另一个Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的输入引线5 上，而MOSFET未与漏极8相连的另外两个输入引线5分别作为RS触发器的R端口和S端 口。左边的为RS触发器的S端口，右边的为RS触发器的R端口，对应左边的漏极8为RS 触发器输出端口Q，右边的漏极8为RS触发器输出端口Q非。当R端输入为高电平时，S端 输入为低电平时，Q输出为高电平，Q非输出为低电平，触发器置1;当R端输入为低电平、S 端输入为高电平时，Q输出为低电平，Q非输出为高电平，触发器置〇 ;当RS端均输入为低电 平时，触发器保持状态不变；RS端输入均为高电平时，触发器状态不确定。
[0024] 当悬臂梁8的输入为低电平而处于悬浮态时，由于没有栅极漏电流，使得电路中 的功耗被有效地降低。
[0025] 本发明的Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET制备方法如下：
[0026] 1)准备P型Si衬底1 ;
[0027] 2)底氧生长；
[0028] 3)沉淀氮化硅和有源区光刻；
[0029] 4)场氧化；
[0030] 5)去除氣化娃和底氧层；
[0031] 6)进行栅氧化，形成栅氧层2,调整阈值电压，使N型MOSFET为增强型；
[0032] 7)沉淀多晶Si并光刻、刻蚀多晶Si图形，形成悬臂梁锚区6和输入引线5。
[0033] 8)蒸发生长A1;
[0034] 9)涂覆光刻胶，保留下拉电极4上方的光刻胶；
[0035] 10)反刻A1，形成下拉电极4;
[0036] 11)外延生长一层0. 1ym的SixUg缘层；
[0037] 12)涂覆光刻胶，保留下拉电极4上的光刻胶；
[0038] 13)利用反应离子刻蚀，形成下拉电极4上的氮化硅介质层3;
[0039] 14)通过旋涂方式形成PMGI牺牲层，然后光刻牺牲层，仅保留MOSFET沟道上的光 刻胶；
[0040] 15)蒸发生长Al;
[0041] 16)涂覆光刻胶，保留悬臂梁9位置的光刻胶；
[0042] 17)反刻A1，形成悬臂梁9栅；
[0043] 18)磷（P)离子注入形成N+源区7和漏区8 ;
[0044] 19)制作源漏区通孔10和引线11 :涂覆光刻胶，去除源漏电极接触区的光刻胶，真 空蒸发金锗镍/金，剥离，合金化形成欧姆接触；
[0045] 20)释放聚酰亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除MEMS悬臂梁9下的聚酰亚胺牺牲层， 去离子水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常温下挥发，晾干。
[0046] 区分是否为该结构的标准如下：
[0047] 本发明的基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门的RS触发器，具有两 个可动的悬臂梁作为栅极，共同控制N型MOSFET的工作状态。悬臂梁下方各有一个下拉电 极，下拉电极接地，下拉电极上覆盖一层绝缘的氮化硅介质层，悬臂梁其下拉电压的大小设 置为MOSFET栅极工作电压。悬臂梁横跨在锚区上，锚区与输入引线相连，信号的输入端。 基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET用于实现或非门逻辑，当MOSFET两个输入为低 电平时，悬臂梁都处于悬浮状态，此时MOSFET沟道处于非导通状态，漏极输出为高电平；当 至少一个输入端为高电平时，高电平对应的悬臂梁被下拉，此时MOSFET的沟道处于导通状 态，漏极输出为低电平。由两个基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET实现的或非门 电路构成RS触发器，其中每一个Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的漏极连接到另 一个Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的输入引线上，而MOSFET未与漏极相连的另 外两个输入引线分别作为RS触发器的R端口和S端口。当悬臂梁的输入为低电平而处于 悬浮态时，栅极漏电流极低，有效地降低了功耗。
[0048] 满足以上条件的结构即视为本发明的基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET 或非门的RS触发器。
【主权项】
1. 一种基于娃基低漏电流双悬臂梁可动栅或非口的RS触发器，其特征是；该RS触发 器的两个悬臂梁可动栅N型MOSFET制作在P型Si衬底（1)上，沟道栅氧化层（2)的上方 有两个对称设计的悬臂梁巧），材料为Au，作为MOSFET的可动栅，其下拉电压设置为MOSFET 的阔值电压，悬臂梁（9)的一端固定在错区做上，错区做与输入引线妨相连，作为信 号的输入端，悬臂梁巧）的另一端悬浮在沟道栅氧化层（2)和下拉电极（4)上，错区（6)和 输入引线巧）的制备材料为多晶Si,下拉电极上覆盖一层绝缘的氮化娃介质层（3); 其中左边的一个N型MOSFET的输入引线（5)与上拉电阻（12)相连作为一个输出端巧， 相应的，另一个N型MOSFET的输入引线妨与上拉电阻相连作为另一个输出端Q，源 极（7)接地，实现或非口逻辑功能，当两个悬臂梁巧）的输入引线都输入低电平时，悬臂梁 (9)处于悬浮态，沟道处于非导通状态，漏极（8)输出为高电平。当至少一个悬臂梁巧）的 输入引线（5)上输入高电平时，输入高电平的悬臂梁（9)被下拉，沟道处于导通状态，漏极 (8)输出为低电平。2. 根据权利要求1所述的基于娃基低漏电流双悬臂梁可动栅或非口的RS触发器，其特 征是；该RS触发器由两个基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET实现的或非口电路构 成RS触发器，其中每一个Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的漏极8连接到另一个 Si基双悬臂梁可动栅结构的N型M0S阳T的输入引线（5)上，而M0S阳T未与漏极（8)相连 的另外两个输入引线（5)分别作为RS触发器的R端口和S端口；当悬臂梁的输入为低电平 而处于悬浮态时，由于没有栅极漏电流，使得电路中的功耗被有效地降低。
【专利摘要】本发明的基于硅基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门的RS触发器，原理和结构简单，由基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET实现的或非门电路构成RS触发器，降低成本的同时减小了功耗。由于悬臂梁结构在非工作状态时的漏电流极低，有效地降低了功耗。在MOSFET沟道上方对称设计的两个悬臂梁作为可动栅极，在悬臂梁下方各有一个下拉电极，下拉电极上覆盖着一层绝缘的氮化硅介质层。当MOSFET两个输入为低电平时，悬臂梁都处于悬浮状态，MOSFET处于非导通状态，漏极输出为高电平；当至少一个输入端为高电平时，高电平对应的悬臂梁被下拉，此时MOSFET处于导通状态，漏极输出为低电平，从而实现了或非门逻辑功能。
【IPC分类】H03K3/012
【公开号】CN104935297
【申请号】CN201510379369
【发明人】廖小平, 严嘉彬
【申请人】东南大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月1日