[0098] 在實(shí)施例中，通常，類似于懸臂的器件可以使用機(jī)械移動(dòng)或變形來轉(zhuǎn)換通過梁的 電阻變化，這改變了流過器件的電流。與柵極電極如何致動(dòng)類似于繼電器的器件相似，機(jī)械 移動(dòng)或變形可以通過柵極電極來靜電控制。這種器件使用了硅的壓阻特性，其中機(jī)械變形 改變了梁上的應(yīng)變，這種應(yīng)變轉(zhuǎn)換成通過梁以及源極電極和漏極電極的電阻（和電流）變 化。一個(gè)實(shí)施例包括具有用于調(diào)制機(jī)械結(jié)構(gòu)的柵極電極以及連接懸臂兩端的源極電極和漏 極電極的器件。再次參考圖26,器件并不需要金屬電極之間的物理接觸，這減小了表面粘附 力并增加了器件可靠性。器件還可以用作諧振器器件，其中柵極電極用于將梁驅(qū)動(dòng)到諧振 中（AC信號），并從固有頻率改變到諧振頻率（DC信號）。通過對梁的電阻調(diào)制來獲得感測 信號。
[0099] 圖27是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例例示了兩種情形的示意圖2700,其中（結(jié)構(gòu)A)使源 極/漏極電極進(jìn)入壓縮應(yīng)變的狀態(tài)，梁將"扣住"以緩解應(yīng)變，并且當(dāng)施加電壓時(shí)，梁變直并 呈現(xiàn)壓縮應(yīng)變，以及其中（結(jié)構(gòu)B)使源極/漏極電極進(jìn)入壓縮應(yīng)變（但沒有足夠的壓力來 扣?。┑臓顟B(tài)，并且當(dāng)施加電壓時(shí)，梁變直并呈現(xiàn)跨溝道的應(yīng)變減小。
[0100] 對于最大的信號轉(zhuǎn)換，可以使梁預(yù)先應(yīng)變。如針對結(jié)構(gòu)A所示出的，源極電極和漏 極電極處于壓縮應(yīng)變，以使得結(jié)構(gòu)扣住以緩解應(yīng)變。由于通過柵極電極來施加電壓，梁變直 并且整個(gè)梁隨后處于壓縮應(yīng)力。結(jié)構(gòu)B示出了類似的概念，其中，對梁加壓以使得其無法扣 住，但呈現(xiàn)壓縮應(yīng)力。在實(shí)施例中，在柵極電極與梁之間施加電壓減小了壓縮應(yīng)力并調(diào)制電 流通過結(jié)構(gòu)。要理解的是，預(yù)先應(yīng)變或者未應(yīng)變的位置可能仍然具有某種應(yīng)變，只是并非大 量應(yīng)變。例如，梁可以具有某種非零的最小應(yīng)變，這種應(yīng)變是拉伸的或者壓縮的應(yīng)變，但是 整體的應(yīng)變能量小于如果梁處于"線性"配置中的應(yīng)變能量（因?yàn)榱菏强圩〉模?br>[0101] 圖28包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例展示了對于不同的摻雜和晶體取向，10nm寬并且 5nm厚的硅納繼電器的電阻隨著所施加的DC電壓變化的圖示2800,以及展示了在納繼電器 的機(jī)械諧振頻率附近，電阻隨著頻率變化的圖示2802。
[0102] 參考圖28,示出了對于采用根據(jù)圖27的結(jié)構(gòu)B中幾何結(jié)構(gòu)的200nm長、10nm寬并 且5nm厚的硅納繼電器，繪出電阻隨著所施加的電壓變化的模擬結(jié)果。取決于晶體取向和 摻雜分布，施加DC電壓可以增大或減小所感測的電阻。由于結(jié)構(gòu)在機(jī)械諧振頻率附近被激 發(fā)，因此響應(yīng)加大。因?yàn)樾盘柺欠蔷€性的，因此有可能使用大的DC信號對繼電器施加偏置， 并隨后在偏置點(diǎn)附近施加小的AC信號來提高線性度。
[0103] 在實(shí)施例中，本文所描述的納米線可以被設(shè)置為線或者帶的尺寸，并可以具有做 成方形或圓形的角。在實(shí)施例中，納米線由諸如（但不限于）硅、鍺、或者它們的組合，或者 III-V族材料的組合之類的材料組成。在一個(gè)這種實(shí)施例中，納米線是單晶。例如，對于硅 納米線，單晶納米線可以基于（100)全局硅取向，例如，在Z方向上具有〈100>平面。在實(shí) 施例中，從橫截面的視角來看，這些納米線的尺寸位于納米級。例如，在具體實(shí)施例中，納米 線的最小尺寸小于大約20納米。本文所描述的納米線可以使用如在本領(lǐng)域中所公知的半 導(dǎo)體工藝方法來制備。在其它實(shí)施例中，繼電器不限于方形和圓形角，而可以使用其它幾何 形狀，例如（但不限于）蝴蝶結(jié)的幾何形狀、三角形、不規(guī)則四邊形或六邊形等等。
[0104] 術(shù)語"微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)和"納機(jī)電系統(tǒng)"通常指代并入某種機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝置，這 種機(jī)械結(jié)構(gòu)具有分別與微電子或納電子器件可比較的尺寸比例。機(jī)械結(jié)構(gòu)通常能夠進(jìn)行某 種形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。因此，在實(shí)施例中，本文所預(yù)期的MEMS和納機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是落入MEMS 或納機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的范圍內(nèi)的任何器件。例如，MEMS或納機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以是在襯底上使 用光刻、沉積和蝕刻工藝所制備的任何機(jī)械和電子結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，MEMS或納機(jī) 電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是諸如（但不限于）諧振器、傳感器、檢測器、濾波器或反射鏡之類的器件。在 一個(gè)實(shí)施例中，MEMS或納機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是諧振器。在具體實(shí)施例中，諧振器是諸如（但不 限于）梁、板和音叉或者懸臂輻之類的諧振器。
[0105] 圖29例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備2900。計(jì)算設(shè)備2900承載板 2902。板2902可以包括多個(gè)組件，包括但不限于處理器2904和至少一個(gè)通信芯片2906。 處理器2904物理和電氣地耦合到板2902。在某些實(shí)施方式中，至少一個(gè)通信芯片2906還 物理和電氣地耦合到板2902。在另外的實(shí)施方式中，通信芯片2906是處理器2904的部分。
[0106] 取決于其應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備2900可以包括其它組件，這些組件可以物理和電氣耦合 到板2902,也可以不存在這樣的耦合。這些其它組件包括但不限于易失性存儲(chǔ)器（例如， DRAM)、非易失性存儲(chǔ)器（例如，R0M)、閃存、圖形處理器、數(shù)字信號處理器、密碼協(xié)處理器、 芯片組、天線、顯示器、觸摸屏顯示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編解碼器、視頻編解碼器、 功率放大器、全球定位系統(tǒng)（GPS)設(shè)備、羅盤、加速計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、照相機(jī)和大容量儲(chǔ) 存設(shè)備（例如硬盤驅(qū)動(dòng)、壓縮盤（⑶)、數(shù)字多功能盤（DVD)等等）。
[0107] 通信芯片2906實(shí)現(xiàn)了無線通信，以便將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算設(shè)備2900以及從計(jì)算設(shè) 備2900傳送數(shù)據(jù)。術(shù)語"無線"及其派生詞可用于描述可通過非固態(tài)介質(zhì)通過使用調(diào)制電 磁輻射來傳送數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等。該術(shù)語并不暗示所關(guān)聯(lián)的 設(shè)備不包含任何導(dǎo)線，雖然在某些實(shí)施例中它們可能不含有。通信芯片2906可以實(shí)施多 個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任何標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，這些標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議包括但不限于Wi-Fi(IEEE802. 11 系列）、WiMAX(IEEE802. 16 系列）、IEEE802. 20、長期演進(jìn)（LTE)、Ev-D0、HSPA+、HSDPA+、 HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍(lán)牙、及其衍生物，以及被命名為 3G、4G、5G及之 后的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備2900可以包括多個(gè)通信芯片2906。例如，第一通信芯片 2906可以專用于較短距離無線通信（例如Wi-Fi和藍(lán)牙），并且第二通信芯片2906可以專 用于較長距離無線通信（例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-D0以及其它）。
[0108] 計(jì)算設(shè)備2900的處理器2904包括封裝在處理器2904內(nèi)的集成電路管芯。在本 發(fā)明的一些實(shí)施方式中，處理器的集成電路管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所構(gòu)建的一個(gè)或 多個(gè)基于納米線的機(jī)械開關(guān)器件。術(shù)語"處理器"可以指代對來自寄存器和/或存儲(chǔ)器的 電子數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以便將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以儲(chǔ)存在寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電 子數(shù)據(jù)的任何器件或器件的一部分。
[0109] 通信芯片2906還包括封裝在通信芯片2906內(nèi)的集成電路管芯。根據(jù)本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式，通信芯片的集成電路管芯可以包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所構(gòu)建的一個(gè)或多 個(gè)基于納米線的機(jī)械開關(guān)器件。
[0110] 在另外的實(shí)施方式中，在計(jì)算設(shè)備2900內(nèi)所承載的另一個(gè)組件可以包括獨(dú)立的 集成電路存儲(chǔ)器管芯，該獨(dú)立的集成電路存儲(chǔ)器管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所構(gòu)建的一 個(gè)或多個(gè)基于納米線的機(jī)械開關(guān)器件。
[0111] 在各種實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備2900可以是膝上計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本、超極本、 智能電話、平板電腦、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、超級移動(dòng)PC、移動(dòng)電話、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打 印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)碼相機(jī)、便攜式音樂播放器或數(shù)字視頻錄 像機(jī)。在另外的實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備2900可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。
[0112] 因此，本發(fā)明的實(shí)施例包括基于納米線的機(jī)械開關(guān)器件。
[0113] 在實(shí)施例中，納米線繼電器包括納米線，所述納米線被設(shè)置在空隙中，所述空隙被 設(shè)置在襯底上方。所述納米線具有錨定部分和懸浮部分；第一柵極電極，所述第一柵極電極 被設(shè)置為鄰近所述空隙并與所述納米線間隔開；以及第一導(dǎo)電區(qū)，所述第一導(dǎo)電區(qū)被設(shè)置 為鄰近所述第一柵極電極并鄰近所述空隙，并與所述納米線間隔開。
[0114] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述納米線是單錨定的納米線，并且所述納米線的所述錨定部 分僅包括所述納米線的一端。所述納米線的所述一端耦合到第二導(dǎo)電區(qū)，所述第二導(dǎo)電區(qū) 被設(shè)置為鄰近所述第一柵極電極，并通過所述第一柵極電極與所述第一導(dǎo)電區(qū)分隔開。
[0115] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電區(qū)和所述第二導(dǎo)電區(qū)由金屬材料或半導(dǎo)體材料組 成。
[0116] 在一個(gè)實(shí)施例中，納米線是雙錨定的納米線，并且所述納米線的所述錨定部分包 括所述納米線的第一端和所述納米線的第二端。所述納米線的所述第一端耦合到第二導(dǎo)電 區(qū)，所述第二導(dǎo)電區(qū)被設(shè)置為鄰近所述第一柵極電極并通過所述第一柵極電極與所述第一 導(dǎo)電區(qū)分隔開。所述納米線的所述第二端耦合到錨定區(qū)，所述錨定區(qū)被設(shè)置為鄰近第二柵 極電極，所述第二柵極電極被設(shè)置為鄰近所述第一導(dǎo)電區(qū)并鄰近所述空隙。所述第二柵極 電極與所述納米線間隔開，并通過所述第一導(dǎo)電區(qū)與所述第一柵極電極分隔開。
[0117] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電區(qū)和所述第二導(dǎo)電區(qū)由金屬材料或半導(dǎo)體材料組 成，并且所述錨定區(qū)由導(dǎo)電材料或絕緣材料組成。
[0118] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述納米線被取向?yàn)榕c所述襯底平行。
[0119] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述納米線被取向?yàn)榕c所述襯底垂直。
[0120] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述空隙包括真空的空隙、填充有氣體的空隙或者填充有液體 的空隙。
[0121 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述空隙被密閉性密封。
[0122] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述納米線繼電器包括在例如但不限于以下的器件中：機(jī)械邏 輯開關(guān)、基本邏輯開關(guān)、具有非線性彈簧的機(jī)械邏輯開關(guān)、用于互補(bǔ)型邏輯的器件、抓放繼 電器、具有斷開的源極的混合式M0S-繼電器晶體管、功率門控繼電器、非易失性存儲(chǔ)器件、 電子隧穿繼電器或者機(jī)械諧振振蕩器。
[0123] 在實(shí)施例中，方法包括將納米線繼電器從斷開位置切換到閉合位置。所述納米線 繼電器包括納米線、柵極電極和輸出端子電極，所述納米線具有設(shè)置在空隙中的懸浮部分 并被參考電壓電極錨定，所述柵極電極被設(shè)置為鄰近所述空隙，所述輸出端子電極被設(shè)置 為鄰近所述柵極電極并鄰近所述空隙。所述方法涉及設(shè)置所述柵極電極的電壓（Vg)，以使 得Vg與所述參考電壓電極的電壓（Vref)之間的絕對差大于閾值電壓。在所述納米線與所 述柵極電極之間感應(yīng)靜電力以移動(dòng)所述納米線的所述懸浮部分朝向所述柵極電極和所述 輸出端子電極。使所述納米線的所述懸浮部分接觸所述輸出端子電極以便在所述輸出端子 電極與所述參考電壓電