硅基低漏電流固支梁柵場效應(yīng)晶體管差分放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出了硅基低漏電流固支梁柵金屬氧化物場效應(yīng)晶體管MOSFET差分放大器，屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著微電子技術(shù)的深入發(fā)展，如今晶體管的尺寸已經(jīng)發(fā)展至納米級(jí)別，相應(yīng)的集成電路單位面積的集成度仍然在不斷地提升，芯片的功能也日趨復(fù)雜，呈現(xiàn)出了數(shù)?；旌系臓顟B(tài)，同時(shí)芯片的處理速度越來越高。隨之而來的就是集成電路的功耗問題，而過高的功耗會(huì)使得芯片過熱，晶體管的工作特性會(huì)受到溫度的影響而發(fā)生改變，所以過熱的芯片溫度不僅會(huì)使芯片壽命降低，而且會(huì)影響芯片的穩(wěn)定性。由于電池技術(shù)的發(fā)展遭遇了前所未有的技術(shù)瓶頸，所以找到一種低功耗的解決方案就顯得十分重要。
[0003]差分放大器電路是模擬電路中一種重要的電路結(jié)構(gòu)，它能夠在對(duì)差模信號(hào)進(jìn)行放大的同時(shí)抑制共模信號(hào)，從而有效抑制溫度等外界因素變化對(duì)電路的影響，差分放大電路這種良好的性能使其越來越多的被集成在各種芯片之中。常規(guī)的差分放大器隨著集成度的提升功耗問題變得越來越嚴(yán)重，MEMS技術(shù)的發(fā)展使得制造具有可動(dòng)?xùn)诺木w管成為可能，具有可動(dòng)?xùn)诺木w管可以有效降低柵極電壓帶來的柵極漏電流，進(jìn)而降低差分放大器電路的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器，將傳統(tǒng)差分放大器中采用的常規(guī)MOSFET差分對(duì)換為具有固支梁柵的MOSFET差分對(duì)，可以有效地減小柵極漏電流從而降低電路的功耗。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的硅基低漏電流固支梁柵場效應(yīng)晶體管差分放大器由兩個(gè)NMOS管即第一固支梁柵NMOS管、第二固支梁柵NMOS管和一個(gè)恒流源構(gòu)成，上述兩個(gè)NMOS管的源極連接在一起，共同與下方恒流源相連，恒流源的另一端接地，兩個(gè)NMOS管的漏極分別與電阻相接，電阻作為負(fù)載使用，兩個(gè)電阻共同與電源電壓相接，u in在兩個(gè)NMOS管的柵極之間輸入，u out在兩個(gè)NMOS管的漏極和負(fù)載電阻之間輸出；引線用Al制作，NMOS管的柵極懸浮在二氧化硅層的上方形成固支梁柵，固支梁柵的兩個(gè)錨區(qū)用多晶硅制作在二氧化硅層上，N+有源區(qū)是NMOS管的源極和漏極，源極和漏極通過通孔與引線連接，下拉電極在固支梁柵下的部分被二氧化硅層覆蓋，整個(gè)電路制作在P型硅襯底上。
[0006]所述的固支梁柵并不是直接緊貼在二氧化硅層上方，而是依靠錨區(qū)的支撐懸浮在二氧化硅層上方；固支梁柵的下拉電壓設(shè)計(jì)的與NMOS管的閾值電壓相等，只有當(dāng)該NMOS管的固支梁柵上所加的電壓大于NMOS管的閾值電壓，該固支梁柵才能下拉并接觸二氧化硅層從而使固支梁柵NMOS管反型導(dǎo)通，當(dāng)所加電壓小于NMOS管的閾值電壓時(shí)固支梁柵就不能下拉，固支梁柵NMOS管就不能導(dǎo)通，當(dāng)差分放大器在交流信號(hào)的作用下處于工作態(tài)時(shí)，兩個(gè)NMOS管交替導(dǎo)通，當(dāng)NMOS管處于關(guān)斷態(tài)時(shí)其固支梁柵就處于懸浮態(tài)，差分放大器具有較小的直流漏電流。
[0007]所述的第一固支梁柵NMOS管、第二固支梁柵NMOS管的下拉電極通過高頻扼流圈接地，防止交流信號(hào)通過地流失，將交流信號(hào)u in通過錨區(qū)加在兩個(gè)NMOS管的固支梁柵之間上；當(dāng)交流信號(hào)處于正半周時(shí)使差分對(duì)中的第一固支梁柵NMOS管的固支梁柵下拉并且導(dǎo)通，第二固支梁柵NMOS管處于關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)交流信號(hào)處于負(fù)半周時(shí)則相反，使差分放大器中兩個(gè)NMOS管隨著交流信號(hào)處于一通一斷交替變化的狀態(tài)，當(dāng)NMOS管處于關(guān)斷態(tài)時(shí)其固支梁柵6就處于懸浮狀態(tài)，這就有效的降低了該差分放大器中的MOSFET的柵極漏電流，所以當(dāng)交流信號(hào)u in輸入以后，該差分放大器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)此交流信號(hào)的放大并輸出υ outo
[0008]有益效果:本發(fā)明的硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器由于具有可動(dòng)的固支梁柵，該NMOS管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，其固支梁柵及就處于懸浮狀態(tài)，減小了柵極直流漏電流，使本發(fā)明中的差分放大器的功耗得到了有效地降低。
【附圖說明】
[0009]圖1是硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器的俯視圖，
[0010]圖2是硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器的Α_Α’向的剖面圖，
[0011]圖3是硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器的Β_Β’向的剖面圖，
[0012]圖4是硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器的原理圖，
[0013]圖中包括:第一固支梁柵NMOS管1、第二固支梁柵NMOS管2，恒流源3，引線4，二氧化硅層5，固支梁柵6，錨區(qū)7，N+有源區(qū)8，通孔9，下拉電極10，P型硅襯底11。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的硅基低漏電流固支梁柵MOSFET差分放大器主要是由第一固支梁柵NMOS管1、第二固支梁柵NMOS管2和一個(gè)恒流源3構(gòu)成，兩個(gè)NMOS管的源極連接在一起，共同與下方恒流源3相連，恒流源的另一端接地，兩個(gè)NMOS管的漏極分別與電阻相接，電阻作為負(fù)載使用，兩個(gè)電阻共同與電源電壓相接，信號(hào)在兩個(gè)NMOS管的柵極之間輸入，在兩個(gè)NMOS管的漏極和負(fù)載電阻之間輸出；引線4用Al制作，NMOS管的柵極懸浮在二氧化硅層5的上方形成固支梁柵6，固支梁柵6的兩個(gè)錨區(qū)7用多晶硅制作在二氧化硅層5上，N+有源區(qū)8是NMOS管的源極和漏極，源極和漏極通過通孔9與引線4連接，下拉電極10在固支梁柵6下的部分被二氧化硅層5覆蓋，整個(gè)電路制作在P型硅襯底11上。
[0015]在工作狀態(tài)時(shí)，該差分放大器的兩個(gè)固支梁柵NMOS管的下拉電極10通過高頻扼流圈接地，將交流信號(hào)υ in通過錨區(qū)7加在兩個(gè)NMOS管的固支梁柵6之間上，該交流信號(hào)足夠大，當(dāng)它處于正半周時(shí)可以使差分對(duì)中的NMOS管I的固支梁柵6下拉并且導(dǎo)通，NMOS管2處于關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)交流信號(hào)u in處于負(fù)半周時(shí)則相反，這樣就使差分放大器中兩個(gè)NMOS管隨著交流信號(hào)u in處于一通一斷交替變化的狀態(tài)，當(dāng)NMOS管處于關(guān)斷態(tài)時(shí)其固支梁柵6就處于懸浮狀態(tài)，這就有效的降低了該差分放大器中的MOSFET的柵極漏電流，所以當(dāng)交流信號(hào)u in輸入以后，該差分放大器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)此交流信號(hào)的放大并輸出u out，所用公式為U0ut =AvX u in，其中Av是該差分放大器的增