RS触发器的输入端S和R，输出端Q在四悬臂梁开关MESFET1源极右侧的漏极 和电阻之间输出，输出端O在四悬臂梁开关MESFET1源极左侧的漏极和电阻之间输出，源极 左侧另外的一个悬臂梁开关6通过引线与右侧的漏极Q相连，同样地，源极右侧另外一个悬 臂梁开关6通过引线与左侧的漏极曼相连，形成对称的结构，为了保证当该MESFET导通时 由电阻分压得出输出为低电平，电阻的阻值远大于该MESFET导通的阻抗。
[0017] 当该RS触发器处于工作态时，定义Q= 1，为触发器的1状态，定义Q= 0， 浸=1为触发器的0状态，S称为置位端，R称为复位端。当S= 1、R= 0时，由于输入端S接高电平，输入端S对应的悬臂梁开关下拉并使四悬臂梁开关MESFET左侧的漏-源导通从 而输出0为低电平，即每二0,Q= 1，在S= 1信号消失W后，由于有Q端的高电平接回该四 悬臂梁开关MESFET的源极左侧的另一个悬臂梁开关并使其下拉从而使输出曼维持在低电 平，因而电路的1状态得W保持；当S= 0、R= 1时，由于输入端R接高电平，输入端R对应 的悬臂梁开关下拉并使四悬臂梁开关MESFET右侧的漏-源导通从而输出Q为低电平，即Q =0, 0 = 1，在R= 1信号消失W后，电路的0状态保持不变；当S=R= 0时，电路维持原 来的状态不变；当S=R= 1时，貧=运种状态是不允许出现的，是RS触发器的约束 条件。该触发器中的N型MESFET随着输入信号的变化其状态也在导通与关断之间变化，当N型MESFET处于关断态时其悬臂梁开关处于悬浮状态，降低了栅极漏电流，从而降低了该 RS触发器的功耗。
[001引GaN基低漏电流四悬臂梁开关MES阳T的RS触发器的制备方法包括W下几个步 骤：
[0019] 1)准备半绝缘GaN衬底；
[0020] 2)淀积氮化娃，用等离子体增强型化学气相淀积法工艺（PECVD)生长一层氮化 娃，然后光刻和刻蚀氮化娃，去除N型MES阳T有源区的氮化娃；
[0021] 3)N型MES阳T有源区离子注入：注入憐后，在氮气环境下退火；退火完成后，在高 溫下进行妒杂质再分布，形成N型MESFET有源区的N型有源层；
[0022] 4)去除氮化娃层：采用干法刻蚀技术将氮化娃全部去除；
[002引W光刻开关区，去除开关区的光刻胶；
[0024] 6)电子束蒸发铁/销/金；
[0025] 7)去除光刻胶W及光刻胶上的铁/销/金；
[0026] 8)加热，使铁/销/金合金与N型GaN有源层形成肖特基接触；
[0027] 9)涂覆光刻胶，光刻并刻蚀N型MES阳T源极和漏极区域的光刻胶；
[002引 10)注入重渗杂N型杂质，在N型MES阳T源极和漏极区域形成的N型重渗杂区，注 入后进行快速退火处理；
[002引11)光刻源极和漏极，去除引线、源极和漏极的光刻胶；
[0030] 12)真空蒸发金错儀/金；
[0031] 13)去除光刻胶W及光刻胶上的金错儀/金；
[0032] 14)合金化形成欧姆接触，形成引线、源极和漏极；
[003引切涂覆光刻胶，去除输入引线、电极板和固支梁的错区位置的光刻胶；
[0034] 16)蒸发第一层金，其厚度约为0. 3ym;
[003引17)去除光刻胶W及光刻胶上的金，初步形成输入引线、电极板和固支梁的错区；
[0036] 18)淀积氮化娃：用等离子体增强型化学气相淀积法工艺（PECVD)生长1000 A厚的 氮化娃介质层；
[0037] 19)光刻并刻蚀氮化娃介质层，保留在电极板上的氮化娃；
[0038] 20)淀积并光刻聚酷亚胺牺牲层：在神化嫁衬底上涂覆1. 6ym厚的聚酷亚胺牺牲 层，要求填满凹坑；光刻聚酷亚胺牺牲层，仅保留固支梁下方的牺牲层；
[0039] 21)蒸发铁/金/铁，其厚度为500/1500/ 300A;蒸发用于电锻的底金；
[0040] 2。光刻：去除要电锻地方的光刻胶；
[0041] 23)电锻金，其厚度为2ym;
[0042] 24)去除光刻胶：去除不需要电锻地方的光刻胶；
[0043] 25)反刻铁/金/铁，腐蚀底金，形成固支梁；
[0044] 26)释放聚酷亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除固支梁下的聚酷亚胺牺牲层，去离子 水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常溫下挥发，惊干。
[0045] 本发明与现有技术的区别在于：
[0046] 本发明中的RS触发器所使用的四悬臂梁开关MESFET的四个悬臂梁开关是悬浮在 其栅极之上的，N型MESFET的栅极与衬底之间形成了肖特基接触，在栅极下方的衬底中形 成耗尽层，该N型MESFET的悬臂梁开关的下拉电压设计得与MESFET的阔值电压相等，当加 载在悬臂梁开关与下拉电极之间的电压大于MESFET的阔值电压时，悬臂梁开关下拉与栅 极紧贴，N型MESFET导通。当悬臂梁开关与下拉电极之间所加电压小于MESFET的阔值电 压时，悬臂梁开关不能下拉，其MESFET关断，此时悬臂梁开关处于悬浮态，降低了栅极漏电 流从而降低了该RS触发器的功耗。
[0047] 满足W上条件的结构即视为本发明的GaN基低漏电流四悬臂梁开关MES阳T的RS 触发器。
【主权项】
1. 一种氮化镓基低漏电流四悬臂梁开关的RS触发器，其特征是该RS触发器由具有四 悬臂梁开关N型MESFET (1)、电阻（2)和电源组成，该四悬臂梁开关N型MESFET(I)制作在 半绝缘GaN衬底（3)上，该四悬臂梁开关N型MESFET(I)由栅极（5)、源极（10)和漏极（12) 组成，形成漏极-源极-漏极的结构，在源极（10)和两个漏极（12)之间分别有栅极（5)存 在，在每个栅极（5)的上方有两个用钛/金/钛制作而成的对称设计的悬臂梁开关(6)，源 极（10)左侧的两个悬臂梁开关（6)的悬浮端之间留有一缝隙以保证两个悬臂梁开关（6) 下拉时互不干扰，两个悬臂梁开关（6)的位置关于该MESFET漏极-源极-漏极方向对称， 同样地，源极右侧的两个悬臂梁开关（6)也是如此，该四悬臂梁开关N型MESFET(I)的源 极（10)和漏极（12)由金属和重掺杂N区形成欧姆接触构成，栅极（5)由钛/铂/金合金 和N型有源层（11)形成肖特基接触构成，悬臂梁开关（6)的锚区（7)制作在半绝缘GaN衬 底（3)上，在悬臂梁开关（6)与衬底之间存在下拉电极（8)，下拉电极（8)由氮化硅材料（9) 覆盖，下拉电极（8)接地，该四悬臂梁开关N型MESFET(I)的源极（10)接地，漏极（12)通 过电阻⑵与电源VCC相连，源极（10)和漏极（11)分别与用金制作的引线⑷连接，在该 四悬臂梁开关N型MESFET(I)源极左侧和右侧各有一个悬臂梁开关（6)作为该RS触发器 的输入端S和R，源极左侧的另外的一个悬臂梁开关（6)通过引线与源极（10)右侧的漏极 (12)相连，同样地，四悬臂梁开关N型MESFET(I)的源极（10)右侧的另一个悬臂梁开关（6) 通过引线与四悬臂梁开关N型MESFET(I)的源极（10)左侧的漏极（12)相连，形成对称的 结构，输出端Q在源极（10)右侧的漏极（12)和电阻（2)之间输出，输出端^在源极（10) 左侧的漏极（12)和电阻（2)之间输出，为了保证当四悬臂梁开关N型MESFET(I)导通时由 电阻分压得出输出为低电平，电阻（2)的阻值远大于四悬臂梁开关N型MESFET(I)导通的 阻抗。2. 根据权利要求1所述的氮化镓基低漏电流四悬臂梁开关的RS触发器，其特征在于所 述的悬臂梁开关（6)是依靠锚区（7)的支撑悬浮在栅极（5)上方，栅极（5)与衬底（3)之 间形成了肖特基接触。两个悬臂梁开关（6)的下拉电压设计的与该N型MESFET的阈值电 压相等，只有当N型MESFET的悬臂梁开关（6)上所加的电压大于N型MESFET的阈值电压 时，其悬臂梁开关（6)才能下拉并接触栅极（5)从而使四悬臂梁开关N型MESFET(I)导通； 当所加电压小于N型MESFET的阈值电压时悬臂梁开关（6)就不能下拉，MESFET关断，在的 RS触发器工作时，当NMESFET处于关断时其悬臂梁开关（6)就处于悬浮态，降低了栅极漏电 流，从而降低了电路的功耗。
【专利摘要】本发明的氮化镓基低漏电流四悬臂梁开关的RS触发器的四悬臂梁开关N型MESFET由栅极、源极和漏极组成，形成漏极-源极-漏极的结构，在源极和两个漏极之间分别有栅极存在，在每个栅极的上方有两个用钛/金/钛制作而成的对称设计的悬臂梁开关,两个悬臂梁开关的位置关于该MESFET漏极-源极-漏极方向对称，同样地，源极右侧的两个悬臂梁开关也是如此；MESFET的栅极与衬底之间形成了肖特基接触，在栅极下方的衬底中形成耗尽层，把悬臂梁开关的下拉电压设计得与MESFET的阈值电压相等，在该RS触发器工作时，当NMESFET处于关断时其悬臂梁开关就处于悬浮态，降低了栅极漏电流，从而降低了该RS触发器的功耗。
【IPC分类】H03K3/356, H03K3/012
【公开号】CN105141289
【申请号】CN201510379286
【发明人】廖小平, 王小虎
【申请人】东南大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月1日