具有多栅极晶体管的压阻谐振器制造技术

实施例包含：包含第一鳍的第一非平面晶体管，第一鳍包含第一源极和漏极节点以及在第一源极与漏极节点之间的第一沟道；包含第二鳍的第二非平面晶体管，第二鳍包含第二源极和漏极节点以及在第二源极与漏极节点之间的第二沟道；在第一鳍上在第一源极与漏极节点之间以及在第二鳍上在第二源极与漏极节点之间的非平面栅极；以及包含在栅极与第一鳍之间的第一绝缘以及在栅极与第二鳍之间的第二绝缘；其中在采用交流(AC)激励栅极与第一鳍中至少一个时，栅极以第一频率机械地谐振以便在栅极上产生周期性力。本文描述了其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例处于半导体装置的领域，并且特别地是处于微电子机械系统 (MBl巧的领域。
技术介绍
振荡器可包含W所控制的频率产生周期性变化的输出的电路。滤波器可在选择性 地通过信号的某些元素同时排除该信号的其他元素的电路中实现。谐振器可包含电路，其 展现谐振行为（即，与在其他非谐振频率相比，在谐振频率W更大幅度自然地振荡）。振荡 器、滤波器、谐振器等可使用石英晶体、电感器和/或电容器W生成或提升（promote)某些 信号频率。【附图说明】 从所附权利要求书、一个或多个示例实施例的下面详细描述W及对应附图来看， 本专利技术的实施例的特征和优点将变得显而易见，附图中： 图1 (a)描绘本专利技术的实施例中的S栅极晶体管。图1化）包含在本专利技术的实施例 中W集体方式形成谐振器的一系列=栅极晶体管。 图2(a)描绘本专利技术的实施例中用于对谐振器激励（actuation)进行建模的平行 板电容器模型。图2(b)描绘本专利技术的实施例中的电容性激励。图2(c)描绘本专利技术的实施 例中多个=栅极谐振器的栅极内的机械谐振。图2(d)描绘本专利技术的实施例中压阻谐振器 (PZR)中的压阻感测。 图3 (a) - (C)包含本专利技术的实施例中的PZR，连同那个PZR的对应应力特性、频率特 性和电阻特性。图3(d)-(f)包含本专利技术的实施例中W多个操作模式执行的PZR，连同那个 PZR的对应应力特性、频率特性和电阻特性。 图4描绘随本专利技术的实施例使用的系统。【具体实施方式】 现将参考附图，其中相似结构可提供有相似的后缀参考标号。为了更清楚地示出 各种实施例的结构，本文所包含的附图是集成电路结构的图形表示。因此，所制作的集成电 路结构的实际外观例如在显微照相中可看起来不同，同时仍然结合所图示实施例的所要求 保护的结构。此外，附图可仅示出对于理解所图示的实施例有用的结构。本领域中已知的附 加结构可W不被包含W维持附图的清楚。"实施例"、"各种实施例"等指示如此描述的一个 或多个实施例可包含特定特征、结构或特性，但是不是每一个实施例必定包含该特定特征、 结构或特性。一些实施例可具有针对其他实施例所描述的特征中的一些、全部或一个也没 有。"第一"、"第二"、"第S"等描述公共对象并且指示相似对象的不同实例正被提及。运类 形容词不暗示如此描述的对象必须在时间上在空间上W分级或者W任何其他方式处于给 定顺序。"连接"可指示元件彼此直接物理或电气接触，并且"禪合"可指示元件彼此合作或 交互，但是它们可W或可W不直接物理或电气接触。而且，虽然类似或相同数字可用来指明 不同附图中的相同或类似部分，但是运样做不意味着包含类似或相同数字的全部附图组成 单个或相同实施例。 如上所提及的，常规振荡器、滤波器、谐振器等可使用石英晶体、电感器和/或 电容器W生成或提升某些信号频率。运类组件能够是昂贵的、不稳定的和/或具有太大 的覆盖区（foo化rint)(使它们不太适合于包含在例如同样可包含逻辑电路的"片上系 统"（SoC)上）。 考虑到对于振荡器、滤波器和谐振器的需要正在增加，运些缺点正变得更加严重。 例如，在无线系统中的频带的数量正在增长，并且因此所要求滤波器的数量也是如此。诸如 薄膜腔声谐振器（FBAR)的常规谐振器不与诸如互补金属氧化物半导体（CM0巧射频（RF) 收发器电路的无线系统主要组件集成。由于运个不集成，电路要求特别封装，运在不动产和 金融（realestateandfinances)方面是昂贵的。 然而，本文所描述的实施例帮助解决运些关注，因为例如运类实施例提供不要求 特别封装的片上谐振器（例如在与RF收发器电路相同的衬底上或在与处理器相同的衬底 上的谐振器）。运类实施例帮助减少谐振器覆盖区、简化封装并且降低生产无线系统的成 本。此外，实施例可应用于片上计时（clocking)。例如，代替具有用于全局计时的片外参考， 运种实施例使用片上振荡器的阵列来实现本地计时，片上振荡器与它们计时的电路单片地 集成。 实施例提供对使用谐振本体晶体管（RBT)的片上谐振器的改进。例如，各种机械 谐振器设及非常规材料，其提出基于娃衬底的装置的问题。并且，虽然与基于非常规材料的 那些相比基于娃RBT可与SiCMOS工艺更兼容，但是娃RBT仍然与诸如基于多栅极罐的晶 体管的组件具有工艺兼容性问题。例如，运类RBT具有对于现代=栅极晶体管太大的晶体 管本体（其作为谐振器来运行）。RBT本体厚度应保持足够大，W便将运些RBT使用的双栅 极电隔离，并且将谐振频率保持在所希望的范围（例如数十GHz)内，从而使得遵循现代装 置缩放趋势对于RBT是困难的。 实施例包含PZR。实施例用在利用多栅极晶体管的片上谐振器中。它运样做同时 利用了=栅极晶体管的唯一特征（例如通过公共栅极线连接的多个狭窄的罐）W及改进了 谐振器性能。例如，由于高k电介质，实施例为给定偏置输入提供更大的激励力，运可导致 更大的谐振器响应。而且，基于=栅极实施例不限于缩放谐振器本体厚度（即，基于=栅 极实施例可使用小谐振器本体，与上面所讨论的RBT不同），因为整个栅极几何形状（不仅 仅与采用RBT的情形一样是晶体管本体本身）作为谐振器运行，并且谐振频率由PZR装置 间距（下面进一步描述的"所驱动"罐之间的距离，并且不是与采用RBT的情形一样由单个 罐的本体厚度）来确定。另外，驱动（其引起谐振器机械谐振）W及感测（其检测谐振频 率）可在单独的晶体管中（不是与采用RBT的情形一样在由双栅极供电的相同晶体管内） 发生，并且运减少馈通电流问题并且改进谐振器的信噪比。沿栅极的周期性结构（即，W规 则间距重复的多个罐）还允许实施例通过改变公共栅极内驱动点和感测点之间的周期长 度来调谐到不同谐振频率。 包含PZR的实施例还可帮助实现非布尔计算系统。纳米级振荡器，运类计算系统 的构件块，受益于本文所描述的实施例的管忍不动产节约，使得运类系统不要求使用标准 晶体管的附加放大级。因此，具有改进性能的与=栅极晶体管技术（或更一般是多栅极晶 体管技术）兼容的PZR更适合于运类纳米振荡器。 实施例包含组合声谐振器和场效应晶体管（阳T)的PZR。PZR操作由两种模式组 成：（1)电容性驱动，W及（2)压阻感测。在实施例中，电容性驱动和压阻感测两者与=栅极 晶体管结构兼容，其中多个罐（或晶体管）通过公共栅极连接，公共栅极垂直于晶体管的沟 道方向。对于电容性驱动，谐振器通过将DC和AC输入应用到驱动晶体管来驱动，运跨一个 或多个晶体管的栅极电介质层感应电容性激励力。由于运个激励，实施例生成栅极内的机 械谐振，栅极然后作为声谐振器来运行。对于压阻感测，谐振频率由PZR装置间距和材料性 质（例如栅极材料）来确定。为了感测运个机械振动，给感测晶体管提供偏置W流过/传 送DCMOS阳T电流，并且在声波在栅极内传播时，DCMOS阳T电流通过罐内的动态拉伸/压 缩应力来压阻地调制。 图1 (a)描绘本专利技术的实施例中的S栅极晶体管。特别地是，图1 (a)包含具有禪 合到罐的沟道（未示出）的源极或漏极节点109的=栅极晶体管，源极或漏极节点109然 后禪合到对应的漏极或源极节点（未示出）。源极和漏极节点连接到触点11〇、111。隔离 片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振器系统，包括：包含第一鳍的第一非平面晶体管，所述第一鳍包含第一源极和漏极节点以及在所述第一源极和漏极节点之间的第一沟道；包含第二鳍的第二非平面晶体管，所述第二鳍包含第二源极和漏极节点以及在所述第二源极和漏极节点之间的第二沟道；以及在所述第一鳍上在所述第一源极和漏极节点之间并且在所述第二鳍上在所述第二源极和漏极节点之间的非平面栅极；接收DC电流的直流(DC)触点，耦合到所述栅极并且进一步耦合到所述第一和第二鳍中的至少一个；以及接收AC电流的交流(AC)触点，耦合到所述栅极、所述第一鳍以及所述第二鳍中的至少一个；其中所述第一和第二鳍不耦合到所述第一源极和漏极节点之间的任何其它栅极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·金，I·A·杨，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US