[發明專利]一種基于同軸硅通孔的三維變壓器

在審

• 申請號: 202011269697.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112490213A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王鳳娟;任睿楠;余寧梅;楊媛;朱樟明;尹湘坤
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/528;H01L23/66
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

1.一種基于同軸硅通孔的三維變壓器，其特征在于，包括硅襯底層，硅襯底層中設置有2×N的同軸硅通孔陣列，硅襯底層的一端連接有頂部介質層，另一端連接有底部介質層。

2.根據權利要求1所述的一種基于同軸硅通孔的三維變壓器，其特征在于，每個所述同軸硅通孔從內到外依次為同軸設置的中心金屬柱(9)，介質層(10)，外側環形金屬(11)以及絕緣層(12)。

3.根據權利要求2所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述頂部介質層中從上到下依次制作有兩層金屬，頂部第一金屬層(5)，以及頂部第二金屬層(6)。

4.根據權利要求3所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述底部介質層中從上到下依次制作有兩層金屬，底部第二金屬層(8)，以及底部第一金屬層(7)。

5.根據權利要求4所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述頂部第一金屬層連接同軸硅通孔的外側環形金屬的一端，同軸硅通孔的外側環形金屬的另一端連接底部第一金屬，構成了變壓器的初級線圈。

6.根據權利要求5所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述頂部第二金屬層連接同軸硅通孔的中心金屬柱的一端，同軸硅通孔的中心金屬柱的另一端連接底部第二金屬，構成變壓器的次級線圈。

7.根據權利要求6所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述變壓器的初級線圈設置有Port_p1(1)Port_p2(2)兩個端口，變壓器的次級線圈設置有Port_s1(3)，Port_s2(4)兩個端口，端口Port_p2(2),Port_s1(3)，Port_s2(4)的位置始終保持不變，通過調整Port_p1(1)的位置可改變初級線圈的匝數，通過改變每列硅通孔的數量N來改變次級線圈的匝數。

8.根據權利要求7所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述端口Port_p1(1)和Port_s2(4)接地，端口Port_s1(3)和Port_p2(2)作為變壓器的輸入輸出端口，輸入輸出端口位于變壓器的兩側。

9.根據權利要求4所述的一種基于TSV的嵌套式變壓器，其特征在于，所述頂部介質層、底部介質層使用絕緣材料二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅制作；同軸硅通孔的中心金屬柱(9)以及外側環形金屬(11)選用銅或鋁；同軸硅通孔的介質層(10)由二氧化硅或金屬氧化物材料制作；同軸硅的絕緣層(12)使用的材料為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。