[发明专利]硅基低漏电流固支梁栅的环形振荡器及制备方法

权利要求书

1.一种硅基低漏电流固支梁栅的环形振荡器，其特征在于该振荡器由三个CMOS倒相器构成，它们首尾相接构成环状，整个环形振荡器是基于P型Si衬底(11)制作的，三个CMOS倒相器通过引线(3)实现互连，每个CMOS倒相器又是由固支梁栅NMOS管和固支梁栅PMOS管组成，该NMOS管和PMOS管的栅极是悬浮在栅氧化层(10)上的，通过多晶硅锚区(4)固定，从而形成固支梁栅(5)，固支梁栅(5)是由Al制作的，而栅极的多晶硅锚区(4)淀积在P型Si衬底(11)上，在固支梁栅(5)下方有两个下拉电极(12)，分布在多晶硅锚区(4)与栅氧化层(10)之间，其中NMOS固支梁栅(5)下方的下拉电极(12)是接地的，而POMS固支梁栅(5)下方的下拉电极(12)是接电源的，下拉电极(12)上方覆盖有氮化硅介质层(13)；固支梁栅NMOS管和固支梁栅PMOS管的阈值电压的绝对值设计为相等，固支梁栅(5)的下拉电压设计为MOS管的阈值电压的绝对值；环形振荡器MOS管的栅极不是贴附在栅氧化层(10)上的，而是悬浮在栅氧化层(10)上方，构成了固支梁结构，当MOS管栅极与下拉电极(12)之间的电压小于阈值电压绝对值的时候，悬浮的固支梁栅(5)不会吸附下来，从而导致MOS管不能够导通，也正因为此，直流漏电流得到了很好的抑制；当其中某一个CMOS反相器的固支梁栅(5)上有高电平时，则NMOS管的固支梁栅(5)就下拉并使其导通，而PMOS管还是处于截止状态，此时该CMOS倒相器输出低电平，相反的，当该CMOS倒相器的固支梁栅(5)上有低电平时，则NMOS管截止、PMOS管导通，倒相器输出高电平；由于三个倒相器循环相接，前一倒相器的输出就是后一倒相器的输入，因此这三个CMOS倒相器产生自激振荡，从而构成环形振荡器。

2.一种如权利要求1所述的硅基低漏电流固支梁栅的环形振荡器的制备方法，其特征在于该环形振荡器的制备方法如下：

1).准备P型Si衬底；

2).进行P型Si衬底的初始氧化，形成一层SiO₂层；

3).进行光刻，刻出N阱注入孔的图形，用于制作PMOS管；

4).对N阱进行掺杂注入，形成N阱；

5).去除表面氧化层，提供平整的硅表面；

6).底氧生长；

7).涂覆光刻胶，去除下拉电极处的光刻胶；

8).淀积一层多晶硅，其厚度为0.3μm；

9).去除剩余光刻胶以及光刻胶上的多晶硅，形成下拉电极；

10).沉积氮化硅并光刻氮化硅，保留下拉电极上的氮化硅和有源区的氮化硅；

11).进行场氧化；

12).去除底氧层和有源区的氮化硅；

13).进行栅氧化，并对有源区进行氧化，生长一层氧化层；

14).涂覆光刻胶，去除固支梁的锚区位置的光刻胶；

15).淀积一层多晶硅，其厚度为0.3μm；

16).去除剩余光刻胶以及光刻胶上的多晶硅，形成多晶硅锚区；

17).淀积并光刻聚酰亚胺牺牲层：在Si衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺牺牲层，要求填满凹坑；光刻聚酰亚胺牺牲层，仅保留固支梁下方的牺牲层；

18).蒸发淀积Al，形成固支梁图形；

19).涂覆光刻胶，保留固支梁栅上方的光刻胶；

20).反刻Al，形成固支梁栅极；

21).涂覆光刻胶，光刻出硼的注入孔，注入硼，形成PMOS管有源区；

22).涂覆光刻胶，光刻出磷的注入孔，注入磷，形成NMOS管有源区；

23).光刻并刻蚀接触孔、引线、电源线和地线；

24).释放聚酰亚胺牺牲层，形成悬浮的固支梁栅。