[发明专利]多栅极谐振沟道晶体管

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件领域，并且具体地，涉及微电子机械系统(MEMS)。

背景技术

振荡器可以包含以受控频率产生周期性变化的输出的电路。可在电路中构建滤波器，其选择性地使信号的某些码元通过，而消除该信号的其它码元。谐振器可包含展示谐振行为(即，以具有比其它非谐振频率大的振幅的谐振频率自然振荡)的电路系统。振荡器、滤波器、谐振器等可使用石英晶体、电感器和/或电容器来生成或促进某些信号频率。

附图说明

根据所附权利要求、以下的一个或多个实例性实施例的具体描述以及相对应图，本发明的实施例的特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了本发明的实施例中的多栅极谐振晶体管。

图2示出了本发明的实施例中的谐振晶体管中的鳍状物和栅极。

图3(a)-(c)示出了本发明的实施例中的多栅极谐振晶体管的不同边界条件。

图4示出了本发明的实施例中的多鳍状物谐振阵列。

图5示出了本发明的实施例中的多鳍状物谐振阵列。

图6示出了本发明的实施例中的振荡器中的多鳍状物谐振阵列。

图7a和7b示出了本发明的实施例中的振荡器中的多栅极谐振器。

图8示出了本发明的实施例中的多模式振荡器中的多栅极谐振器。

图9示出了与本发明的实施例一起使用的系统。

具体实施方式

现在将参考其中相似结构可带有相似后缀参考编号的图式。为更清楚地显示各种实施例的结构，本文中包含的这些图式是集成电路结构的图解性表示。因此，所制作集成电路结构的实际外观(例如显微照片中)可能看似不同，但仍并入所示出实施例的所要求保护的结构。此外，这些图式可仅显示有助于理解所示出实施例的结构。可能未包含本技术中已知的附加结构以保持这些图式的清楚度。“实施例”、“各实施例”等指示如此描述的实施例可包含特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都必然包含这些特定的特征、结构或特性。一些实施例可具有针对其它实施例描述的特征中的一些特征、针对其它实施例描述的全部特征或不具有针对其它实施例描述的特征。“第一”、“第二”、“第三”等描述共用对象，并且指示正指代的相似对象的不同示例。此类形容词并不暗示如此描述的对象必须在时间上、在空间上、在排名上或以任何其它方式按给定顺序。“连接”可指示元件相互直接物理或电气接触，并且“耦合”可指示元件相互合作或相互作用，但是其可能或可能不直接物理或电气接触。同样，虽然可使用类似或相同编号来在不同图中标示相同或类似部件，但这样做并不意味包含类似或相同编号的所有图构成单个或同一实施例。

如上所述，常规的振荡器、滤波器、谐振器等可使用石英晶体、电感器和/或电容器来生成或促进某些信号频率。此类部件可以很昂贵、不稳定和/或具有过大占用面积(从而使其较不适于包含在(例如)还可包含逻辑电路的“片上系统”(SoC)上)。

然而，实施例提供适于还包括射频(RF)和/或无线部件(例如振荡器、滤波器、谐振器、开关等)的SoC中的单块集成的不昂贵、稳定并且小型的谐振器件。该实施例包含形成有两个栅极的基于以机械方式谐振的鳍状物的场效应晶体管(finFET)。当这些栅极激活时，其在其间延伸的条状物/鳍状物部分上施加向下力。该条状物可定位在弹性材料上，该弹性材料可包含在位于该鳍状物下方的沟槽中。因此，周期性地激发这些栅极将导致以周期性方式迫使该条状物向下到该弹性材料中的周期性库仑力。因此，周期性地激发这些栅极形成谐振器件，例如振荡器。此多栅极以机械方式谐振的晶体管在本文中称为MGMRT。实施例使用互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容三栅极工艺实现MGMRT。在CMOS中制作的紧凑、可按比例缩放的MGMRT的实施例实现大范围的RF低功率移动和无线部件。由纳米机械谐振器件实现的紧凑振荡器针对专业计算(例如，依赖于谐振的图案识别应用)实现非布尔架构。

因此，在本文中所描述的基于CMOS的纳米机械谐振器件的实施例：(1)提供了片上谐振结构(同时避免或限制电感器和电容器的使用)，(2)实现了具有宽频率操作范围(例如，1GHz-100GHz并且横跨数个无线频带)的电路，(3)减少了无线和RF应用所需的分立部件的数目和/或(4)针对计时和非布尔计算实现了片上频率源。

在本文中描述了其它的实施例。

图1示出了MGMRT，其中周期性地激发栅极将引起以周期性方式迫使鳍状物的一部分向下到弹性材料中的周期性库仑力。因此，周期性地激发这些栅极可形成谐振器件，例如振荡器。