美國半導體研發聯盟機構Semiconductor Research (SRC)與康耐爾大學(Cornell University)合作發表一種微機電系統(MEMS)晶體管,并可提供給SRC聯盟成員采用,做為CMOS芯片上的時序(timing)解決方案。 這種MEMS-JFET元件是在硅晶振諧器(resonator)上制作一個結場效應晶體管(junction field-effect transistor,JFET),同時提供放大與堅若磐石的機械性參考功能,以做為芯片上的信道選擇濾波器(channel-select filters)與振蕩器(oscillator)!拔覀兿嘈糯艘谎邪l成果,將促成射頻信號源與硅芯片上其他CMOS電路的直接整合;”SRC元件科學資深總監Kwok Ng表示。 研究人員是利用傳統的CMOS制程將MEMS與JFET整合在絕緣層上硅 (silicon-on-insulator,SoI)基板上。在制程中,位于單晶硅振諧器下方的氧化物犧牲層會被蝕刻,使其懸浮;利用pn結面進行換能(transducer),可讓該種JEFT在某個依據懸浮MEMS振蕩器面積來決定的頻率之下振蕩。 利用這種MEMS-JFET產出的時序電路,應可讓振蕩器與濾波器與CMOS芯片上的其他電路整合,不需要再額外使用目前所采用的、獨立的石英/CMOS/MEMS振蕩器芯片。新研發的整合制程據說也能制作出更高品質、效能比傳統MEMS振諧器更高的元件,并可在GHz等級的頻率下運作。SRC所制作的原型能在1.61GHz頻率下運作,在室溫下的品質因素(quality factor)可達到25,900。 由于該種元件不需要獨立的換能材料,研究團隊聲稱其溫度穩定性也優于傳統的MEMS元件;此外,因為新研發技術是采用主動式JFET做為放大器,研究人員強調其相噪(phase noise)會比目前市面上的MEMS振蕩器低,使得閃爍雜訊(flicker noise)也能跟著降低。 |