[发明专利]氮化镓基低漏电流固支梁的环形振荡器及制备方法

摘要

本发明的氮化镓基低漏电流固支梁的环形振荡器是由三个倒相器首尾相连而构成的，而这三个倒相器是由具有MEMS固支梁结构的N沟道MESFET和P沟道MESFET组成的。该环形振荡器基于半绝缘型GaN衬底，其中的N型MESFET和P型MESFET拥有悬浮在栅极上方的固支梁，该固支梁是用Au制作的，在固支梁下方有两个下拉电极，其中N型MESFET固支梁下方的下拉电极是接地的，而P型MESFET固支梁下方的下拉电极是接电源的，N型MESFET的阈值电压设计为正值，P型MESFET的阈值电压设计为负值，且N型MESFET和P型MESFET的阈值电压的绝对值设计为相等，固支梁的下拉电压设计为与MESFET的阈值电压的绝对值相等。

主权项

一种氮化镓基低漏电流固支梁的环形振荡器，其特征在于该振荡器由三个倒相器首尾相连而构成，该三个倒相器由具有MEMS固支梁结构的N型MESFET和P型MESFET组成，该环形振荡器基于半绝缘型GaN衬底(1)，其中的N型MESFET(17)和P型MESFET(16)分别由源极、漏极、栅极和沟道组成，它们都拥有一个悬浮在栅极(15)上方的固支梁(9)，该固支梁(9)由Au材料制作，在固支梁(9)下方设有两个下拉电极(10)，它们分布在栅极(15)与锚区(8)之间，其中N型MESFET的固支梁(9)下方的下拉电极(10)接地，P型MESFET的固支梁(9)下方的下拉电极(10)接电源，下拉电极(10)上覆盖有氮化硅介质层(11)；电压信号是加载到固支梁(9)上的，并不是附加在栅极(15)上，N型MESFET(17)的阈值电压设计为正值，P型MESFET(16)的阈值电压设计为负值，且N型MESFET(17)和P型MESFET(16)的阈值电压的绝对值设计为相等，固支梁(9)的下拉电压设计为与N型MESFET(17)和P型MESFET(16)的阈值电压的绝对值相等；当固支梁(9)与下拉电极(10)间的电压小于阈值电压绝对值的时候，悬浮固支梁(9)不会吸附下来，此时悬浮的固支梁(9)与栅极(15)之间有一层间隙，也正因为此，直流漏电流得到了很好的抑制；当其中某一个MESFET倒相器的固支梁(9)上有高电平时，则N型MESFET(17)的固支梁(9)就会下拉贴至栅极(15)上，N型MESFET(17)就此导通，而P型MESFET(16)还是处于截止状态，此时该MESFET倒相器输出低电平，相反的，当该MESFET倒相器的固支梁(9)上有低电平时，则N型MESFET(17)截止、P型MESFET(16)导通，倒相器输出高电平；由于三个倒相器循环相接，前一倒相器的输出就是后一倒相器的输入，因此这三个MESFET倒相器产生自激振荡，从而构成环形振荡器。