is easy to manufacture). And microstrip filters for development).
【０００５】一方、マイクロ波通信システム用核心部品
に用いるための、優秀なマイクロ波の素子／回路を創出
するためには、設計、製造及び評価を通じて製造された
素子が、理論値（設計値）にほぼ一致するマイクロ波損
失特性を発揮するべきである。On the other hand, in order to create an excellent microwave element / circuit for use as a core component for a microwave communication system, an element manufactured through design, manufacture, and evaluation must have a theoretical value (design value). Should exhibit microwave loss characteristics that almost match
【０００６】結局、解決するべき問題点を要約すれば、
第１に、優秀なマイクロ波特性を有する高温超伝導エピ
タキシャル薄膜の成長および薄膜製造用の誘電体単結晶
基板の開発、第２に、回路パターンの鋭利度を高めるリ
ソグラフィ（ｌｉｔｈｏ ｇｒａｐｈｙ）およびエッチ
ング工程、第３に、低温におけるマイクロ波の特性測定
用試験ジグ（ｔｅｓｔ ｊｉｇ）の開発、第４に、超小
型低温冷却装置の開発等を挙げることができる。そし
て、開発した高温超伝導フィルターはマイクロ波帯域の
電波の高度利用技術にも積極に活用されるべきである。[0006] After all, to summarize the problems to be solved,
First, the growth of a high-temperature superconducting epitaxial thin film having excellent microwave characteristics and development of a dielectric single crystal substrate for manufacturing the thin film. Second, lithography and etching for increasing the sharpness of a circuit pattern. The third step is the development of a test jig for measuring the characteristics of microwaves at a low temperature, and the fourth step is the development of a microminiature low-temperature cooling device. The developed high-temperature superconducting filter should be actively used in advanced technology for microwave band radio waves.
【０００７】従って、本発明の目的は、通過帯域におけ
る通過率の凹凸を減少させ、偏平度を向上させることが
できるマイクロストリップオープンスタブ線路方式の低
域通過フィルターおよびその製造方法を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a microstrip open stub line type low-pass filter capable of reducing unevenness of a pass rate in a pass band and improving flatness, and a method of manufacturing the same. is there.
【０００８】本発明の他の目的は、阻止帯域までのスカ
ート特性を向上させることができる、すなわち、阻止帯
域までをより急な傾きにすることができるマイクロスト
リップオープンスタブ線路方式の低域通過フィルターお
よびその製造方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a microstrip open stub line type low-pass filter capable of improving the skirt characteristic up to the stop band, that is, having a steeper slope up to the stop band. And a method for manufacturing the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、本発明によれば、マイクロ波の特性が優れた単結晶
基板と、上記単結晶基板の上部の一側に形成された信号
伝送用入力端と、上記単結晶基板の上部の信号伝送用入
力端が形成された一側の反対側である他側に形成された
信号伝送用の出力端と、上記単結晶基板の上部の上記入
力端および出力端の間に信号の進行方向と垂直に形成さ
れて信号をフィルターリングし、かつ、五つのスタブ導
体および、上記スタブ導体と垂直に成るように形成され
た四つのストリップ導体で構成されたフィルターパター
ンと、上記単結晶基板の下部に形成された接地導体とを
含むマイクロストリップオープンスタブ線路方式の低域
通過フィルターが提供される。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a single crystal substrate having excellent microwave characteristics, and a signal transmission device formed on one side of the upper portion of the single crystal substrate. An input end, an output end for signal transmission formed on the other side opposite to the input end for signal transmission on the upper side of the single crystal substrate, and the input on the upper side of the single crystal substrate. It is composed of five stub conductors and four strip conductors formed so as to be perpendicular to the stub conductor and formed between the end and the output end to be perpendicular to the signal traveling direction and filter the signal. A low-pass filter of a microstrip open stub line type including a filter pattern formed and a ground conductor formed below the single crystal substrate.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の第１の実施の形態について説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A first embodiment of the present invention will be described.
【００１１】図１と、図２とは、それぞれ本発明による
スタブ導体とストリップ導体とを集積させて具現した、
変形された構造の９−極低域通過フィルター（図１：傾
けたストリップ導体構造）を示す平面図と、変形を与え
られない構造の９−極低域通過フィルター（図２：信号
伝送方向に平行のストリップ導体構造）を示す平面図と
である。FIGS. 1 and 2 show a stub conductor and a strip conductor according to the present invention, respectively.
A plan view showing a modified 9-ultra low-pass filter (FIG. 1: tilted strip conductor structure) and a non-deformed 9-ultra low-pass filter (FIG. 2: in the signal transmission direction) (A parallel strip conductor structure).
【００１２】上記マイクロストリップオープンスタブ線
路方式の９−極低域通過フィルターにおいて、ＭｇＯ，
ＬａＡｌＯ3、またはサファイア等のマイクロ波特性が
優れた単結晶基板１０の上部の両側に信号伝送用入力端
１ａおよび出力端１ｂが形成される。In the microstrip open stub line type 9-ultra low-pass filter, MgO,
A signal transmission input terminal 1a and an output terminal 1b are formed on both sides of an upper portion of a single crystal substrate 10 having excellent microwave characteristics, such as LaAlO 3 or sapphire.
【００１３】そして、この信号伝送用の入力端１ａおよ
び出力端１ｂの間に、信号の進行方向と垂直に形成され
て信号を適切にフィルターリングする五つのスタブ導体
３と、このスタブ導体３と垂直になるように形成された
四つのストリップ導体２とでフィルターパターンが形成
され、上記単結晶基板１０の下部に、Ｔｉ／Ａｇ金属薄
膜（２μｍ）で構成される接地導体１４（接地板）が形
成される。上記スタブ導体３およびストリップ導体２
と、単結晶基板１０と、接地導体１４とを含んで、オー
プンスタブを有するマイクロストリップ線路（マイクロ
ストリップオープンスタブ線路）が構成される。[0013] Five stub conductors 3 formed between the signal transmission input terminal 1a and the output terminal 1b to be perpendicular to the signal traveling direction and appropriately filter the signal; A filter pattern is formed by the four strip conductors 2 formed to be vertical, and a ground conductor 14 (ground plate) made of a Ti / Ag metal thin film (2 μm) is formed below the single crystal substrate 10. It is formed. The stub conductor 3 and the strip conductor 2
, A single-crystal substrate 10 and a ground conductor 14, a microstrip line having an open stub (microstrip open stub line) is configured.
【００１４】上記入力端１ａおよび出力端１ｂは、ＹＢ
ａ2Ｃｕ3Ｏ7-d（電子出願における使用可能文字の制約
により、δをdで表す。）（以下、ＹＢＣＯと称する）
のような高温超伝導エピタキシャル薄膜を利用してマイ
クロストリップ線路（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎ
ｅ：５０ｏｈｍ）に形成され、試験ジグ（ｔｅｓｔ−ｊ
ｉｇ）のハウジングに付着されたＫ−型のコネクタ−ピ
ンと接触される。上記単結晶基板１０でＭｇＯが用いら
れる場合、入力端１ａおよび出力端１ｂの線幅は０．４
９ｍｍである。The input terminal 1a and the output terminal 1b are connected to YB
a 2 Cu 3 O 7-d (δ is represented by d due to restrictions on usable characters in an electronic application) (hereinafter referred to as YBCO)
Microstrip line using high temperature superconducting epitaxial thin film such as
e: 50 ohm) and a test jig (test-j)
ig) is contacted with a K-type connector pin attached to the housing. When MgO is used in the single crystal substrate 10, the line width of the input terminal 1a and the output terminal 1b is 0.4
9 mm.
【００１５】フィルターパターンは、ストリップ導体２
およびスタブ導体３を有する方式であるため、ストリッ
プ導体２およびスタブ導体３の個数により極数（ｐｏｌ
ｅｎｕｍｂｅｒ）が決められる。例えば、上記のように
構成されるフィルターパターンの遮断周波数（ｃｕｔｏ
ｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、８ＧＨｚである。そし
て、通過帯域では、ほとんど損失なく通過させ、遮断周
波数以上の阻止帯域では信号の伝送を阻止する。上記通
過帯域において、０．５ｄＢ以内の挿入損失を有し、凹
凸の振幅が０．０２ｄＢ程度で通過帯域の偏平度は非常
に良好であった。The filter pattern is a strip conductor 2
And the stub conductor 3, the number of poles (pol) depends on the number of strip conductors 2 and stub conductors 3.
number) is determined. For example, the cutoff frequency (cuto) of the filter pattern configured as described above
(ff frequency) is 8 GHz. In the pass band, the signal passes with almost no loss, and in the stop band equal to or higher than the cutoff frequency, signal transmission is blocked. In the above pass band, the insertion loss was within 0.5 dB, the amplitude of the irregularities was about 0.02 dB, and the flatness of the pass band was very good.
【００１６】なお、上記フィルターパターンの極数が９
−極と増加されているから、阻止帯域におけるスカート
の特性が向上し、阻止帯域までのより急な傾きを実現す
る。The number of poles in the filter pattern is nine.
The increased skirt improves the characteristics of the skirt in the stop band and provides a steeper slope to the stop band.
【００１７】また、上記フィルタパターンの形状を選定
することにより、遮断周波数は、３から３３ＧＨｚの間
で設定することが可能である。Further, by selecting the shape of the filter pattern, the cutoff frequency can be set between 3 and 33 GHz.
【００１８】そして、低域通過フィルターの設計時に
は、これらの素子がストリップ導体とスタブ（ｓｔｕ
ｂ）導体とを基本とするので、まず、低周波帯域におい
て、集中定数素子（ｌｕｍｐｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）型
プロトタイプ低域通過フィルターに対する設計理論を基
本として設計する。When a low-pass filter is designed, these elements are composed of a strip conductor and a stub.
b) Since it is based on a conductor, a design is first made on the basis of a design theory for a lumped element type prototype low-pass filter in a low frequency band.
【００１９】そして、数ＧＨｚ以上のマイクロ波の帯域
において、マイクロストリップ伝送線路とオープンスタ
ブ（ｏｐｅｎ−ｓｔｕｂ）線路とのキャパシタンス（ｃ
ａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を用いてマイクロ波の分布定数
素子（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）型の
低域通過フィルターに変換して設計する。In a microwave band of several GHz or more, the capacitance (c) between the microstrip transmission line and the open-stub (open-stub) line is determined.
and a low-pass filter of a microwave distributed element type.
【００２０】そして、このような回路解釈を適用して行
われる設計に際し、使用基板（主に、ＭｇＯ）の誘電常
数および厚さ（０．５ｍｍ）、基板の上に成長させる高
温超伝導ＹＢＣＯエピタキシャル薄膜の厚さ（４５０ｎ
ｍ）、超伝導性、ならびに、低域通過フィルターの遮断
周波数および入力パワー（電力）等を参酌して、入出力
端（伝送線路）およびスタブ導体の線幅、間隔および長
さ等を決める。When designing such a circuit interpretation, the dielectric constant and thickness (0.5 mm) of the substrate to be used (mainly MgO) and the high-temperature superconducting YBCO epitaxial layer grown on the substrate are used. Thin film thickness (450n
m), the line width, interval, length, etc. of the input / output end (transmission line) and the stub conductor are determined in consideration of the superconductivity, the cutoff frequency of the low-pass filter, the input power (power), and the like.
【００２１】続いて、何度かのシミュレーション（ｓｉ
ｍｕｌａｔｉｏｎ）を行い、これを通じて、９−極低域
通過フィルターの最適な回路パターンを得る。Subsequently, several simulations (si
through which the optimal circuit pattern of the 9-ultra low pass filter is obtained.
【００２２】そして、上記本発明で使用したＭｇＯ単結
晶基板１０は、マイクロ波の特性が優れている。また、
この単結晶基板１０上に製造した高温超伝導ＹＢＣＯエ
ピタキシャル薄膜の電気的な特性、表面の特性等も非常
に良好である。The MgO single crystal substrate 10 used in the present invention has excellent microwave characteristics. Also,
The electrical characteristics and surface characteristics of the high-temperature superconducting YBCO epitaxial thin film manufactured on the single crystal substrate 10 are also very good.
【００２３】接地導体１４は単結晶基板１０の下部に形
成されるもので、試験ジグ（ｔｅｓｔ−ｊｉｇ）の内部
の底と優れた電気的な整合・接触をするように、Ｔｉ／
Ａｇ二重薄膜を電子線蒸着機によって均一に蒸着され
る。さらに、接地導体１４は、ＭｇＯ単結晶基板１０と
の接着性も非常に良好である。The ground conductor 14 is formed below the single crystal substrate 10 and is formed of Ti / Ti so as to make excellent electrical matching and contact with the bottom inside the test jig.
The Ag double thin film is uniformly deposited by an electron beam evaporator. Further, the ground conductor 14 has very good adhesion to the MgO single crystal substrate 10.
【００２４】図３から図８は、図１のマイクロストリッ
プオープンスタブ線路方式の高温超伝導９−極低域通過
フィルターの製造工程図である。FIGS. 3 to 8 are views showing the manufacturing process of the microstrip open stub line type high temperature superconducting 9-ultra low pass filter of FIG.
【００２５】まず、基板の表面を平坦化するための先処
理工程を行う。先処理工程において、主にＥＣＲ（Elec
tron Cyclotron Resonance；電子サイクロトロン共鳴）
−イオンミリング（ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）でエッチ
ングしたり、エッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）を使って
短い時間の表面エッチングを行う。続いて、そのＭｇＯ
単結晶基板１０上にパルスレーザー蒸着法で高温超伝導
エピタキシャル薄膜（ＹＢＣＯ）１１を成長させ、パッ
ト用のＡｕ薄膜１２を蒸着する。こうして、図３に示す
ように構成される。First, a pretreatment process for flattening the surface of the substrate is performed. In the pre-treatment process, ECR (Elec
tron Cyclotron Resonance)
Etching by ion milling, or surface etching for a short time using an etchant. Then, the MgO
A high-temperature superconducting epitaxial thin film (YBCO) 11 is grown on a single crystal substrate 10 by a pulsed laser deposition method, and an Au thin film 12 for a pad is deposited. Thus, the configuration is as shown in FIG.
【００２６】図４に示すように、フォトレジスター（Ｐ
Ｒ）膜１３をスピンコーティング機（Ｓｐｉｎｃｏａｔ
ｅｒ）を使って塗布し、図５のように、回路パターンを
転写させて露光工程を行ない、感光された回路パターン
のフォトレジスター膜１３を除去する。以後、図６のよ
うにエッチング工程により上記エピタキシャル薄膜１１
をストリップ導体およびスタブ導体の回路パターンでパ
ターニングする。図７に示すように、残っているＰＲ膜
１３を除去し、コネクターピンとの優れた接触のために
Ａｕ−パット１２を形成（Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）する。
続いて不要な不純物を洗浄する。As shown in FIG. 4, a photoresistor (P
R) The film 13 is coated with a spin coater (Spincoat)
er), and as shown in FIG. 5, a circuit pattern is transferred and an exposure process is performed to remove the photoresist film 13 of the exposed circuit pattern. Thereafter, as shown in FIG.
Is patterned with a circuit pattern of a strip conductor and a stub conductor. As shown in FIG. 7, the remaining PR film 13 is removed, and an Au-pat 12 is formed (formation) for excellent contact with the connector pins.
Subsequently, unnecessary impurities are washed.
【００２７】図８に示すように、基板１０の裏面に電子
線蒸着機を使ってＴｉ／Ａｇ二重薄膜を蒸着させ、接地
導体１４を構成する。ここで、上記単結晶基板１０は、
マイクロ波の特性が良く、かつ、良質の高温超伝導ＹＢ
ＣＯエピタキシャル薄膜１１を基板上に成長させること
が可能な２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ（ｔ）の大き
さのＭｇＯ単結晶を用いる。As shown in FIG. 8, a ground conductor 14 is formed by depositing a Ti / Ag double thin film on the back surface of the substrate 10 using an electron beam evaporator. Here, the single crystal substrate 10
Good high-temperature superconducting YB with good microwave characteristics
An MgO single crystal having a size of 20 mm × 20 mm × 0.5 mm (t) capable of growing the CO epitaxial thin film 11 on a substrate is used.
【００２８】上記単結晶基板１０の上部の表面に、パル
スレーザー蒸着法でＹＢＣＯ等の高温超伝導エピタキシ
ャル薄膜１１を成長させる。この時、上記パルスレーザ
ーによる薄膜製造において、エキシマレーザー（ｅｘｃ
ｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ）（波長：３０８ｎｍ）を使い、
蒸着のための基板温度は７５０℃とし、蒸着チャンバ
（ｃｈａｍｂｅｒ）内の圧力は２００ｍＴｏｒｒの酸素
分圧とする条件で成長させる。このようにパルスレーザ
ーの蒸着後には５５０℃で酸素を注入し、１時間ぐらい
の熱処理によって（真空を破らずに）エピタキシャル薄
膜１１を成長させる。このようにして製造された上記高
温超伝導体ＹＢＣＯ／ＭｇＯエピタキシャル薄膜のＴｃ
（臨界温度）は８９Ｋであった。On the upper surface of the single-crystal substrate 10, a high-temperature superconducting epitaxial thin film 11 of YBCO or the like is grown by a pulse laser deposition method. At this time, the excimer laser (exc)
imer laser) (wavelength: 308 nm)
The substrate is grown at a temperature of 750 ° C. and a partial pressure of oxygen of 200 mTorr in a deposition chamber. As described above, after the pulse laser is deposited, oxygen is injected at 550 ° C., and the epitaxial thin film 11 is grown by heat treatment for about one hour (without breaking vacuum). Tc of the high temperature superconductor YBCO / MgO epitaxial thin film thus manufactured
(Critical temperature) was 89K.
【００２９】また、図５に示す行程において、上記エピ
タキシャル薄膜１１の上部にスピンコーティング方法に
よりフォトレジスター層１３を形成してソフトベーキン
グ（ｓｏｆｔ ｂａｋｉｎｇ）することができる。以下
に、その手順について説明する。In the step shown in FIG. 5, a photoresist layer 13 can be formed on the epitaxial thin film 11 by a spin coating method and soft baking can be performed. Hereinafter, the procedure will be described.
【００３０】上記フォトレジスター１３上に電子線マス
クを整列させた後、１０Ｗ用ＵＶ光源（ｓｏｕｒｃｅ）
により３分間露光する。そして露光した試料を、シープ
リ現像液（ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ、ＭＴ−３１８）で３分
間処理し、フォトレジスター１３の感光した部分を除去
してエピタキシャル薄膜１１を露光した後、蒸溜水（Ｄ
Ｉ−ｗａｔｅｒ）で素子表面を一度洗う。その後、エピ
タキシャル薄膜１１の露光した部分をエッチングして、
フィルターパターンを形成する。After aligning an electron beam mask on the photoresistor 13, a UV light source for 10W (source) is used.
For 3 minutes. The exposed sample is treated with a sea pre-developer (developer, MT-318) for 3 minutes to remove the exposed portion of the photoresist 13 and expose the epitaxial thin film 11, and then to distilled water (D
The surface of the element is washed once with I-water). Thereafter, the exposed portion of the epitaxial thin film 11 is etched,
Form a filter pattern.
【００３１】上記エッチングの時、湿式エッチングの場
合には、ＥＤＴＡ（酢酸類）でエッチングし（化学エッ
チング）、乾式エッチングの場合には、ＥＣＲ−ミリン
グ（ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）装置によってエッチング
を行う。At the time of the above-mentioned etching, in the case of wet etching, etching is performed by using EDTA (acetic acid) (chemical etching), and in the case of dry etching, etching is performed by an ECR-ion milling apparatus.
【００３２】上記エピタキシャル薄膜１１を形成して得
たパターンは、信号伝送用の入力端１ａおよび出力端１
ｂと、ストリップ導体２およびスタブ導体３とによるフ
ィルターパターンとされる。かつ、Ａｕパット１２を形
成して、コネクターピンとの接触を高めることができる
ようにする。そして、フィルターパターンの鋭利度（ｓ
ｈａｒｐｎｅｓｓ）を高めてから、上記マスクに使った
フォトレジスター１３および其の他の不純物等を除去す
るように、蒸溜水（ＤＩ−ｗａｔｅｒ）による洗浄およ
びアセトンによる洗浄を行った後、ハードベーキング
（ｈａｒｄ ｂａｋｉｎｇ）工程を３分ぐらい行ない、
高温超伝導９−極低域通過フィルターのパターニング工
程を終える。The pattern obtained by forming the epitaxial thin film 11 has an input terminal 1a for signal transmission and an output terminal 1a.
b, and a filter pattern composed of the strip conductor 2 and the stub conductor 3. In addition, the Au pad 12 is formed so that the contact with the connector pin can be enhanced. Then, the sharpness of the filter pattern (s
After increasing the harness, washing with distilled water (DI-water) and washing with acetone are performed so as to remove the photoresist 13 used for the mask and other impurities, and then hard baking (hard). baking) process for about 3 minutes,
The patterning process of the high temperature superconducting 9-ultra low pass filter is completed.
【００３３】図８に示す行程において、上記単結晶基板
１０の下部に接地導体１４を形成する。上記接地導体１
４は、電子線蒸着機を用いて真空チャンバ（１０-2Ｔｏ
ｒｒ，５００℃）からＴｉ／Ａｇ二重薄膜を連続的に蒸
着して形成することができる。In the process shown in FIG. 8, a ground conductor 14 is formed below the single crystal substrate 10. Ground conductor 1
No. 4 is a vacuum chamber (10 -2 To
(rr, 500 ° C.), a Ti / Ag double thin film can be continuously deposited and formed.
【００３４】上記接地導体１４であるＴｉ／Ａｇ二重薄
膜は、ＭｇＯの単結晶基板１０との接着力が優れ、薄膜
蒸着も容易である。特に、銀（Ａｇ）は、高温超伝導Ｙ
ＢＣＯエピタキシャル薄膜１１で形成したパターンに、
別に影響を与えないので、他の物質の汚染を防止でき
る、という利点も有している。そして銀の薄膜は、マイ
クロ波の特性だけでなく、電気の伝導性も非常に優れて
いるのでマイクロ波特性の測定時、試験ジグ（ｔｅｓｔ
−ｊｉｇ）の内部の底と、優れた接触性と整合性とを有
することも利点である。The Ti / Ag double thin film, which is the ground conductor 14, has excellent adhesion to the MgO single crystal substrate 10 and is easy to deposit a thin film. In particular, silver (Ag) is a high-temperature superconducting Y
In the pattern formed by the BCO epitaxial thin film 11,
There is also an advantage that contamination of other substances can be prevented since it has no influence. Since the silver thin film has not only excellent microwave characteristics but also excellent electrical conductivity, a test jig (test) is required when measuring the microwave characteristics.
It is also an advantage to have a good contact and consistency with the inner bottom of -jig).
【００３５】上述の本発明を適用した行程を実行し、マ
イクロ波の特性が優秀な、高温超伝導エピタキシャル薄
膜を、基板上に構成することができる。By performing the above-described steps of the present invention, a high-temperature superconducting epitaxial thin film having excellent microwave characteristics can be formed on a substrate.
【００３６】このように本発明は、マイクロ波の特性が
優秀な高温超伝導エピタキシャル薄膜（基板包含）を利
用し、無線自動化システム、無線機器、遠隔探査、なら
びに、レーダー分野のセンサー、電波計測および電波天
文等に用いられる各種のマイクロ波／ミリメートル波の
核心部品を構成する素子（ｅｌｅｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃ
ｅｓ）をストリップ導体、スタブ導体、ゴールド（Ａ
ｕ）パット等を集積したり変形させたりして、新構造／
新機能およびより向上された特性を有する高温超伝導９
−極低域通過フィルターを提供することが可能になる。As described above, the present invention utilizes a high-temperature superconducting epitaxial thin film (including a substrate) having excellent microwave characteristics, and is used for a radio automation system, a radio device, a remote sensing device, a sensor in the field of radar, a radio wave measurement and Elements that constitute core components of various microwaves / millimeter waves used in radio astronomy and the like (element devices)
es) to strip conductor, stub conductor, gold (A
u) New structure /
High temperature superconductivity with new functions and improved properties 9
It is possible to provide a very low-pass filter;
【００３７】[0037]
【発明の効果】従って、本発明を利用すれば、電波資源
の高度利用技術と関連したマイクロ波通信システムのサ
ブシステムの小型化を期待することができる。また、情
報通信システムとかマイクロ波部品の性能を向上させる
効果が奏することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of a subsystem of a microwave communication system related to an advanced technology for utilizing radio resources. Further, the effect of improving the performance of the information communication system and the microwave component can be obtained.
【００３８】そして、ストリップ導体およびスタブ導体
として、高温超伝導エピタキシャル薄膜を用いれば、軽
薄短小化でき、高性能を備えた通信部品を製作できるの
で、次世代の移動通信および衛星通信に利用できる新機
能、新構造のマイクロ波の、素子／回路およびサブシス
テムの創出にも大きな効果を奏することが可能であり、
急増する高品位電波サービスの需要にも能動的に対応す
ることができる。If a high-temperature superconducting epitaxial thin film is used as the strip conductor and the stub conductor, it is possible to manufacture a communication component having a small size, a small size, and a high performance. It can also have a great effect on the creation of elements / circuits and subsystems of functions and microwaves with new structures.
It can actively respond to the rapidly increasing demand for high-definition radio services.
【００３９】なお、フィルタパターンの極数が増加する
から、通過帯域での凹凸の振幅も０．０２ｄＢ以内に減
少され、通過帯域での扁平度を向上させることが可能で
あり、かつ、阻止帯域までのスカート特性向上と阻止帯
域を増加させることができる、という利点がある。Since the number of poles of the filter pattern increases, the amplitude of the unevenness in the pass band is also reduced to within 0.02 dB, so that the flatness in the pass band can be improved and the stop band can be improved. There is an advantage that the skirt characteristic can be improved and the stop band can be increased.
【図１】傾けたストリップ導体構造を有する、本発明の
第１の実施形態の９−極低域通過フィルターの構成を示
す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a 9-ultra low-pass filter according to a first embodiment of the present invention, which has an inclined strip conductor structure.
【図２】信号伝送方向に平行なストリップ導体構造を有
する、本発明の第１の実施形態の本発明の９−極低域通
過フィルターの構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a 9-ultra low-pass filter of the first embodiment of the present invention having a strip conductor structure parallel to the signal transmission direction.
【図３】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、基板の表面を平坦化するための先処理と、エピ
タキシャル薄膜形成と、Ａｕ薄膜形成との工程を示す断
面図である。FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter of the microstrip open stub type shown in FIG. 1, which includes pretreatment for planarizing the surface of the substrate, formation of an epitaxial thin film, and Au. It is sectional drawing which shows the process of thin film formation.
【図４】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、フォトレジスター（ＰＲ）膜を塗布する行程を
示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter using the microstrip open stub method of FIG. 1 and applying a photoresist (PR) film.
【図５】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、露光行程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the microstrip open stub high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter of FIG.
【図６】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、エッチング行程を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter of the microstrip open stub type of FIG. 1 and illustrating an etching process.
【図７】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、ＰＲ膜を除去する行程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing the high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter of the microstrip open stub type in FIG. 1 and illustrating a process of removing a PR film.
【図８】図１のマイクロストリップオープンスタブ方式
の高温超伝導９−極低域通過フィルターの製造工程図で
あって、Ｔｉ／Ａｇ二重薄膜を蒸着させる行程を示す断
面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a high-temperature superconducting 9-ultra low-pass filter of the microstrip open stub type of FIG. 1 and depositing a Ti / Ag double thin film.
１ａ…入力端、 １ｂ…出力端、 ２…ストリップ導体、 ３…スタブ導体、 ４，１０…単結晶基板、 ５，１４…接地導体、 １１…エピタキシャル薄膜層、 １２…Ａｕパット（Ａｕ薄膜）、 １３…フォトレジスター膜。 1a: input terminal, 1b: output terminal, 2: strip conductor, 3: stub conductor, 4, 10: single crystal substrate, 5, 14: ground conductor, 11: epitaxial thin film layer, 12: Au pad (Au thin film), 13 ... Photoresist film.
フロントページの続き (72)発明者 ジェハ キム 大韓民国、デェジョン、ユソンク、ジュン ミンドン 464−１、エキスポ アパート メント 101−603Continued on the front page (72) Inventor Jeha Kim Korea, Daejeon, Yusung, Jun Min-dong 464-1, Expo Apartments 101-603
Claims (11)
端および出力端と、 上記単結晶基板上部の上記入力端と出力端との間に信号
が伝送されるストリップ導体と、 上記ストリップ導体を伝送される信号の進行方向と垂直
に形成され、入力端と出力端との間のストリップ導体を
複数個数に分けるように形成され、信号を制御したりフ
ィルタリングしたりする複数個のスタブ導体と、 上記単結晶基板の下部に形成された接地導体とを含むこ
とを特徴とするマイクロストリップオープンスタブ線路
方式の低域通過フィルター。A single crystal substrate having microwave characteristics; input and output terminals for signal transmission formed on both sides of an upper surface of the single crystal substrate; and an input terminal and an output terminal on an upper portion of the single crystal substrate. A strip conductor between which a signal is transmitted, and a strip conductor formed so as to be perpendicular to a traveling direction of a signal transmitted through the strip conductor, and a plurality of strip conductors between an input end and an output end are formed; A microstrip open stub line type low-pass filter comprising: a plurality of stub conductors for controlling and filtering a signal; and a ground conductor formed under the single crystal substrate.
れる信号の進行方向と平行、または傾けた形態になるこ
とを特徴とするマイクロストリップオープンスタブ線路
方式の低域通過フィルター。2. The microstrip open stub line according to claim 1, wherein the strip conductor has a form parallel or inclined to a traveling direction of a signal transmitted between an input terminal and an output terminal. Low pass filter.
ターンによる低域通過フィルターの遮断周波数（ｆｃ）
が３−３３ＧＨｚの間であることを特徴とするマイクロ
ストリップオープンスタブ線路方式の低域通過フィルタ
ー。3. The cut-off frequency (fc) of a low-pass filter according to claim 1, wherein the filter pattern includes a strip conductor and a stub conductor.
Is in the range of 3-33 GHz.
マイクロストリップオープンスタブ線路方式の低域通過
フィルター。4. The low-pass filter according to claim 1, wherein the single crystal substrate is an MgO substrate.
2Ｃｕ3Ｏ7-d（電子出願における使用可能文字の制約に
より、δをdで表す。）薄膜で構成されることを特徴と
するマイクロストリップオープンスタブ線路方式の低域
通過フィルター。5. The method according to claim 1, wherein the low-pass filter pattern is a high-temperature superconducting YBa.
2 Cu 3 O 7-d (δ is represented by d due to restrictions on usable characters in an electronic application) A microstrip open stub line type low-pass filter comprising a thin film.
を特徴とするマイクロストリップオープンスタブ線路方
式の低域通過フィルター。6. The low-pass filter according to claim 1, wherein the ground conductor is a double metal thin film of Ti / Ag.
先処理工程と、 単結晶基板（１０）上に高温超伝導エピタキシャル薄膜
（１１）を成長させ、パット用のＡｕ薄膜（１２）を形
成する工程と、 フォトレジスト（ＰＲ）膜（１３）を塗布する工程と、 そのフォトレジスト膜（１３）を露光してパターニング
し、エッチング工程により上記エピタキシャル薄膜（１
１）をストリップ導体およびスタブ導体の回路パターン
にパターニングする工程と、 残っているＰＲ膜（１３）を除去し、コネクタ−ピンと
の接触のために上記Ａｕ−パット（１２）を形成（Ｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ）する工程と、 続いて、単結晶基板（１０）の底面にＴｉ／Ａｇ二重薄
膜（１４）を形成する工程とで成ることを特徴とするマ
イクロストリップオープンスタブ線路方式の低域通過フ
ィルターの製造方法。7. A pre-treatment step for flattening the surface of a single crystal substrate (10); and growing a high temperature superconducting epitaxial thin film (11) on the single crystal substrate (10) to form an Au thin film for pad (12). Forming a photoresist (PR) film (13); exposing the photoresist film (13) to patterning; and performing an etching process to form the epitaxial thin film (1).
1) patterning into a strip conductor and stub conductor circuit pattern, removing the remaining PR film (13), and forming the Au pad (12) for contact with a connector pin (Fo)
and a step of forming a Ti / Ag double thin film (14) on the bottom surface of the single crystal substrate (10). Manufacturing method.
式エッチングで上記回路パターンをパターニングし、Ｐ
Ｒ膜を除去した後、さらにフィルタパターンの表面と汚
染された基板の表面とを洗浄して、フィルターパターン
の鋭利度を向上することを特徴とするマイクロストリッ
プオープンスタブ線路方式の低域通過フィルターの製造
方法。8. The method according to claim 7, further comprising a photolithographic process, wherein the circuit pattern is patterned by ECR-ion milling dry etching.
After removing the R film, the surface of the filter pattern and the surface of the contaminated substrate are further cleaned to improve the sharpness of the filter pattern. Production method.
7-d（電子出願における使用可能文字の制約により、δ
をdで表す。）薄膜を成長させて構成され、 上記接地導体は、Ｔｉ／Ａｇ二重金属薄膜を成膜し構成
されることを特徴とするマイクロストリップオープンス
タブ方線路方式の低域通過フィルターの製造方法。9. The method according to claim 7, wherein the high-temperature superconducting thin film (11) is made of YBa 2 Cu 3 O.
7-d (Due to restrictions on available characters in electronic applications, δ
Is represented by d. A) a method of manufacturing a low-pass filter using a microstrip open stub line, wherein the ground conductor is formed by forming a Ti / Ag double metal thin film;
は、超伝導体で構成されることを特徴とするマイクロス
トリップオープンスタブ線路方式の低域通過フィルタ
ー。10. The low-pass filter according to claim 1, wherein at least one of the strip conductor and the stub conductor is made of a superconductor.
マイクロストリップオープンスタブ線路方式の低域通過
フィルター。11. The low-pass filter according to claim 10, wherein the superconductor is a high-temperature superconductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165976A JPH1065402A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Low pass filter adopting microstrip open stub line system and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165976A JPH1065402A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Low pass filter adopting microstrip open stub line system and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065402A true JPH1065402A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=15822583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8165976A Pending JPH1065402A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Low pass filter adopting microstrip open stub line system and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010612 |