新研發(fā)MEMS電晶體號稱能與CMOS電路整合

美國半導(dǎo)體研發(fā)聯(lián)盟機構(gòu)Semiconductor Research (SRC)與康乃爾大學(xué)(Cornell University)合作發(fā)表一種微機電系統(tǒng)(MEMS)電晶體，并可提供給SRC聯(lián)盟成員采用，做為 CMOS 晶片上的時序(timing)解決方案。
這種 MEMS-JFET 元件是在矽晶振諧器(resonator)上制作一個接面電晶體(junction field-effect transistor，JFET)，同時提供放大與堅若磐石的機械性參考功能，以做為晶片上的通道選擇濾波器(channel-select filters)與振蕩器(oscillator)?！肝覀兿嘈糯艘谎邪l(fā)成果，將促成射頻訊號源與矽晶片上其他CMOS電路的直接整合；」SRC元件科學(xué)資深總監(jiān)Kwok Ng表示。

研究人員是利用傳統(tǒng)的CMOS制程將 MEMS 與 JFET 整合在絕緣上覆矽(silicon-on-insulator，SOI)基板上。在制程中，位于單晶矽振諧器下方的氧化物犧牲層會被蝕刻，使其懸?。焕胮-n接面進行換能(transducer)，可讓該種JEFT在某個依據(jù)懸浮MEMS振蕩器面積來決定的頻率之下振蕩。


MEMS-JFET 構(gòu)造

利用這種MEMS-JFET產(chǎn)出的時序電路，應(yīng)可讓振蕩器與濾波器與CMOS晶片上的其他電路整合，不需要再額外使用目前所采用的、獨立的石英/CMOS/MEMS振蕩器晶片。新研發(fā)的整合制程據(jù)說也能制作出更高品質(zhì)、效能比傳統(tǒng)MEMS振諧器更高的元件，并可在GHz等級的頻率下運作。SRC所制作的原型能在1.61GHz頻率下運作，在室溫下的品質(zhì)因素(quality factor)可達到25,900。

由于該種元件不需要獨立的換能材料，研究團隊聲稱其溫度穩(wěn)定性也優(yōu)于傳統(tǒng)的MEMS元件；此外，因為新研發(fā)技術(shù)是采用主動式JFET做為放大器，研究人員強調(diào)其相位雜訊(phase noise)會比目前市面上的MEMS振蕩器低，使得閃爍雜訊(flicker noise)也能跟著降低。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： MEMS transistor integrated on CMOS，by R. Colin Johnson)