[发明专利]可配置的多栅开关电路系统

说明书

本申请要求2009年10月15日申请的美国专利申请12/579792的优先权。

技术领域

本发明涉及多栅开关，更具体地，涉及可配置用于储存需要的开关状态的多栅机电开关。

背景技术

集成电路通常包括开关。可以导通开关以形成跨开关的电气连接或关断开关以断开电气连接。开关通常由晶体管构成，例如金属氧化物半导体晶体管。也已提出机电开关例如微机电(MEM)开关的使用。这些开关，有时候是被称为纳米机电(NEM)开关，可采用精密加工操作来形成，这些操作促使半导体加工技术改变，例如光刻图案化技术。

常规的机电开关在衬底上形成。常规的机电开关具有形成在衬底上的源极端子，漏极端子和栅极。在栅极之上形成悬臂。这个臂连接到源极端子。在开关的关断状态，开关的栅极被驱动至低电压。这个悬臂有一个延伸到漏极端子之上的尖端。在开关的关断状态，尖端和漏极端子之间由空气隔开。因此在关断状态时(例如，开关是断开的)源极端子和漏极端子之间没有电气连接形成。

常规开关的栅极可被驱动至高电压以将开关置于导通的状态。在导通状态时源极端子被驱动至低电压。在导通状态中，栅-源电压(例如，栅极和源极端子之间的电压差)生成静电力，该力使臂弯曲，使得臂的尖端接触漏极端子。臂作为电子的传导通路，从而在源极和漏极端子之间形成电气连接(例如，开关是闭合的)。

常规机电开关通常有单栅。因此，需要专用的控制电路(即，地址晶体管)。控制电路连接到开关的栅极。控制电路确定开关导通还是关断。例如，控制电路能将栅极驱动至高电压或低电压，以分别将开关置于导通或关断状态。

在使用不止一个开关的情形下，每个开关需要相应的控制电路来将开关置于其所需的状态。例如，一个64×128开关阵列需要8192(64乘以128)个控制电路。这样，在使用大量单栅开关的应用中，也需要大量控制电路来控制每个开关。控制电路可能在集成电路上占用难以接受的大面积。

因此，能够提供改进的机电开关电路系统是理想的。

发明内容

可为集成电路提供可配置的多栅开关电路系统。可配置的多栅开关电路系统可包括开关控制电路系统和多栅机电开关阵列。开关控制电路系统可提供行控制信号和列控制信号。

多栅开关阵列中的每个多栅开关可包括第一端子、第二端子、第一栅极和第二栅极。导电的柔性桥结构(例如，悬臂或由导电材料形成或涂上导电材料的其他柔性的因此可偏转的结构)可连接第一端子，桥结构可延伸到栅极之上。桥结构可具有尖端，当多栅开关处于关断状态时其悬浮在第二端子之上。通过调整在第一和第二栅极上的控制信号，可使尖端变形。例如当多栅开关处于导通状态时，可将控制信号置于第一和第二栅极上，使桥结构向下弯曲以物理接触第二端子而促使柔性桥结构变形。

多栅开关可基于施加在开关栅极的电压进行配置(设置为导通或关断)。

可提供列控制信号给多栅开关的第一栅极。可提供行控制信号给多栅开关的第二栅极。可对列控制信号和行控制信号调整以便将所需开关状态加载在多栅开关阵列中。

开关阵列可被安排为开关组。例如，可形成四开关组。每组的四个开关可用于实施多路复用器。多路复用器可用于如可编程逻辑器件电路的可编程电路中。

从所附的图和下面的详细描述可知，开关阵列电路系统的进一步特征、其性质和各优势将更加明显。

附图说明

图1A是常规机电开关的示意横截面侧视图。

图1B是常规机电开关的示意图。

图2是显示常规机电开关的切换行为的图。

图3A是根据本发明实施例的说明性多栅机电开关的示意横截面侧视图。

图3B是根据本发明实施例的说明性多栅机电开关的示意图。

图4、5和6是根据本发明实施例显示可施加在多栅开关的栅极上的说明性电压值的表格。

图7是根据本发明实施例显示作为施加的栅极电压的各种组合的函数的多栅机电开关的说明性运行模式。

图8和9是根据本发明实施例显示多栅机电开关的切换行为的图不。

图10是根据本发明实施例的可配置的多栅开关电路系统示意图。

图11是根据本发明实施例，配置如图10所示类型的可配置多栅开关电路系统时包含的说明性步骤的流程图。

图12是根据本发明实施例的两级可配置多栅开关电路的示意图。

图13是根据本发明实施例，配置如图12中所示类型的两级可配置多栅开关电路系统时包含的说明性步骤的流程图。

具体实施方式