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美國半導(dǎo)體研發(fā)聯(lián)盟機構(gòu)Semiconductor Research (SRC)與康耐爾大學(xué)(Cornell University)合作發(fā)表一種微機電系統(tǒng)(MEMS)晶體管，并可提供給SRC聯(lián)盟成員采用，做為CMOS芯片上的時序(timing)解決方案。 這種MEMS-JFET元件是在硅晶振諧器(resonator)上制作一個結(jié)場效應(yīng)晶體管(junction field-effect transistor，JFET)，同時提供放大與堅若磐石的機械性參考功能，以做為芯片上的信道選擇濾波器(channel-select filters)與振蕩器(oscillator)。“我們相信此一研發(fā)成果，將促成射頻信號源與硅芯片上其他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整合在絕緣層上硅 (silicon-on-insulator，SoI)基板上。在制程中，位于單晶硅振諧器下方的氧化物犧牲層會被蝕刻，使其懸浮；利用pn結(jié)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。 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芯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振蕩器芯片。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)其相噪(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。 |
