[發明專利]一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器

有效

• 申請號: 202110443900.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113271064B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 王鳳娟;陳佳俊;文炳成;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: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 戴媛

1.一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，包括電源VDD，所述電源VDD連接TSV垂直開關M1的源極和襯底以及TSV垂直開關M2的源極和襯底，TSV垂直開關M1的柵極與惠斯通電感電橋Lv1的輸出端及TSV電容管C2的輸入端連接，TSV垂直開關M2的柵極與惠斯通電感電橋Lv2的輸出端以及TSV電容管C1的輸入端連接，基準電壓Vbias與惠斯通電感電橋Lv1的輸入端以及惠斯通電感電橋Lv2的輸入端連接，TSV垂直開關M1的漏極與TSV電感L1的輸入端連接，TSV電感L1的輸出端與電阻R1的輸入端連接，電阻R1的輸出端與TSV電容管C1的輸出端、TSV變容管Cv1的輸出端、惠斯通電感電橋Lv3的輸入端、電路輸出端口Vout1連接，TSV垂直開關M2的漏極與TSV電感L2的輸入端連接，TSV電感L2的輸出端與電阻R2的輸入端連接，電阻R2的輸出端與TSV電容管C2的輸出端、TSV變容管Cv2的輸出端、惠斯通電感電橋Lv4的輸入端、電路輸出端口Vout2連接，變容管控制電源Vctr1與TSV變容管Cv1的輸入端、TSV變容管Cv2的輸入端連接，接地端GND與惠斯通電感電橋Lv3的輸出端、惠斯通電感電橋Lv4的輸出端連接。

2.根據權利要求1所述的一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，所述TSV垂直開關M1包括N型硅襯底(4)，所述N型硅襯底(4)中設有豎直的TSV銅柱(1)，所述TSV銅柱(1)外側設有介質層(2)，所述N型硅襯底(4)上下兩端的介質層(2)外側均設置有p+摻雜區(7)，所述p+摻雜區(7)外側面上設有重布線層(3)，重布線層(3)以外的TSV垂直開關M1上下端面上設有二氧化硅層(6)，上、下重布線層(3)分別引出作為MOS的源極S和漏極D，TSV銅柱(1)頂端引出作為MOS的柵極G。

3.根據權利要求1所述的一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，所述TSV電感L1、L2、L3、L4、L5、L6均由2N個TSV電感銅柱構成。

4.根據權利要求1所述的一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，所述TSV電容管C1包括P型硅襯底(5)，所述P型硅襯底(5)上設有半通孔TSV銅柱(1)，所述半通孔TSV銅柱(1)外側設有介質層(2)，所述介質層(2)外側設有金屬層(8)，金屬層(8)和P型硅襯底(5)外側面上設有重布線層(3)，金屬層(8)通過P型硅襯底(5)表面上的重布線層(3)引出作為TSV電容管C1的輸出端，重布線層(3)以外的TSV電容管C1上下端面上均設有二氧化硅層(6)，半通孔TSV銅柱(1)頂端引出作為TSV電容管C1的輸入端。

5.根據權利要求1所述的一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，所述TSV變容管Cv1包括P型硅襯底(5)，所述P型硅襯底(5)設有豎直的TSV銅柱(1)，所述TSV銅柱(1)頂端引出作為MOS的柵極G，所述TSV銅柱(1)外側設有介質層(2)，所述P型硅襯底(5)上下兩端的介質層(2)外側均設有p+摻雜區(7)，所述p+摻雜區(7)外側面上設有重布線層(3)，上、下重布線層(3)分別引出作為MOS的源極S和漏極D，源極S和漏極D相連作為TSV變容管Cv1的輸出端，重布線層(3)以外的TSV變容管C1上下端面上均設有二氧化硅層(6)，將MOS的柵極G作為TSV變容管的輸入端。

6.根據權利要求1所述的一種三維集成低相位噪聲壓控振蕩器，其特征在于，所述惠斯通電感電橋Lv1、Lv2、Lv3、Lv4均由4N+2個TSV電感銅柱和1個TSV垂直開關構成。