【技术实现步骤摘要】
使用薄膜电子器件的可缩放高压控制电路
[0001]本教导内容整体涉及微机电系统(MEMS),并且更具体地涉及一种用于驱动MEMS致动器的高压开关装置。
技术介绍
[0002]MEMS是小的(例如,微观)系统,具体地为具有运动部件的系统。MEMS由尺寸介于1微米和100微米(μm)之间的部件制成,并且MEMS的尺寸通常在20微米至1毫米(mm)的范围内。MEMS通常包括处理数据的中央单元(例如,微处理器)和与周围环境(例如,微传感器)相互作用的若干部件1148。由于MEMS的大表面积与体积比,由环境电磁(例如,静电荷和磁力矩)产生的力和流体动力学(例如,表面张力和粘度)是比具有更大规模机械装置更相关的设计考虑因素。
[0003]MEMS通常使用静电致动、压电致动或热致动。静电致动比电磁致动和热致动更好地缩小到更小尺寸。然而,静电致动通常依赖于比电磁致动和热致动更高的电压(例如,若干kV)以生成足够的输出。在具有相当的致动器尺寸和重量的微电子器件中生成和控制此类高压是一项挑战。
技术实现思路
[0004] ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种装置,包括:第一级,所述第一级包括:第一光学开关;第一晶体管,所述第一晶体管连接到所述第一光学开关;以及第二晶体管,所述第二晶体管连接到所述第一光学开关和所述第一晶体管;以及第二级,所述第二级包括:第二光学开关;第三晶体管,所述第三晶体管连接到所述第二晶体管和所述第二光学开关;以及第四晶体管,所述第四晶体管连接到所述第二晶体管、所述第二光学开关和所述第三晶体管。2.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一光学开关包括具有两个端子触点的半导体,其中所述半导体包括氢化非晶硅(a
‑
Si:H),并且其中所述端子触点形成所述半导体的肖特基屏障。3.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一光学开关包括具有两个端子触点的半导体,其中所述半导体包含有机材料、金属氧化物或它们的组合。4.根据权利要求1所述的装置,其中所述第二晶体管包括源极、栅极和漏极,并且其中所述第二晶体管的所述栅极由所述第一光学开关控制。5.根据权利要求4所述的装置,其中所述第二晶体管包括:薄膜晶体管(TFT),所述薄膜晶体管具有位于所述栅极和所述漏极之间的无栅极通道区域;以及一个或多个场板,所述一个或多个场板位于所述栅极和所述漏极之间。6.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一光学开关和所述第二光学开关与所述第二晶体管和第四晶体管级联串联连接以扩展所述装置的操作电压范围。7.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一晶体管比所述第二晶体管更长且更窄,其中所述第一晶体管具有约0.1至约0.01的W/L比,并且其中所述第二晶体管被配置成在比所述第一晶体管更高的电压下操作。8.根据权利要求1所述的装置,其中所述装置还包括:栅极介电层;层间介电(ILD)层,所述层间介电层定位在所述栅极介电层上;并且其中所述第二晶体管包括:源极;栅极;漏极;第一场板,其中所述栅极和所述第一场板至少部分地定位在所述栅极介电层内,并且其中所述栅极和所述第一场板由所述栅极和所述第一场板之间的无栅极通道分隔;通道,所述通道至少部分地定位在所述ILD层内并且位于所述源极和所述漏极之间,其中所述通道包括氢化非晶硅(a
‑
Si:H);以及氮化物层,所述氮化物层至少部分地定位在所述ILD层内并且位于所述源极和所述漏极之间,其中所述氮化物层至少部分地定位在所述通道上。
9.根据权利要求8所述的装置,其中所述第一光学开关包括:第二场板,所述第二场板定位在所述栅极介电层内;n+掺杂的a
‑
Si:H层,所述n+掺杂的a
‑
Si:H层至少部分地定位在所述ILD层内,其中所述n+掺杂的a
‑
Si:H层包括彼此分隔的第一部分、第二部分和第三部分;以及金属层,所述金属层至少部分地定位在所述ILD层内,其中所述金属层包括:第一部分,所述第一部分至少部分地定位在所述n+掺杂的a
‑
Si:H层的所述第一部分上;第二部分,所述第二部分至少部分地定位在所述n+掺杂的a
‑
Si:H层的所述第二部分上;第三部分,所述第三部分至少部分地定位在所述n+掺杂的a
‑
Si:H层的所述第三部分上;以及第四部分,所述第四部分至少部分地定位在所述第二场板上,至少部分地位于所述n+掺杂的a
‑
Si:H层的所述第二部分和所述第三部分之间,并且至少部分地位于所述金属层的所述第二部分和所述第三部分之间。10.根据权利要求8所述的装置,其中所述第一光学开关包括:金属层,所述金属层至少部分地定位在所述ILD层内,其中所述金属层包括第一部分和第二部分,其中所述金属层的所述第一部分和所述第二部分具有阶梯式轮廓;第二通道,所述第二通道至少部分地定位在所述ILD层内并且位于所述金属层的所述第一部分和所述第二部分之间,其中所述第二通道包括a
‑
Si:H;以及第二氮化物层,第二氮化物层至少部分地定位在所述ILD层内,至少部分地位于所述金属层的所述第一部分和所述第二部分之间,并且至少部分地位于所述第二通道上。11.一种用于驱动致动器的开关装置,所述开关装置包括:第一级,所述第一级包括:第一光电二极管;第一晶体管,所述第一晶体管包括源极、栅极和漏极,其中所述第一晶体管的所述源极和所述栅极彼此连接,并且其中所述第一晶体管的所述漏极连接到所述第一光电二极管;以及第二晶体管,所述第二晶体管包括源极、栅极和漏极,其中所述第二晶体管的所述源极连接到所述第一晶体管的所述源极和所述栅极,其中所述第二晶体管的所述栅极连接到所述第一光电二极管和所述第一晶体管的所述漏极,并且其中所述第二晶体管的所述漏极连接到所述第一光电二极管;以及第二级,所述第二级包括:第二光电二极管;第三晶体管,所述第三晶体管包括源极、栅极和漏极,其中所述第三晶体管的所述源极和所述栅极彼此连接并且连接到所述第二晶体管的所述漏极,并且其中所述第三晶体管的所述漏极连接到所述第二光电二极管;以及第四晶体管,所述第四晶体管包括源极、栅极和漏极,其中所述第四晶体管的所述源极连接到所述第二晶体管的所述漏极并且连接到所述第三晶体管的所述源极和所述栅极,其中所述第四晶体管的所述栅极连接到所述第二光电二极管和所述第三晶体管的所述漏极,
...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕正平,
申请(专利权)人:帕洛阿尔托研究中心公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。