[发明专利]硅基低漏电流固支梁栅MOSFET或非门的RS触发器

说明书

技术领域

本发明提出了硅基低漏电流固支梁栅MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或非门的RS触发器，属于MEMS(微电子机械系统)的技术领域。

背景技术

上世纪五十年代以来微电子技术的巨大发展推动了整个IT行业的兴盛，使得世界加速进入互联网时代，集成电路作为微电子技术的重中之重，也是显现出了强势的增长趋势，随着集成电路设计行业的不断发展，各种有特殊用途的芯片和电路被设计出来，这些芯片和电路都能实现自己特定的功能。但是近年来，芯片电路的集成规模越来越大，芯片内晶体管的散热和静态功耗问题变得越来越严重，芯片内温度的改变会影响晶体管和集成电路工作的稳定性。伴随着移动终端迅猛发展，而电池技术的发展遇到了前所未有的瓶颈，所以降低芯片功耗和散热的问题就显得尤为重要。

RS触发器电路作为数字电路的重要组成部分，它是各种具有复杂功能的触发器电路的基本构成部分，由于RS触发器电路的基础性，在中央处理器等数字式电路中有巨大的应用，所以对RS触发器电路的功耗和温度的控制就显得十分重要，由常规MOS管组成的RS触发器，随着集成度的提升，功耗变得越来越严重，功耗过大带来的芯片过热问题会严重影响集成电路的性能，MEMS技术的发展使得制造具有可动栅的晶体管成为可能，具有可动栅的晶体管可以有效降低栅极电压带来的栅极漏电流，进而降低RS触发器电路的功耗。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种硅基低漏电流固支梁栅MOSFET或非门的RS触发器，将传统RS触发器中采用的两个由常规MOS管构成的或非门换为两个由固支梁栅NMOS管构成的或非门(即四个具有固支梁栅的NMOS管)，可以有效地减小栅极漏电流从而降低电路的功耗。

技术方案：本发明是一种硅基低漏电流固支梁栅MOSFET或非门的RS触发器，包括由第一固支梁栅NMOS管和第二固支梁栅NMOS管组成的第一或非门，由第三固支梁栅NMOS管和第四固支梁栅NMOS管组成的第二或非门，每个或非门串接一个电阻，该RS触发器制作在P型硅衬底上，四个固支梁栅即NMOS管的栅极悬浮在二氧化硅层之上，用Al制作而成；固支梁栅的两端分别固定在两个锚区上，锚区用多晶硅制作在二氧化硅层上，N+有源区是NMOS管的源极和漏极，源极和漏极通过通孔与引线连接，下拉电极在固支梁栅下的部分被二氧化硅层覆盖；其中第一或非门的输出端通过导线与第二或非门的一个输入端相接，同样第二或非门的输出端也通过导线与第一或非门的一个输入端相连接，形成完全对称的结构；RS触发器有两个外接信号输入端分别是S_D和R_D，以及两个输出端Q和Q'。

所述的RS触发器所用的固支梁栅依靠锚区的支撑悬浮在二氧化硅层上方；NMOS管的固支梁栅的下拉电压设计的与NMOS管的阈值电压相等，只有当NMOS管的固支梁栅上所加的电压大于NMOS管的阈值电压时，其固支梁栅才能下拉并接触二氧化硅层从而使固支梁栅NMOS管反型导通，当所加电压小于NMOS管的阈值电压时固支梁栅就不能下拉，当该RS触发器在输入信号的作用下处于工作态时，两个NMOS管就在导通或者截止状态之间变化，当NMOS管处于关断态时其固支梁栅就处于悬浮态。

组成RS触发器的第一或非门、第二或非门中的两个NMOS管的源极连接在一起共同接地，两个NMOS管的栅极都是数字信号的输入端，两个NMOS管的漏极连接在一起然后通过电阻与电源电压相接，数字信号在两个NMOS管的栅极上输入，在两个NMOS管的漏极与其共同的负载电阻之间输出。

所述的电阻的阻值设置为当其中任意一个NMOS管导通时，相比于导通的NMOS管，该电阻5的阻值足够大可使得输出为低电平，当两个NMOS管都不能导通时，相比于截止的NMOS管，该电阻的阻值足够小可使得输出为高电平。