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用于電且機械連接的單片集成晶體管和MEMS/NEMS器件的結(jié)構(gòu)和方法與流程

文檔序號:12009188閱讀:來源:國知局
用于電且機械連接的單片集成晶體管和MEMS/NEMS器件的結(jié)構(gòu)和方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種包括集成的NEMS/MEMS機械和JFET結(jié)構(gòu)的器件,包括:第一絕緣層,其限定:(i)所述器件的主平面;和(ii)在所述主平面上的任何給定點處垂直于所述主平面的橫向方向;以及第一半導體層;其中:所述第一半導體層和所述第一絕緣層被單片地集成為堆疊結(jié)構(gòu);所述堆疊結(jié)構(gòu)包括第一NEMS/MEMS區(qū)域;所述堆疊結(jié)構(gòu)的所述第一NEMS/MEMS區(qū)域被構(gòu)建、連接、定尺寸、成形和/或放置成第一NEMS/MEMS機械運行,所述第一NEMS/MEMS機械包括第一移動部件;所述半導體層包括第一主表面和第二主表面,其在橫向方向上間隔開;所述第一半導體層包括第一JFET結(jié)構(gòu);所述第一JFET結(jié)構(gòu)包括:以下的JFET區(qū)域:源極區(qū)域、漏極區(qū)域、第一柵極區(qū)域和導電溝道區(qū)域;所述第一JFET的這些JFET區(qū)域整體延伸穿過所述第一半導體層的橫向尺度;x型是第一摻雜類型(p或n型);y型是第二摻雜類型(p或n型);所述第一JFET結(jié)構(gòu)的導電溝道區(qū)域被x型摻雜并且所述第一柵極被y型摻雜到一定程度,以使得在所述器件運行期間:(i)所述第一JFET結(jié)構(gòu)的所述導電溝道將形成耗盡部分和未耗盡部分;以及(ii)所述耗盡部分,如由運行條件所確定地,將夾斷所述第一JFET結(jié)構(gòu)的所述導電溝道;所述第一JFET被電連接到所述第一NEMS/MEMS機械;所述絕緣層是電絕緣的,以使得在所述器件運行期間在所述絕緣層中沒有電流流動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中:所述第一半導體層還包括:y型摻雜的第二柵極區(qū)域;所述第一柵極區(qū)域被定尺寸、成形和/或放置為相對于所述第二柵極區(qū)域;以及所述導電溝道位于所述第一柵極區(qū)域與所述第二柵極區(qū)域之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件,其中y型是p型摻雜而x型是n型摻雜。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件,其中y型是n型摻雜而x型是p型摻雜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中y型是p型摻雜而x型是n型摻雜。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件,還包括放大器,其中第一JFET組成放大器的至少一部分。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器件,其中所述第一移動部件包括懸臂梁構(gòu)件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件,其中浮動電位部分位于所述懸臂梁構(gòu)件中。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件,其中浮動電位部分位于第一NEMS/MEMS機械中,但位于所述第一移動部件外面。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中:所述堆疊結(jié)構(gòu)還包括第二NEMS/MEMS區(qū)域;所述堆疊結(jié)構(gòu)的第二NEMS/MEMS區(qū)域被構(gòu)建、連接、定尺寸、成形和/或放置成第二NEMS/MEMS機械運行,其中所述第二NEMS/MEMS機械包括第一移動部件;所述第一半導體層包括第二JFET結(jié)構(gòu),其每個區(qū)域延伸穿過所述第一半導體層的整個橫截面方向,從與所述絕緣層相鄰的所述第一半導體層的所述主表面到所述第一半導體層的對面的主表面;所述第二JFET結(jié)構(gòu)包括:源極區(qū)域、漏極區(qū)域、第一柵極區(qū)域和導電溝道區(qū)域;所述第二JFET結(jié)構(gòu)的所述導電溝道區(qū)域被n型摻雜,并且所述第一柵極被p型摻雜到一定程度,以使得在所述器件運行期間:(i)所述第二JFET結(jié)構(gòu)的所述導電溝道將形成耗盡部分和未耗盡部分,以及(ii)耗盡部分,如由運行條件所確定地,將夾斷所述第二JFET結(jié)構(gòu)的所述導電溝道;所述第二JFET被電連接到所述第二NEMS/MEMS機械。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中:所述第一絕緣層由二氧化硅制成;以及所述第一半導體層由硅制成。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件,還包括第二半導體層,其中所述第一半導體層、所述第二半導體層、和所述絕緣層被單片集成為所述堆疊結(jié)構(gòu),以使得所述絕緣層被放置在所述第一半導體層與所述第二半導體層之間。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件,還包括第一金屬層,其中:所述第一半導體層被放置在所述第一金屬層與所述第一絕緣層之間。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的器件,其中:所述第一金屬層包括可移動的部分;所述第一金屬層的可移動的部分以疊層堆疊關(guān)系地附著到所述第一NEMS/MEMS機械的所述第一移動部件。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件,其中所述第一金屬層至少部分由金屬硅化物組成。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件,其中所述第一金屬層至少部分由MoSi2組成。17.一種制作JFET結(jié)構(gòu)的方法,所述JFET結(jié)構(gòu)包括第一絕緣層和第一半導體層,所述方法包括以下步驟:將所述第一半導體層和所述第一絕緣層單片地形成在堆疊結(jié)構(gòu)中,以使得所述第一半導體層包括所述JFET結(jié)構(gòu),從而使得所述JFET結(jié)構(gòu)與所述堆疊結(jié)構(gòu)的其它層互相電隔離;x型摻雜所述第一半導體層,穿過它的整個橫向方向,以在所述第一半導體層中形成源極區(qū)域;x型摻雜所述第一半導體層,穿過它的整個橫向方向,以在所述第一半導體層中形成漏極區(qū)域;x型輕摻雜所述第一半導體層,穿過它的整個橫向方向,以在所述第一半導體層中形成導電溝道;以及y型摻雜所述第一半導體層,穿過它的整個橫向方向,以在所述第一半導體層中形成第一柵極區(qū)域;其中:x型是第一摻雜類型(p或n型);y型是第二摻雜類型(p或n型);所述摻雜步驟創(chuàng)建位于所述第一半導體層內(nèi)的所述JFET結(jié)構(gòu);所述JFET結(jié)構(gòu)被構(gòu)建、定位和/或連接,以使得在所述JFET結(jié)構(gòu)運行期間:(i)第一JFET結(jié)構(gòu)的導電溝道將形成耗盡部分和未耗盡部分,以及(ii)所述耗盡部分,如由運行條件所確定地,將延伸以夾斷所述導電溝道。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,還包括以下步驟:y型摻雜所述第一半導體層,穿過它的整個橫向方向,在所述第一半導體層中形成第二柵極區(qū)域,以使得(i)所述第二柵極區(qū)域相對于所述第一柵極部分,以及(ii)所述導電溝道位于所述第一柵極部分與所述第二柵極部分之間。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中x型是n型以及y型是p型。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中所述摻雜步驟通過固態(tài)擴散來執(zhí)行。
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