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美研究将MEMS晶体管集成至CMOS电路可取代独立晶振MEMS万芳

发布时间:2020-02-14 11:58:09 阅读: 来源:欧式琉璃瓦厂家

美研究将MEMS晶体管集成至CMOS电路 可取代独立晶振 - MEMS - 电子工程网

美国半导体研发联盟机构Semiconductor Research (SRC)与康耐尔大学(Cornell University)合作发表一种微机电系统(MEMS)晶体管,并可提供给SRC联盟成员采用,做为CMOS芯片上的时序(timing)解决方案。

这种MEMS-JFET元件是在硅晶振谐器(resonator)上制作一个结场效应晶体管(junction field-effect transistor,JFET),同时提供放大与坚若磐石的机械性参考功能,以做为芯片上的信道选择滤波器(channel-select filters)与振荡器(oscillator)。“我们相信此一研发成果,将促成射频信号源与硅芯片上其他CMOS电路的直接整合;”SRC元件科学资深总监Kwok Ng表示。

研究人员是利用传统的CMOS制程将MEMS与JFET整合在绝缘层上硅 (silicon-on-insulator,SoI)基板上。在制程中,位于单晶硅振谐器下方的氧化物牺牲层会被蚀刻,使其悬浮;利用pn结面进行换能(transducer),可让该种JEFT在某个依据悬浮MEMS振荡器面积来决定的频率之下振荡。

利用这种MEMS-JFET产出的时序电路,应可让振荡器与滤波器与CMOS芯片上的其他电路整合,不需要再额外使用目前所采用的、独立的石英/CMOS/MEMS振荡器芯片。新研发的整合制程据说也能制作出更高品质、效能比传统MEMS振谐器更高的元件,并可在GHz等级的频率下运作。SRC所制作的原型能在1.61GHz频率下运作,在室温下的品质因素(quality factor)可达到25,900。

由于该种元件不需要独立的换能材料,研究团队声称其温度稳定性也优于传统的MEMS元件;此外,因为新研发技术是采用主动式JFET做为放大器,研究人员强调其相噪(phase noise)会比目前市面上的MEMS振荡器低,使得闪烁杂讯(flicker noise)也能跟着降低。

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