硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)舗mos相位檢測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提出了硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器，屬于微電子機(jī)械 系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于近代微波通信技術(shù)雷達(dá)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是線性調(diào)頻脈沖多普勒和相控 陣?yán)走_(dá)的發(fā)展，在時(shí)域里就必須考慮信號(hào)波形的問(wèn)題。所以對(duì)相位的測(cè)量和計(jì)量有較高的 要求。要使信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)而不產(chǎn)生相位失真，就必須滿足傳遞函數(shù)的幅值保持不變和 相位是頻率的線性函數(shù)。所以，在這些領(lǐng)域中微波相位檢測(cè)器有著重要的作用和意義。
[0003] 同時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)基于M0S管的相位檢測(cè)器而言，隨著工藝水平的提高，M0S電路按 比例縮小所帶來(lái)的諸如熱載流子效應(yīng)、集成度增加、封裝密度增加等一系列可靠性問(wèn)題是 集成電路向低壓低功耗方向發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。本發(fā)明即是基于Si工藝設(shè)計(jì)一種具有極低 柵極漏電流的雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢 測(cè)器，在大規(guī)模集成電路中，由于柵極漏電流的存在增加了相位檢測(cè)器在工作中的功耗，而 漏電流在本發(fā)明中得到有效的降低。此外，傳統(tǒng)的集成電路中的信號(hào)放大模塊與相位檢測(cè) 模塊是獨(dú)立分開的，分開的電路模塊不僅提高了成本，而且無(wú)形中增加了功率消耗；而本 發(fā)明將信號(hào)放大模塊與相位檢測(cè)模塊集成到一起，應(yīng)用雙固支梁可動(dòng)?xùn)胚x通不同的輸入信 號(hào)，使得同一電路可以在信號(hào)放大與相位檢測(cè)兩種不同模式下切換，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電路多種 功能、低功耗、低成本。
[0005] 技術(shù)方案：本發(fā)明的硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器是由雙固支 梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管和低通濾波器組成；該雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管基于Si襯底，與傳統(tǒng)工藝 不同，其柵極不是附在氧化層上的多晶硅而是一個(gè)懸浮在氧化層的上方的A1制固支梁。
[0006] 本發(fā)明的硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器由雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S 管和低通濾波器構(gòu)成，雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管為增強(qiáng)型，制作在P型Si襯底上，輸入引線 由多晶硅制作，固支梁可動(dòng)?xùn)诺膬啥斯潭ㄔ阱^區(qū)上，固支梁可動(dòng)?xùn)诺闹胁繎腋≡跂叛趸瘜?上方，錨區(qū)制作在P型襯底上，下拉電極制作在雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管的柵氧化層的兩側(cè)， 下拉電極上方是一層絕緣層，偏置電壓經(jīng)高頻扼流圈輸入固支梁可動(dòng)?xùn)派?，下拉電極接地； NM0S管有源區(qū)位于柵氧化層的兩旁并與引線10連接。
[0007] 所述的固支梁可動(dòng)?xùn)?，其下拉偏置電壓設(shè)計(jì)為等于雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管的閾 值電壓；當(dāng)固支梁可動(dòng)?xùn)派系碾妷盒∮陂撝惦妷簳r(shí)，固支梁可動(dòng)?xùn)攀菓腋≡跂叛趸瘜拥纳?方，而只有在固支梁可動(dòng)?xùn)派系碾妷哼_(dá)到或大于閾值電壓時(shí)固支梁可動(dòng)?xùn)挪艜?huì)下拉到貼在 柵氧化層上，柵氧化層下方產(chǎn)生溝道，從而使雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管導(dǎo)通；
[0008] 待測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)通過(guò)兩個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)泡斎?，?dāng)兩個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)牛?)都被 下拉時(shí)，待測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)通過(guò)雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢MOS管實(shí)現(xiàn)信號(hào)相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器 后，濾除高頻分量得到與相位差相關(guān)的分量完成相位檢測(cè)，輸出相位檢測(cè)信號(hào)；當(dāng)雙固支梁 可動(dòng)?xùn)臢M0S管的僅其中一個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)疟幌吕瓡r(shí)，對(duì)應(yīng)下方為反型層溝道；另外一個(gè)固 支梁可動(dòng)?xùn)盘幱趹腋顟B(tài)，對(duì)應(yīng)下方為高阻區(qū)，形成一個(gè)反型層溝道與高阻區(qū)串聯(lián)的高擊 穿電壓放大器，被選通的信號(hào)經(jīng)過(guò)雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管輸出放大信號(hào)，從而使得同一電 路可以在信號(hào)放大與相位檢測(cè)兩種不同模式下切換。
[0009] 雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管的固支梁可動(dòng)?xùn)诺南吕秒妷涸O(shè)計(jì)為與M0S管的閾值 電壓相等。所以在本發(fā)明中的NM0S管工作中，當(dāng)在柵極上的電壓小于閾值電壓時(shí)，固支梁 可動(dòng)?xùn)攀菓腋≡跂叛趸瘜拥纳戏剑挥性跂艠O上的電壓達(dá)到或大于閾值電壓時(shí)，固支梁 可動(dòng)?xùn)挪艜?huì)被下拉到貼在柵氧化層上，柵氧化層下方形成溝道，從而使NM0S管導(dǎo)通。相比 于傳統(tǒng)的NM0S管，本發(fā)明中的NM0S管的固支梁在懸浮狀態(tài)時(shí)柵氧化層中的場(chǎng)強(qiáng)較小，因此 漏電流也大大減小。
[0010] 此外，傳統(tǒng)的集成電路中的信號(hào)放大模塊與相位檢測(cè)模塊是獨(dú)立分開的，分開的 電路模塊不僅提高了成本，并且無(wú)形中增加了功率消耗；而本發(fā)明將信號(hào)放大模塊與相位 檢測(cè)模塊集成到一起，應(yīng)用雙固支梁可動(dòng)?xùn)胚x通不同的輸入信號(hào)，使得同一電路可以在信 號(hào)放大與相位檢測(cè)兩種不同模式下切換，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電路多種功能、低功耗、低成本。而且， 當(dāng)只有一個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)疟幌吕?，其?duì)應(yīng)下方形成反型層溝道；另外一個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)盘?于懸浮狀態(tài)，對(duì)應(yīng)下方為高阻區(qū)；有利于增大器件反向擊穿電壓。
[0011] 有益效果：本發(fā)明的硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器能有效的減 小柵極漏電流，具有較低的柵極漏電流功耗。同時(shí)，本發(fā)明的相位檢測(cè)器將信號(hào)放大模塊與 相位檢測(cè)模塊集成到一起，通過(guò)雙固支梁可動(dòng)?xùn)诺南吕瓉?lái)選通不同的輸入信號(hào)，就可以在 同一電路下實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大與相位檢測(cè)兩種不同模式下切換，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電路多種功能、低 功耗、低成本。此外，當(dāng)只有一個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)疟幌吕瓕?dǎo)通，其對(duì)應(yīng)下方形成反型層溝道；另 外一個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)盘幱趹腋顟B(tài)，對(duì)應(yīng)下方為高阻區(qū)；有利于增大反向擊穿電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器的俯視圖。
[0013] 圖2為圖1硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器的P-P'向的剖面圖。
[0014] 圖3為圖1硅基低漏電流雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S相位檢測(cè)器的A-A'向的剖面圖。
[0015] 圖4為圖1雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管的兩個(gè)固支梁均下拉時(shí)的溝道示意圖。
[0016] 圖5為圖1雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管的單個(gè)固支梁下拉時(shí)的溝道示意圖。
[0017] 圖中包括：雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管1，P型Si襯底2,輸入引線3,柵氧化層4,固 支梁可動(dòng)?xùn)?,下拉電極6,絕緣層7,錨區(qū)8,匪0S管有源區(qū)9,引線10,通孔11，低通濾波器 12,高頻扼流圈13,相位檢測(cè)輸出14,信號(hào)放大輸出15。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明是由雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管1與低通濾波器12級(jí)聯(lián)構(gòu)成，雙固支梁可動(dòng) 柵NM0S管1為增強(qiáng)型，基于P型Si襯底2制作，輸入引線3是多晶硅制作。本發(fā)明中的 NM0S管的柵極懸浮在柵氧化層4的上方，形成固支梁可動(dòng)?xùn)?。固支梁可動(dòng)?xùn)?的兩個(gè)錨 區(qū)8制作在P型Si襯底2上。下拉電極6制作在固支梁可動(dòng)?xùn)?的正下方，NMOS柵氧化 層4的兩側(cè)。下拉電極6上方是絕緣層7。偏置電壓經(jīng)高頻扼流圈13輸入固支梁可動(dòng)?xùn)? 上，下拉電極6接地。
[0019] 本發(fā)明中的雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管1為增強(qiáng)型，固支梁可動(dòng)?xùn)?的下拉偏置電壓 設(shè)計(jì)為與M0S管的閾值電壓相等。所以在本發(fā)明中的雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管工作中，在固 支梁可動(dòng)?xùn)?上的電壓小于閾值電壓時(shí)，固支梁可動(dòng)?xùn)?是懸浮在柵氧化層4的上方，而只 有在固支梁可動(dòng)?xùn)?上的電壓達(dá)到或大于閾值電壓時(shí)，固支梁可動(dòng)?xùn)?才會(huì)下拉到貼在柵 氧化層上，柵氧化層下方產(chǎn)生溝道，從而使雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管導(dǎo)通。通過(guò)控制固支梁 可動(dòng)?xùn)?的下拉來(lái)選通不同的輸入信號(hào)，從而使得同一電路可以在信號(hào)放大與相位檢測(cè)兩 種不同模式下切換，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電路多種功能、低功耗、低成本。其兩種模式工作原理可以 解釋如下：
[0020] 相位檢測(cè)模式：如圖4所示當(dāng)雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管1的兩個(gè)固支梁可動(dòng)?xùn)?都 被下拉時(shí)，雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管1下方形成溝道，輸入信號(hào)通過(guò)雙固支梁可動(dòng)?xùn)臢M0S管 1實(shí)現(xiàn)信號(hào)相乘，經(jīng)低通濾波器12,濾除高頻分量得到與相位差相關(guān)的分量完成相位檢測(cè)， 輸出相位檢測(cè)信號(hào)14。具體地，參考信號(hào)妾到電位接近于地的輸入固支梁可動(dòng)?xùn)?,有 較靈敏的控制作用；而待測(cè)信號(hào)uts接在較高的固支梁可動(dòng)?xùn)? ;直流偏置應(yīng)使雙固支梁可 動(dòng)?xùn)臢M0S管1工作在放大區(qū)。此時(shí)NM0S管的漏級(jí)輸出電流為：