In this thesis, the multilayer structure using benzocyclobutene(BCB) thin film technology is proposed for the compact three-dimensional MMICs. Three types of multilayer transmission lines - microstirip line, triplate stripline, inverted microstrip line - are fabricated for the implementation of MMICs. Transmission lines are designed using 3-D EM simulation. These transmission lines can be combined in three-dimensional MMICs. The thickness of BCB film is 10μm. The width of signal lines is varied from 6μm to 30μm.
The conventional coplanar waveguide(CPW) transmission lines are also discussed. The CPW transmission line is widely used in MMICs because of its easy fabrication. For CPW-based MMIC designs, the characterization of CPW transmission lines is performed.
The measurement is performed up to 20GHz. From the measured S-parameters, the fabricated transmission lines are characterized. Multilayer transmission lines show good isolation characteristics up to 20GHz. A Ka-band hybrid coupler using the multilayer microstrip line is implemented. Its size is 670μm x 420μm. Spiral inductors on BCB film are also fabricated. From this technology, highly integrated three dimensional MMICs can be developed.
본 논문에서는 3차원 구조의 MMIC를 위한 다층 구조가 제안되었다.
MMIC의 구현을 위해서 세 가지 종류의 전송선-microstrip line, triplate stripline,
inverted stripline-이 제작되었다. 전송선은 3차원 전자기 시뮬레이션을 이용하여 설계되었다. 3차원 MMIC에서는 이러한 전송선들이 서로 결합될 수 있다.
BCB의 두께는 10μm로 하였고, 전송선의 선폭은 6μm에서 30μm까지 변화하였다.
Coplanar waveguide(CPW) 전송선에 대해서도 논의되었다. CPW 전송선은 공정의 용이성 때문에 MMIC에서 널리 사용되고 있다. CPW 기반의 MMIC 설계를 위한 CPW 전송선의 특성분석이 수행되었다. 측정은 20GHz까지 이루어졌다. 측정된 S-parameter로부터 제작된 전송선이 분석되었다. 다층구조 전송선의 경우 20GHz까지 좋은 격리특성을 보였다.
다층구조 microstrip 형태의 Ka 밴드의 hybrid coupler가 제작되었고, 이것의 크기는 670μm x 420μm이다. 또한 BCB 박막위에 spiral inductor가 제작되었다.
이 기술을 이용하면 높은 집적도를 갖는 3차원 구조의 MMIC의 구현이 가능할 것으로 예상된다.
