硅基低漏電流固支梁柵場效應晶體管差分放大器的制造方法
【技術(shù)領域】
[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晶體管MOSFET差分放大器，屬于微電子機械系統(tǒng)的技術(shù)領域。
【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)展至納米級別，相應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雜，呈現(xiàn)出了數(shù)?；旌系臓顟B(tài)，同時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，而過高的功耗會使得芯片過熱，晶體管的工作特性會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使芯片壽命降低，而且會影響芯片的穩(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)，它能夠在對差模信號進行放大的同時抑制共模信號，從而有效抑制溫度等外界因素變化對電路的影響，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重，MEMS技術(shù)的發(fā)展使得制造具有可動柵的晶體管成為可能，具有可動柵的晶體管可以有效降低柵極電壓帶來的柵極漏電流，進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差分對換為具有固支梁柵的MOSFET差分對，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晶體管差分放大器由兩個NMOS管即第一固支梁柵NMOS管、第二固支梁柵NMOS管和一個恒流源構(gòu)成，上述兩個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NMOS管的漏極分別與電阻相接，電阻作為負載使用，兩個電阻共同與電源電壓相接，u in在兩個NMOS管的柵極之間輸入，u out在兩個NMOS管的漏極和負載電阻之間輸出；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計的與NMOS管的閾值電壓相等，只有當該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管反型導通，當所加電壓小于NMOS管的閾值電壓時固支梁柵就不能下拉，固支梁柵NMOS管就不能導通，當差分放大器在交流信號的作用下處于工作態(tài)時，兩個NMOS管交替導通，當NMOS管處于關斷態(tài)時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，防止交流信號通過地流失，將交流信號u in通過錨區(qū)加在兩個NMOS管的固支梁柵之間上；當交流信號處于正半周時使差分對中的第一固支梁柵NMOS管的固支梁柵下拉并且導通，第二固支梁柵NMOS管處于關斷狀態(tài)，當交流信號處于負半周時則相反，使差分放大器中兩個NMOS管隨著交流信號處于一通一斷交替變化的狀態(tài)，當NMOS管處于關斷態(tài)時其固支梁柵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，所以當交流信號u in輸入以后，該差分放大器就可以實現(xiàn)對此交流信號的放大并輸出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的固支梁柵，該NMOS管處于關斷狀態(tài)時，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和一個恒流源3構(gòu)成，兩個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NMOS管的漏極分別與電阻相接，電阻作為負載使用，兩個電阻共同與電源電壓相接，信號在兩個NMOS管的柵極之間輸入，在兩個NMOS管的漏極和負載電阻之間輸出；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，整個電路制作在P型硅襯底11上。
[0015]在工作狀態(tài)時，該差分放大器的兩個固支梁柵NMOS管的下拉電極10通過高頻扼流圈接地，將交流信號υ in通過錨區(qū)7加在兩個NMOS管的固支梁柵6之間上，該交流信號足夠大，當它處于正半周時可以使差分對中的NMOS管I的固支梁柵6下拉并且導通，NMOS管2處于關斷狀態(tài)，當交流信號u in處于負半周時則相反，這樣就使差分放大器中兩個NMOS管隨著交流信號u in處于一通一斷交替變化的狀態(tài)，當NMOS管處于關斷態(tài)時其固支梁柵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，所以當交流信號u in輸入以后，該差分放大器就可以實現(xiàn)對此交流信號的放大并輸出u out，所用公式為U0ut =AvX u in，其中Av是該差分放大器的增