專利名稱：Mems靜態(tài)存儲器及mems可編程器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲器以及互連結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS靜態(tài)存儲器及其存儲單元、MEMS可編程器件及其MEMS開關(guān)盒和MEMS連接盒。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種存儲器在電子設(shè)備中得到了廣泛的使用。根據(jù)存儲器的原理以及結(jié)構(gòu)的不同，存儲器可以分為靜態(tài)存儲器(SRAM)、動態(tài)存儲器(DRAM)、閃速存儲器(Flash)、只讀存儲器(ROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)等。其中，由于靜態(tài)存儲器具有讀寫速度快、無需刷新等優(yōu)點，因此廣泛用作內(nèi)存、高速緩存等。
另外，存儲器還廣泛應(yīng)用于可編程器件，如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable GateArray)等，以對其中的可編程邏輯單元、可編程互連結(jié)構(gòu)進行配置?？删幊袒ミB結(jié)構(gòu)主要包括開關(guān)盒(SB，Switch Block)和連接盒(CB，Connection Block)，實現(xiàn)信號在可編程互連結(jié)構(gòu)中的傳輸走向的改變。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種開關(guān)盒10的結(jié)構(gòu)示意圖，包括多條橫向的連接線LO 至L9、多條縱向的連接線CO至C9，在橫向和縱向的連接線的交叉點設(shè)置有連線開關(guān)10a，使得從一個方向輸入的信號可以通過配置向其他三個方向中的任意一個傳輸。圖2示出了圖 1中區(qū)域IOa的放大結(jié)構(gòu)，即其中的一個連線開關(guān)的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，所述連線開關(guān)包括6 個MOS晶體管，其中晶體管Pl串接在連接線LO的兩端之間，晶體管P2串接在連接線C9的兩端之間，晶體管P3的兩端分別連接連接線LO的第一端和連接線C9的第一端，晶體管P4 的兩端分別連接連接線LO的第一端和連接線C9的第二端，晶體管P5的兩端分別連接連接線C9的第二端和連接線LO的第二端，晶體管P6的兩端分別連接連接線C9的第一端和連接線LO的第二端，各晶體管的柵極分別連接至SRAM中的各個存儲單元，通過對SRAM的編程來控制各個晶體管的通斷，以實現(xiàn)信號走向的改變。
需要說明的是，圖1所示的僅是現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)盒中的一種，為Disjoint型，此外還有Wilton型、Universal型等多種。
圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種連接盒11的結(jié)構(gòu)示意圖，包括多條橫向的連接線LO 至L3，多條縱向的連接線CO至C3，橫向的連接線和縱向的連接線的交叉點設(shè)置有連線連接單元11a，以使得沿橫向的連接線傳輸?shù)男盘杻H沿橫向傳輸，或同時沿橫向和縱向傳輸。圖 4示出了圖3中區(qū)域Ila的放大結(jié)構(gòu)，即其中的一個連線連接單元的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，所述連線連接單元包括1個MOS晶體管，其源漏兩極分別連接橫向的連接線LO和縱向的連接線 C3，該MOS晶體管的柵極連接至SRAM中的某一存儲單元，通過對SRAM的編程可以控制晶體管的通斷狀態(tài)，從而實現(xiàn)對信號走向的編程。
現(xiàn)有技術(shù)的SRAM的存儲單元由6個MOS晶體管構(gòu)建而成，在讀取“ 1”的過程中相應(yīng)的位線需要經(jīng)由一 PMOS晶體管連接至電源電壓完成讀取過程，在讀取“0”的過程中相應(yīng)的位線需要經(jīng)由一 NMOS晶體管連接至電源地完成讀取過程，隨著器件特征尺寸的不斷減小，SRAM的電源電壓也不斷減小，使得讀出信號的信號完整性(Si，Signal Integrity)較差。SRAM產(chǎn)生的信號完整性較差，會影響包括該SRAM的連接盒、可編程器件等的性能。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種MEMS靜態(tài)存儲器及其存儲單元、MEMS可編程器件及其MEMS開關(guān)盒和MEMS連接盒，改善信號完整性。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MEMS靜態(tài)存儲單元，包括三個MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，
第一 MEMS開關(guān)器件的第一端和第二端分別輸入邏輯低電平和邏輯高電平；
第二 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一 MEMS開關(guān)器件的控制端，控制端連接寫字線，第三端連接寫位線；
第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第三端連接讀位線，控制端連接讀字線，第二端連接所述第一 MEMS開關(guān)器件的第三端。
可選的，所述MEMS開關(guān)器件包括
第一參考電極和第二參考電極；
第一連接端，與所述第一端相連；
第二連接端，與所述第二端相連；
第三連接端，與所述第三端相連；
可動極板，位于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
可選的，所述可動極板包括
至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；
與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
可選的，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
可選的，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
可選的，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；
所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；
所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。
可選的，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第一參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
可選的，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第二參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MEMS靜態(tài)存儲器，包括多個上述MEMS靜態(tài)存儲單元，各存儲單元成陣列排布。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MEMS開關(guān)盒，包括至少一個連線開關(guān)，所述連線開關(guān)包括第一連線節(jié)點至第四連線節(jié)點，第一 MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件， 所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，
第一 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第二連線節(jié)點，第三端連接所述第一連線節(jié)點；
第二 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第三連線節(jié)點，第三端連接所述第四連線節(jié)點；
第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第三連線節(jié)點，第三端連接所述第一連線節(jié)點；
第四MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一連線節(jié)點，第三端連接所述第四連線節(jié)點；
第五MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第四連線節(jié)點，第三端連接所述第二連線節(jié)點；
第六MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第二連線節(jié)點，第三端連接所述第三連線節(jié)點；
所述第一 MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件的控制端分別接收外部控制信號。
可選的，所述MEMS開關(guān)器件包括
第一參考電極和第二參考電極；
第一連接端，與所述第一端相連；
第二連接端，與所述第二端相連；
第三連接端，與所述第三端相連；
可動極板，于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
可選的，所述可動極板包括
至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；
與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
可選的，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
可選的，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
可選的，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；
所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；
所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。8
可選的，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第一參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
可選的，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第二參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
可選的，所述第一 MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件的控制端分別連接至六個上述任一項所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MEMS連接盒，包括多個連線連接單元，所述連線連接單元包括第一連線、第二連線和MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，所述MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一連線，第三端連接所述第二連線，控制端接收外部控制信號。
可選的，所述MEMS開關(guān)器件包括
第一參考電極和第二參考電極；
第一連接端，與所述第一端相連；
第二連接端，與所述第二端相連；
第三連接端，與所述第三端相連；
可動極板，位于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
可選的，所述可動極板包括
至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；
與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
可選的，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
可選的，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
可選的，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；
所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；
所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。
可選的，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第一參考電極的導電層表面形成有絕緣層。
可選的，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
可選的，所述第二參考電極的導電層表面形成有絕緣層。
可選的，所述MEMS開關(guān)器件的控制端連接上述任一項所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MEMS可編程器件，包括上述MEMS開關(guān)盒和/或上述MEMS連接盒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本技術(shù)方案采用MEMS(Micro-Electro-mechanical System，微機電系統(tǒng))開關(guān)來實現(xiàn)靜態(tài)存儲器及其存儲單元，改善了信號完整性。
進一步的，本技術(shù)方案中的MEMS開關(guān)器件采用優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，使用導電層帶動導電接觸端移動，實現(xiàn)第三連接端與第一連接端電性導通或與第二連接端電性導通，由于在讀取過程中，相應(yīng)的讀取位線是通過第三連接端和第一連接端或者第二連接端直接連接至邏輯高電平或邏輯低電平，從而改善了信號完整性。
此外，本技術(shù)方案中優(yōu)選的MEMS開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)的漏電流較小，有利于降低相應(yīng)的MEMS靜態(tài)存儲單元、MEMS靜態(tài)存儲器以及MEMS可編程器件的功耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種開關(guān)盒的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中區(qū)域IOa的放大結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)的一種連接盒的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3中區(qū)域Ila的放大結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明實施例中的MEMS開關(guān)器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5所示的MEMS開關(guān)器件沿a-a、b_b方向的組合剖面結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實施例的MEMS開關(guān)器件的第三連接端與第二連接端電性導通時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖8是圖7所示的MEMS開關(guān)器件沿a-a、b_b方向的組合剖面結(jié)構(gòu)示意圖9是本發(fā)明實施例的MEMS開關(guān)器件的等效符號示意圖10是本發(fā)明實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖11是圖10中所示MEMS靜態(tài)存儲單元的等效符號示意圖12是本發(fā)明實施例的MEMS開關(guān)盒中的連線開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖13是本發(fā)明實施例的MEMS連接盒中的連線連接單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)有技術(shù)的SRAM的存儲單元主要由6個MOS晶體管構(gòu)成，受CMOS工藝的限制，其信號完整性較差。
MEMS技術(shù)主要基于半導體加工工藝，能夠?qū)?fù)雜的機械和電路結(jié)構(gòu)集成在一微小系統(tǒng)中，實現(xiàn)復(fù)雜功能。本技術(shù)方案采用MEMS開關(guān)器件來實現(xiàn)SRAM，由于本技術(shù)方案中的 MEMS開關(guān)器件為機械式電性導通和關(guān)斷的，因此，在同等工藝條件下(例如相當?shù)奶卣鞒叽缦?，能夠顯著改善信號完整性。
本技術(shù)方案進一步采用優(yōu)選的MEMS開關(guān)器件結(jié)構(gòu)，使用導電層帶動導電接觸端移動，實現(xiàn)第三連接端與第一連接端電性導通或與第二連接端電性導通，由于在讀取過程中，相應(yīng)的讀取位線是通過第三連接端和第一連接端或者第二連接端直接連接至邏輯高電平或邏輯低電平，從而改善了信號完整性。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。
本實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元主要包括3個MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，第一 MEMS開關(guān)器件的第一端和第二端分別輸入邏輯低電平和邏輯高電平；第二MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一MEMS開關(guān)器件的控制端，控制端連接寫字線，第三端連接寫位線；第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第三端連接讀位線，控制端連接讀字線，第二端連接所述第一 MEMS開關(guān)器件的第三端。
圖5示出了本實施例中的MEMS開關(guān)器件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6示出了圖5中的MEMS開關(guān)器件沿a-a、b_b方向的組合剖面結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖5和圖6，本實施例的MEMS開關(guān)器件包括第一連接端33，與所述第一端相連；第二連接端32，與所述第二端相連；第三連接端31，與所述第三端相連；可動極板20 ；第一參考電極沈、第二參考電極25，所述可動極板20位于所述第一參考電極沈和所述第二參考電極25之間，受所述控制端的控制，可以在第一參考電極沈、第二參考電極25之間移動；當所述可動極板20靠近第二參考電極25時，第三連接端31和第二連接端32通過可動極板20電性導通(參考圖 7和圖8)；當所述可動極板20靠近第一參考電極沈時，第三連接端31和第一連接端33通過可動極板20電性導通(沒有在圖示中表示出第三連接端31和第一連接端33電性導通， 本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)第三連接端31和第二連接端32電性導通的例子，可以獲知在什么情況下，第三連接端31和第一連接端33電性導通)。
所述可動極板20包含至少一層導電層21，與所述控制端相連，通過控制所述導電層21和所述第一參考電極沈、所述第二參考電極25之間的電勢差，使所述導電層21在所述第一參考電極26和第二參考電極25之間移動；與所述導電層21絕緣的導電接觸端 22，在所述導電層21移動靠近第二參考電極25時，導電層21帶動所述導電接觸端22實現(xiàn)第三連接端31和第二連接端32之間的電性導通，在所述導電層21移動靠近第一參考電極 26時，帶動所述導電接觸端22實現(xiàn)第三連接端31和第一連接端33之間的電性導通。在本發(fā)明的具體實施例中，可動極板20包括兩層導電層21，在每一層導電層21的表面具有絕緣層23，可動極板20通過兩連接端M固定在基底40表面的介質(zhì)層41上，兩連接端M與導電層21電性連接，通過兩連接端M可以對導電層21施加電壓。而且，在該具體實施例中， 兩連接端M以及絕緣層23起到支撐架的作用，起到支撐可動極板20的作用。導電接觸端 22具有兩延伸端，分別為第一延伸端221和第二延伸端222，通過第一延伸端221和第二延伸端222可以使第三連接端31和第一連接端33電性導通、第三連接端31和第二連接端32 電性導通，其中，第一延伸端221用于與第三連接端31接觸，第二延伸端222用于與第一連接端33、第二連接端32接觸。
通過控制第一參考電極沈、第二參考電極25以及可動極板20的導電層21之間的電勢差，可以使可動極板20在第一參考電極沈和第二參考電極25之間移動，使第三連接端31和第一連接端33通過所述導電接觸端22電性導通，或者，第三連接端31和第二連接端32通過所述導電接觸端22電性導通。參考圖7和圖8，當在第一參考電極沈施加邏輯高電平，例如第一參考電極26接電源正極，對第一參考電極沈施加電源電壓，第二參考電極25施加邏輯低電平，例如第二參考電極25接地，對第二參考電極25施加零電壓，同時通過連接端M對導電層21施加邏輯高電平，即電源電壓時，第二參考電極25和導電層21 之間存在電勢差，兩者之間存在吸引力(包括靜電效應(yīng)、鐵電效應(yīng)、電容效應(yīng))，因此，可動極板20在吸引力的作用下向第二參考電極25方向移動，使導電接觸端22連接第三連接端 31和第二連接端32，即第一延伸端221與第三連接端31接觸、第二延伸端222與第二連接端32接觸，從而使第三連接端31和第二連接端32電性導通。需要說明的是，在此只說明了第三連接端31和第二連接端32電性導通的實例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)此教導，可以毫無疑問的獲知第三連接端31和第一連接端33電性導通的情況?？偟膩碚f，當?shù)谝粎⒖茧姌O 26和導電層21之間存在電勢差，從而存在吸引力時，第三連接端31和第一連接端33電性導通；當?shù)诙⒖茧姌O25和導電層21之間存在電勢差，從而存在吸引力時，第三連接端31 和第二連接端32電性導通。
在本技術(shù)方案中，導電層21至少為一層，在一優(yōu)選的實施例中，導電層21為兩層的疊層結(jié)構(gòu)，與一層導電層21相比可以增大導電層21與第一參考電極沈、第二參考電極 25之間的作用力，從而可以增大MEMS開關(guān)器件的靈敏度。在導電層21表面上形成的絕緣層23可以防止第二參考電極25與導電層21接觸。
本實施例中，所述導電接觸端22的表面經(jīng)過鈍化處理，優(yōu)選的，所述第一延伸端 221和第二延伸端222的表面經(jīng)過鈍化處理。所述鈍化處理指的是表面經(jīng)過氧化處理，形成氧化層的薄層，經(jīng)過氧化鈍化后，一方面并不影響所述導電接觸端22的導電性，又能防止導電接觸端22與第三連接端31、第一連接端33和第二連接端32接觸時產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
在本發(fā)明的具體實施例中，所述第二參考電極25位于基底40上，具體為，位于基底40表面上的介質(zhì)層41上，所述第一參考電極沈位于所述第二參考電極25上方，第一參考電極26和第二參考電極25包括至少一層導電層，可動極板20位于第一參考電極沈和第二參考電極25之間。在本發(fā)明的其他實施例中，也可以沒有基底40。
在本發(fā)明的具體實施例中，所述第三連接端31包括第二連接部312和第一連接部 311，其中第二連接部312和第一連接部311是電性連接的，圖中并沒有示出第二連接部312 和第一連接部311的電性連接關(guān)系。所述第一連接部311和所述第一連接端33在同一金屬層，且相互絕緣；所述第二連接部312和所述第二連接端32在同一金屬層，且相互絕緣。 并且第一參考電極沈和第二參考電極25均分別包括一層導電層，在第一參考電極沈與可動極板20靠近的表面具有絕緣層27，以防止在可動極板20靠近第一參考電極沈時，第一參考電極26與導電層21接觸。在本發(fā)明的具體實施例中，第二參考電極25的表面沒有絕緣層，這是因為與其相對的可動極板20有絕緣層23，可以防止第二參考電極25與導電層 21接觸，當然，第二參考電極25的表面也可以具有絕緣層。
在本發(fā)明具體實施例中，可動極板20包括的導電層21的材料可以為鋁、鈦、銅、 鈷、鎳、鉭、鉈、鉬、銀、金等或其組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導電材料。導電接觸端22的材料可以為鋁、鈦、銅、鈷、鎳、鉭、鉈、鉬、銀、金等或其組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導電材料。第一參考電極26和第二參考電極25的材料可以為鋁、鈦、銅、鈷、鎳、 鉭、鉈、鉬、銀、金等或其組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導電材料。第三連接端31、第一連接端33和第二連接端32的材料可以為鋁、鈦、銅、鈷、鎳、鉭、鉈、鉬、銀、金等或其組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導電材料。
導電層21表面的絕緣層23的材料為SiO2, Si3N4，SiNx, SiON, SiCOx等等。第一參考電極沈表面的絕緣層的材料為Si02，Si3N4, SiNx, SiON, SiCOx等等。
在本發(fā)明具體實施例中，基底40可以為單晶硅或硅鍺(SiGe)，也可以是絕緣體上硅(SOI)，還可以包括其它的材料，例如銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵。 在基底40內(nèi)還可以具有MOS器件。
需要說明的是，以上所述僅是本發(fā)明的一個具體實施例，在其他實施例中，第一連接端、第二連接端和第三連接端的分布方式也不限于圖示所示的方式，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他方式，可以對其做相應(yīng)的變動，然而均不脫離本發(fā)明的精神。例如，在其他實施例中，第二連接部312可以作為第二連接端，第一連接部311可以作為第一連接端，第二連接端32和第一連接端33電性連接后共同作為第三連接端。
圖9示出了本實施例的MEMS開關(guān)器件的等效符號示意圖，包括控制端A、第一端 B、第二端C和第三端D，控制端A可以控制所述第三端D與第一端B或第二端C電性導通， 或者與二者都斷開。其中，控制端A與所述可動極板中的導電層相連，第一端B與所述第一連接端相連，第二端C與所述第二連接端相連，第三端D與所述第三連接端相連。為了簡化， 本文后續(xù)的附圖和描述都使用圖9所示的等效結(jié)構(gòu)。
圖10示出了本實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一 MEMS開關(guān)器件Ml，其第一端Bl和第二端Cl分別輸入邏輯低電平VCC-和邏輯高電平VCC+ ；第二 MEMS 開關(guān)器件M2，其第一端B2為高阻，其第二端C2連接所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml的控制端 Al，其控制端A2連接寫字線writeword，其第三端D2連接寫位線writebit ；第三MEMS開關(guān)器件M3，其第一端B3為高阻，其第三端D3連接讀位線readbit，其控制端A3連接讀字線 readword，其第二端C3連接所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml的第三端D1。其中高阻狀態(tài)可以用多晶硅等材料實現(xiàn)。
對于本實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元，在進行寫操作時，通過譯碼后，寫字線 writeword被選通，使得第二 MEMS開關(guān)器件M2的第三端D2與第二端C2電性導通，寫位線 writebit與第一 MEMS開關(guān)器件Ml的控制端Al電性導通，電荷通過寫位線writebit進入第一 MEMS開關(guān)器件Ml的可動極板中的導電層，根據(jù)所述第一 MEMS開關(guān)器件中導電接觸端的實際連接，其第三端Dl連接至邏輯高電平VCC+或邏輯低電平VCC-，從而完成了寫操作。
在進行讀操作時，讀字線readword被譯碼選通，使得第三MEMS開關(guān)器件的第三端 D3與第二端C3電性導通，從而使得第一 MEMS開關(guān)器件Ml的第三端Dl與讀位線readbit 電性導通，從而可以通過讀位線readbit讀取第一 MEMS開關(guān)器件Ml中存儲的數(shù)據(jù)，若所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml的第三端Dl連接至邏輯高電平VCC+，則讀出結(jié)果為“ 1 ”，若連接邏輯低電平VCC-，則讀出結(jié)果為“0”。由于讀取的過程是讀位線readbit通過MEMS開關(guān)器件的相應(yīng)電極直接連接至邏輯高電平VCC+或邏輯低電平VCC-，因此其信號質(zhì)量較好，具有較好的信號完整性。此外，本實施例的MEMS開關(guān)器件的漏電流較小，有利于降低MEMS靜態(tài)存儲單元的功耗。
由于邏輯高電平VCC+和邏輯低電平VCC- —般是由外部的電源模塊提供的，因此， 讀取過程并不會造成第一 MEMS開關(guān)器件Ml中的導電層上的電荷的減少，從而不需要DRAM 中必須的刷新操作，實現(xiàn)了靜態(tài)存儲。由于本實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元僅需要3個MEMS13開關(guān)器件，且采用圖5和圖6中所示的優(yōu)選的MEMS開關(guān)器件結(jié)構(gòu)，各個MEMS靜態(tài)存儲單元可以疊放，因此本實施例的MEMS靜態(tài)存儲單元所占的面積較小，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的集成度。
圖11為圖10所示的MEMS靜態(tài)存儲單元的等效符號示意圖，為了簡化，后續(xù)的附圖和描述中的MEMS靜態(tài)存儲單元都使用該等效符號示意圖。
本實施例還提供了由上述MEMS靜態(tài)存儲單元組成的MEMS靜態(tài)存儲器，包括多個成陣列排布的MEMS靜態(tài)存儲單元，同一行的MEMS靜態(tài)存儲單元共用同一讀字線和寫字線， 同一列的MEMS靜態(tài)存儲單元共用同一讀位線和寫位線。
本實施例還提供了一種MEMS開關(guān)盒，其結(jié)構(gòu)請繼續(xù)參考圖1，包括多條橫向的連接線和縱向的連接線以及交叉點上的連線開關(guān)10a。本實施例中的MEMS開關(guān)盒中的連線開關(guān)IOa的結(jié)構(gòu)請參考圖12，包括第一連線節(jié)點51、第二連線節(jié)點52、第三連線節(jié)點53和第四連線節(jié)點54，以及第一 MEMS開關(guān)器件Ml至第六MEMS開關(guān)器件M6，其中各個MEMS開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)請參考圖5至圖8及相關(guān)描述，這里不再贅述。
其中，第一 MEMS開關(guān)器件Ml的第一端Bl為高阻，第二端Cl連接所述第二連線節(jié)點52，第三端Dl連接所述第一連線節(jié)點51 ；第二 MEMS開關(guān)器件M2的第一端B2為高阻，第二端C2連接所述第三連線節(jié)點53，第三端D2連接所述第四連線節(jié)點M ；第三MEMS開關(guān)器件M3的第一端B3為高阻，第二端C3連接所述第三連線節(jié)點53，第三端D3連接所述第一連線節(jié)點51 ；第四MEMS開關(guān)器件M4的第一端B4為高阻，第二端C4連接所述第一連線節(jié)點 51,第三端D4連接所述第四連線節(jié)點M ；第五MEMS開關(guān)器件M5的第一端B5為高阻，第二端C5連接所述第四連線節(jié)點M，第三端D5連接所述第二連線節(jié)點52 ；第六MEMS開關(guān)器件 M6的第一端B6為高阻，第二端C6連接所述第二連線節(jié)點52，第三端D6連接所述第三連線節(jié)點53 ；所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml至第六MEMS開關(guān)器件M6的控制端Al至A6分別接收外部控制信號，用以實現(xiàn)各個MEMS開關(guān)器件的連接電性導通狀態(tài)，優(yōu)選的，本實施例中所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml至第六MEMS開關(guān)器件M6的控制端Al至A6分別連接至六個不同的上述實施例中所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線，即所述外部控制信號由六個不同的上述實施例中所述的MEMS靜態(tài)存儲單元提供，當然，在其他具體實施例中，所述外部控制信號也可以由現(xiàn)有技術(shù)中的其他存儲單元提供，如SRAM、EEPR0M等。所述MEMS靜態(tài)存儲單元的結(jié)構(gòu)和工作過程請參見前述實施例，這里就不再贅述。
在一具體實施例中，通過對各個MEMS靜態(tài)存儲單元的編程，可以實現(xiàn)互連結(jié)構(gòu)的配置，改變信號的走向。例如，信號從第一連線節(jié)點51輸入，若所述第一 MEMS開關(guān)器件Ml 的第三端Dl和第二端Cl電性導通，則信號由第一連線節(jié)點51傳輸至第二連線節(jié)點52 ；若所述第四MEMS開關(guān)器件M4的第三端D4和第二端C4電性導通，則信號由第一連線節(jié)點51 傳輸至第四連線節(jié)點討；若所述第三MEMS開關(guān)器件M3的第三端D3和第二端C3電性導通， 則信號由第一連線節(jié)點51傳輸至第三連線節(jié)點53 ；其他情況亦然。
本實施例還提供了一種MEMS連接盒，其結(jié)構(gòu)請繼續(xù)參考圖3，其中包括多個連線連接單元，所述連線連接單元的結(jié)構(gòu)如圖13所示，包括第一連線Li、第二連線L2和MEMS 開關(guān)器件M7，其中，所述MEMS開關(guān)器件M7的第一端B7為高阻，第二端C7連接所述第一連線Li，第三端D7連接所述第二連線L2，控制端A7接收外部控制信號，優(yōu)選的，所述控制端 A7連接上述實施例中所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線，即所述外部控制信號由上述實施例中所述的MEMS靜態(tài)存儲單元提供，當然，在其他具體實施例中，所述外部控制信號也可以由現(xiàn)有技術(shù)中的其他存儲單元提供，如SRAM、EEPROM等。所述MEMS開關(guān)器件和MEMS 靜態(tài)存儲單元的詳細說明請參見上述實施例，這里不再贅述。
在一具體實施例中，對于從第一連線Ll輸入的信號，可以通過對所述連線連接單元中的MEMS靜態(tài)存儲單元的編程，使該信號僅沿第一連線Ll傳輸，或同時沿第一連線Ll 和第二連線L2傳輸。
本實施例中還提供了相應(yīng)的MEMS可編程器件，包括上述MEMS開關(guān)盒和/或MEMS 連接盒，用作其中的可編程互連結(jié)構(gòu)，該MEMS可編程器件可以為FPGA等。
本實施例中，使用MEMS開關(guān)器件實現(xiàn)了 MEMS靜態(tài)存儲器及其存儲單元、MEMS開關(guān)盒、MEMS連接盒以及MEMS可編程器件，由于采用了優(yōu)選的MEMS開關(guān)器件結(jié)構(gòu)，從而改善了信號完整性，并可以通過MEMS開關(guān)器件的疊放減小電路面積。
綜上，本技術(shù)方案中優(yōu)選的MEMS開關(guān)器件可以利用CMOS工藝的后段工藝，只需要金屬層和絕緣層即可實現(xiàn)MEMS靜態(tài)存儲器及相應(yīng)的MEMS可編程互連結(jié)構(gòu)和MEMS可編程器件，簡化了工藝實現(xiàn)步驟；并且可以和標準CMOS工藝結(jié)合，可以在CMOS電路上層疊上述存儲器，從而降低整體電路的面積。同時，由于MEMS靜態(tài)存儲器單元輸出信號完全來自邏輯高、低電平，避免了輸出MOS管的影響，改善了信號完整性。而且本實施例中的MEMS開關(guān)器件的漏電流較小，有利于降低MEMS靜態(tài)存儲器、MEMS靜態(tài)存儲單元及MEMS可編程器件的功耗。
本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，包括三個MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，第一 MEMS開關(guān)器件的第一端和第二端分別輸入邏輯低電平和邏輯高電平； 第二 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一 MEMS開關(guān)器件的控制端，控制端連接寫字線，第三端連接寫位線；第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第三端連接讀位線，控制端連接讀字線，第二端連接所述第一 MEMS開關(guān)器件的第三端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述MEMS開關(guān)器件包括 第一參考電極和第二參考電極；第一連接端，與所述第一端相連； 第二連接端，與所述第二端相連； 第三連接端，與所述第三端相連；可動極板，位于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時， 所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述可動極板包括 至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述第一參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的MEMS靜態(tài)存儲單元，其特征在于，所述第二參考電極中的導CN 102543173 A電層表面形成有絕緣層。
11.一種MEMS靜態(tài)存儲器，其特征在于，包括多個權(quán)利要求1至10中任一項所述的 MEMS靜態(tài)存儲單元，各MEMS靜態(tài)存儲單元成陣列排布。
12.—種MEMS開關(guān)盒，包括至少一個連線開關(guān)，其特征在于，所述連線開關(guān)包括第一連線節(jié)點至第四連線節(jié)點，第一 MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，第一 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第二連線節(jié)點，第三端連接所述第一連線節(jié)點；第二 MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第三連線節(jié)點，第三端連接所述第四連線節(jié)點；第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第三連線節(jié)點，第三端連接所述第一連線節(jié)點；第四MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一連線節(jié)點，第三端連接所述第四連線節(jié)點；第五MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第四連線節(jié)點，第三端連接所述第二連線節(jié)點；第六MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第二連線節(jié)點，第三端連接所述第三連線節(jié)點；所述第一 MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件的控制端分別接收外部控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述MEMS開關(guān)器件包括第一參考電極和第二參考電極；第一連接端，與所述第一端相連；第二連接端，與所述第二端相連；第三連接端，與所述第三端相連；可動極板，位于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時， 所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述可動極板包括至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第一參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第二參考電極中的導電層表面形成有絕緣層。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的MEMS開關(guān)盒，其特征在于，所述第一MEMS開關(guān)器件至第六MEMS開關(guān)器件的控制端分別連接至六個如權(quán)利要求1至10中任一項所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線。
23.—種MEMS連接盒，包括多個連線連接單元，其特征在于，所述連線連接單元包括第一連線、第二連線和MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，所述MEMS 開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一連線，第三端連接所述第二連線，控制端接收外部控制信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述MEMS開關(guān)器件包括 第一參考電極和第二參考電極；第一連接端，與所述第一端相連； 第二連接端，與所述第二端相連； 第三連接端，與所述第三端相連；可動極板，位于所述第一參考電極和第二參考電極之間，受所述控制端的控制，可以在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動，當所述可動極板靠近所述第一參考電極時， 所述第三連接端通過所述可動極板與所述第一連接端電性導通，當所述可動極板靠近所述第二參考電極時，所述第三連接端通過所述可動極板與所述第二連接端電性導通。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述可動極板包括至少一層導電層，通過控制所述導電層和所述第一參考電極、所述第二參考極板之間的電勢差使所述可動極板在所述第一參考電極和第二參考電極之間移動；與所述導電層絕緣的導電接觸端，所述導電層帶動所述導電接觸端實現(xiàn)所述第三連接端與第一連接端或第二連接端之間的電性導通。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述導電層的表面還形成有絕緣層。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述導電接觸端的表面經(jīng)過鈍化處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求M所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述第三連接端包括第一連接部和第二連接部；所述第一連接部和所述第一連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接；所述第二連接部和所述第二連接端之間相互絕緣，可通過可動極板上的導電接觸端實現(xiàn)相互電性連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求M所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述第一參考電極包括至少一層導電層。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述第一參考電極的導電層表面形成有絕緣層。
31.根據(jù)權(quán)利要求M所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述第二參考電極包括至少一層導電層。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述第二參考電極的導電層表面形成有絕緣層。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的MEMS連接盒，其特征在于，所述MEMS開關(guān)器件的控制端連接如權(quán)利要求1至10中任一項所述的MEMS靜態(tài)存儲單元的讀位線。
34.一種MEMS可編程器件，其特征在于，包括權(quán)利要求12至22中任一項所述的MEMS 開關(guān)盒和/或權(quán)利要求23至33中任一項所述的MEMS連接盒。
全文摘要
一種MEMS靜態(tài)存儲器及MEMS可編程器件，MEMS靜態(tài)存儲器的存儲單元包括三個MEMS開關(guān)器件，所述MEMS開關(guān)器件包括第一端、第二端、第三端和控制端，所述控制端用于控制所述第三端與第一端和第二端中的一個電性導通，其中，第一MEMS開關(guān)器件的第一端和第二端分別輸入邏輯低電平和邏輯高電平；第二MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第二端連接所述第一MEMS開關(guān)器件的控制端，控制端連接寫字線，第三端連接寫位線；第三MEMS開關(guān)器件的第一端為高阻，第三端連接讀位線，控制端連接讀字線，第二端連接所述第一MEMS開關(guān)器件的第三端。本發(fā)明MEMS靜態(tài)存儲單元的輸出信號完全來自邏輯高、低電平，改善了信號完整性。
文檔編號G11C13/00GK102543173SQ20101061821
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者唐德明, 張鐳, 江偉輝, 許程凱 申請人:上海麗恒光微電子科技有限公司