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专利号: 2019105747451
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,包括顶部介质层a(1)、中间硅衬底层(2)和底部介质层b(3),所述硅衬底层(2)中央设置有TSV垂直开关(4),TSV垂直开关(4)具有漏极、栅极和源极,通过给栅极‑源极和漏极‑源极加不同的电压,可控制TSV垂直开关(4)的通断,TSV垂直开关(4)相对两侧的硅衬底层(2)上分别设置有两排交错的硅通孔阵列,四排硅通孔通过金属线交替连接形成惠斯通电桥的四个桥臂,分别为电感L1、电感L2、电感L3和电感L4,电感L2和电感L3的一侧通过顶部金属线h相连通,电感L2和电感L3的另一侧通过顶部金属线i相连通,金属线h上引出有电感器输入端(8),金属线i上引出有电感器输出端(9);

所述TSV垂直开关(4)包括硅通孔a,硅通孔a内部从内向外依次设置有金属柱(4‑1)和绝缘层(4‑2),金属柱(4‑1)为栅极,靠近硅通孔两端端部的介质层外分别设置有n型参杂区(4‑3),n型参杂区端面上设置有金属层(4‑4),顶部金属层(4‑4)为漏极,底部金属层(4‑4)为源极,漏极引出有电极一(5),源极引出有电极二(6),栅极引出有电极三(7),所述每个硅通孔从内到外依次填充有金属柱和绝缘层。

2.根据权利要求1所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述四排硅通孔中,最外侧的两排硅通孔相互对称,内侧的两排硅通孔相互对称,内侧与外侧的硅通孔交替排列。

3.根据权利要求2所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述最外侧的两排硅通孔,每排各有九个硅通孔,第一排依次为TSVa0(10)、TSVa1(11)、TSVa2(12)、TSVa3(13)、TSVa4(14)、TSVa5(15)、TSVa6(16)、TSVa7(17)和TSVa8(18),第二排依次为TSVd0(40)、TSVd1(41)、TSVd2(42)、TSVd3(43)、TSVd4(44)、TSVd5(45)、TSVd6(46)、TSVd7(47)和TSVd8(48)。

4.根据权利要求3所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述内侧的两排硅通孔,每排各有十个硅通孔,第一排依次为TSVb0(20)、TSVb1(21)、TSVb2(22)、TSVb3(23)、TSVb4(24)、TSVb5(25)、TSVb6(26)、TSVb7(27)、TSVb8(28)和TSVb9(29),第二排依次为TSVc0(30)、TSVc1(31)、TSVc2(32)、TSVc3(33)、TSVc4(34)、TSVc5(35)、TSVc6(36)、TSVc7(37)、TSVc8(38)和TSVc9(39)。

5.根据权利要求4所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述外侧硅通孔顶部与相邻内侧硅通孔顶部通过金属线a(101)连通,其中TSVa0(10)与TSVb0(20)相连,TSVa1(11)与TSVb1(21)相连,TSVa2(12)与TSVb2(22)相连,TSVa3(13)与TSVb3(23)相连,TSVa4(14)与TSVb4(24)相连,TSVa5(15)与TSVb5(25)相连,TSVa6(16)与TSVb6(26)相连,TSVa7(17)与TSVb7(27)相连,TSVa8(18)与TSVb8(28)相连,TSVd0(40)与TSVc1(31)相连,TSVd1(41)与TSVc2(32)相连,TSVd2(42)与TSVc3(33)相连,TSVd3(43)与TSVc4(34)相连,TSVd4(44)与TSVc5(35)相连,TSVd5(45)与TSVc6(36)相连,TSVd6(46)与TSVc7(37)相连,TSVd7(47)与TSVc8(38)相连,TSVd8(48)与TSVc9(39)相连。

6.根据权利要求5所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述外侧硅通孔底部与相邻内侧硅通孔底部通过金属线b(102)连通,其中TSVa0(10)与TSVb1(21)相连,TSVa1(11)与TSVb2(22)相连,TSVa2(12)与TSVb3(23)相连,TSVa3(13)与TSVb4(24)相连,TSVa4(14)与TSVb5(25)相连,TSVa5(15)与TSVb6(26)相连,TSVa6(16)与TSVb7(27)相连,TSVa7(17)与TSVb8(28)相连,TSVa8(18)与TSVb9(29)相连,TSVd0(40)与TSVc0(30)相连,TSVd1(41)与TSVc1(31)相连,TSVd2(42)与TSVc2(32)相连,TSVd3(43)与TSVc3(33)相连,TSVd4(44)与TSVc4(34)相连,TSVd5(45)与TSVc5(35)相连,TSVd6(46)与TSVc6(36)相连,TSVd7(47)与TSVc7(37)相连,TSVd8(48)与TSVc8(38)相连。

7.根据权利要求6所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述TSVb9(29)与TSVc9(39)通过顶部金属线h(106)相连,所述TSVb0(20)与TSVc0(30)通过顶部金属线i(105)相连。

8.根据权利要求7所述的一种基于TSV垂直开关的惠斯通电桥可变电感器,其特征在于,所述TSVb5(25)顶部与漏极端子通过金属线c(103)相连通,所述TSVc4(34)底部与源极端子通过金属线d(104)相连通。