[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

摘要

本发明是一种硅基低漏电流固支梁栅的环形振荡器及其制备方法，该环形振荡器由三个CMOS倒相器首尾相接而构成，而这三个CMOS倒相器是由具有MEMS固支梁栅的NMOS和PMOS组成。整个环形振荡器基于Si衬底制作，其中的NMOS和PMOS的栅极是悬浮在栅氧化层上方的固支梁，该固支梁由Al制作，在固支梁栅下方有两个下拉电极，其中NMOS固支梁栅下方的下拉电极是接地的，而POMS固支梁栅下方的下拉电极是接电源电压的，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，固支梁栅的下拉电压设计为MOS管的阈值电压的绝对值。本发明极大的减小了栅极漏电流，有效的降低了直流功耗。

主权项

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。