本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET(金属氧化物半导体场 效应晶体管）或非门的RS触发器，属于微电子机械系统（MEMS)的
技术介绍
目前集成电路已经进入了超深亚微米时代，随着器件尺寸的不断减小，集成度的 不断提高，功耗问题变得日益突出，严重制约了集成电路小型化的发展，集成电路的低功耗 设计已经成为一个重要的课题。触发器是构成数字集成电路系统的基本构件，被广泛的应 用于计算机、通信和许多其他的系统中，其中RS触发器是构成其它各种功能触发器的基本 组成部分。近年来，由于MEMS技术的快速发展，对梁结构有了比较深入的研宄，使基于Si 基COMS(互补金属氧化物半导体）工艺设计的低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET成为可能， 实现了基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门的RS触发器。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种基于硅基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门的RS触发器，双悬臂梁作为MOSFET的可动栅极，为信号的输入端，通过双悬臂梁开 关HEMT实现或非门功能，最后由两个或非门组合成RS触发器，电路结构得到简化，使用的 晶体管数量减少，同时也减低了电路功耗。 技术方案：本专利技术的基于硅基低漏电流双悬臂梁可动栅或非门的RS触发器的两 个悬臂梁可动栅N型MOSFET制作在P型Si衬底上，沟道栅氧化层的上方有两个对称设计 的悬臂梁，材料为Au，作为MOSFET的可动栅，其下拉电压设置为MOSFET的阈值电压，悬臂 梁的一端固定在锚区上，锚区与输入引线相连，作为信号的输入端，悬臂梁的另一端悬浮在 沟道栅氧化层和下拉电极上，锚区和输入引线的制备材料为多晶Si，下拉电极上覆盖一层 绝缘的氮化硅介质层；其中左边的一个N型MOSFET的输入引线与上拉电阻相连作为一个 输出端5，相应的，另一个N型MOSFET的输入引线与上拉电阻相连作为另一个输出端Q，源 极接地，实现或非门逻辑功能，当两个悬臂梁的输入引线都输入低电平时，悬臂梁处于悬浮 态，沟道处于非导通状态，漏极输出为高电平。当至少一个悬臂梁的输入引线上输入高电平 时，输入高电平的悬臂梁被下拉，沟道处于导通状态，漏极输出为低电平。 所述该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 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8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，由于没有栅极漏电流，使得电路中的功耗被有效地降低。 有益效果：本专利技术相对于现有的RS触发器具有以下优点： 1.本专利技术通过两个双悬臂梁开关HEMT实现或非门，结构简单，减少了晶体管的数 量，降低了成本； 2.本专利技术通过采用悬臂梁结构，HMET的导通和关断差异明显，有效地减少了RS触 发器的逻辑错误； 3.本专利技术由于采用悬臂梁结构，使RS触发器在悬臂梁处于悬浮态时漏电流减小， 从而有效地降低了功耗。【附图说明】 图1为本专利技术基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门的RS触发器的 俯视图， 图2为本专利技术Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET的P-P'向的剖面图， 图3为本专利技术Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET的A-A'向的剖面图， 图4为Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET在悬臂梁下拉时的沟道示意图。 图中包括：P型Si衬底1，栅氧化层2,氮化硅介质层3,下拉电极4,输入引线5,悬 臂梁锚区6,源极7,漏极8,悬臂梁9,有源区引线孔10,源漏引线11，上拉电阻12。【具体实施方式】 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅 MOSFET或非门的RS触发器。该RS触发器由直流偏置源、上拉电阻、双悬臂梁可动栅结构的 N型MOSFET构成；N型MOSFET为耗尽型，制作在Si衬底上，沟道栅氧化层的上方有两个对 称设计的悬臂梁，材料为Au，作为MOSFET的可动栅，其下拉电压设置为MOSFET的阈值电压， 悬臂梁横跨在锚区上，锚区与输入引线相连，作为信号输入端，锚区和输入引线的制备材料 为多晶Si，悬臂梁的下面各分布着一个下拉电极，下拉电极上覆盖一层绝缘的氮化硅介质 层。 双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的漏极与上拉电阻相连，源极接地，实现或非 门逻辑功能。当两个悬臂梁的输入引线都输入低电平时，悬臂梁处于悬浮态，沟道处于非导 通状态，漏极输出为高电平。当至少一个悬臂梁的输入引线上输入高电平时，输入高电平的 悬臂梁被下拉，沟道处于导通状态，漏极输出为低电平。RS触发器由两个基于Si基双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的或非门电路构 成；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。 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做进一步说明。 参见图1-4,本专利技术提出了一种基于Si基低漏电流双悬臂梁可动栅MOSFET或非门 的RS触发器。该RS触发器由直流偏置源、上拉电阻12、双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET 构成；N型MOSFET为耗尽型，制作在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9,材料为Au，作为MOSFET的可动栅，其下拉电压设置为MOSFET的阈值电压，悬臂 梁9横跨在悬臂梁锚区6上，悬臂梁锚区6与输入引线5相连，作为信号输入端，悬臂梁锚 区6和输入引线5的制备材料为多晶Si，悬臂梁9的下面各分布着一个接地的下拉电极4， 下拉电极4上覆盖一层绝缘的氮化硅介质层3。 双悬臂梁可动栅结构的N型MOSFET的漏极8与上拉电阻12相连，源极7接地，实 现或非门逻辑功能。当两个悬臂梁的输入引线5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9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。基于Si基 双悬臂梁可动栅MOSFET实现的或非门电路对应的真值表如下：RS触发器由两个或非门电路组合而成，其中每一个Si基双悬臂梁可动栅结构的N 型MOSFET的漏极8连接到当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于硅基低漏电流双悬臂梁可动栅或非门的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(9)，材料为Au，作为MOSFET的可动栅，其下拉电压设置为MOSFET的阈值电压，悬臂梁(9)的一端固定在锚区(6)上，锚区(6)与输入引线(5)相连，作为信号的输入端，悬臂梁(9)的另一端悬浮在沟道栅氧化层(2)和下拉电极(4)上，锚区(6)和输入引线(5)的制备材料为多晶Si，下拉电极上覆盖一层绝缘的氮化硅介质层(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相应的，另一个N型MOSFET的输入引线(5)与上拉电阻(12)相连作为另一个输出端Q，源极(7)接地，实现或非门逻辑功能，当两个悬臂梁(9)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(9)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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖小平，严嘉彬，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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