專利名稱：：邏輯元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種邏輯元件，所述邏輯元件使用基于機(jī)械振動(dòng)的共振器來存儲(chǔ)比特信息并采用比特信息進(jìn)行計(jì)算。
背景技術(shù)：
：在信息處理裝置中，用于存儲(chǔ)比特信息的存儲(chǔ)裝置和用于使用比特信息進(jìn)行計(jì)算的算術(shù)裝置廣泛用于生活器具和通信裝置。目前，主流存儲(chǔ)裝置和運(yùn)算裝置采用諸如由半導(dǎo)體制成的晶體管之類的邏輯元件。在20世紀(jì)50年代，在采用今天的半導(dǎo)體晶體管作為基本元件的邏輯元件變?yōu)橹髁髦?，稱為參變?cè)倪壿嬙谌毡緩V為研究和發(fā)展。參變?cè)ㄟ^將具有在共振器被參變激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)不同相位中的一種的振動(dòng)狀態(tài)處理為比特來執(zhí)行邏輯運(yùn)算(參考文獻(xiàn)1:E.Goto,“TheParametron,aDigitalComputingElementwhichUtilizesParametricOscillation"，PROCEEDINGSOFTHEIRE，vol.47，pp.1309-1316，1959)。圖10為示出上述常規(guī)參變?cè)幕驹呐渲玫碾娐穲D。該參變?cè)ň哂蓄l率f的輸入交流信號(hào)源1001、反相開關(guān)1002、耦合變壓器1003、電容器1004、耦合電阻器1005、具有兩個(gè)線圈的電感1006、激勵(lì)開關(guān)1007、產(chǎn)生具有頻率2f的激勵(lì)交流信號(hào)的激勵(lì)交流電源1008、以及輸出端1009。參變?cè)闹饕糠钟呻娙萜?004和電感1006形成，并且是具有共振頻率f的LC共振器。通過根據(jù)來自激勵(lì)交流電源1008的激勵(lì)交流信號(hào)周期性地調(diào)制處于頻率2f的LC共振器的電感1006的值、以頻率f參變地激勵(lì)該LC共振器。因此，該LC共振器產(chǎn)生兩個(gè)相位差JI的振動(dòng)狀態(tài)。在通過打開激勵(lì)開關(guān)1007并施加激勵(lì)交流信號(hào)的激勵(lì)開始之前，可以基于從輸入交流信號(hào)源1001輸出的輸入交流信號(hào)的相位來選擇這兩種振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種。在這種參變?cè)?，在激?lì)之前施加從輸入交流信號(hào)源1001輸出的具有共振頻率f的交流信號(hào)，使得LC共振器經(jīng)由耦合變壓器1003共振。在這種狀態(tài)中，打開激勵(lì)開關(guān)1007，以開始參變激勵(lì)。隨后，保持從輸入交流信號(hào)源1001供給的輸入交流信號(hào)的相位。即使來自輸入交流信號(hào)源1001的交流信號(hào)的輸入隨后取消了，這種振動(dòng)狀態(tài)仍將繼續(xù)。反相開關(guān)1002使從輸入交流信號(hào)源1001輸入的交流信號(hào)反相，以相位差π的兩種激勵(lì)模式選擇性激勵(lì)該LC共振器。該LC共振器可以保持所選擇的激勵(lì)模式。在采用參變?cè)挠?jì)算中，如上所述存儲(chǔ)在LC共振器中的兩種振動(dòng)狀態(tài)順序傳遞至不同的參變?cè)?。這可以實(shí)現(xiàn)移位寄存器、AND電路、OR電路、NOT電路等等。當(dāng)前，參變?cè)诔杀竞托阅芊矫姹劝雽?dǎo)體元件有優(yōu)勢(shì)，并且確實(shí)開發(fā)出實(shí)際器件。然而，半導(dǎo)體晶體管隨后的快速發(fā)展促使了參變?cè)陌l(fā)展的取消，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒俣取⒓啥?、功耗等方面較差。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題然而，使用目前主流晶體管作為基本元件的邏輯元件要求提供預(yù)定的電流來繼續(xù)它們的操作。隨著元件集成度的上升，功耗增加。另一方面，因?yàn)樵幕締卧荓C共振器，難以減小常規(guī)參變?cè)某叽?。由于這種參變?cè)褂秒娮庸舱衿鳎當(dāng)_伴隨著微處理在元件之間出現(xiàn)，并帶來負(fù)面效應(yīng)。本發(fā)明已經(jīng)用來解決上述不足，并以抑制由執(zhí)行存儲(chǔ)、計(jì)算等的邏輯元件中的集成引起的功耗增加為其目標(biāo)。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的邏輯元件至少包括機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)部；激勵(lì)裝置，用于以相位差η的第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種使所述振動(dòng)部參變振動(dòng)；輸入部，接收輸入到所述激勵(lì)裝置中的用于參變振動(dòng)的信號(hào)；和輸出部，輸出與參變振動(dòng)的所述振動(dòng)部的所述第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。在參變激勵(lì)之后，保持振動(dòng)部處的第一振動(dòng)狀態(tài)或第二振動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明的邏輯元件使用從輸出部輸出的與這兩種振動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的兩種信號(hào)表示比特信息“0”或“1”。有益效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)部以相位差π的第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種進(jìn)行參變振動(dòng)，并且輸出與任一種狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。本發(fā)明在抑制由執(zhí)行存儲(chǔ)、計(jì)算等的邏輯元件中的集成引起的功耗增加方面非常有效。圖1為示意性示出本發(fā)明第一實(shí)施方式中的邏輯元件100的結(jié)構(gòu)示例的透視圖；圖2為用于說明兩種不同激勵(lì)狀態(tài)的圖示；圖3為示出用于驅(qū)動(dòng)邏輯元件100的電路配置的電路圖；圖4為示出使用第一實(shí)施方式中的邏輯元件的移位寄存器的平面圖；圖5為用于說明移位寄存器的操作示例的時(shí)序圖；圖6為用于說明移位寄存器的操作示例的時(shí)序圖；圖7為示出第一實(shí)施方式中的邏輯元件的另一形式的移位寄存器的平面圖；圖8為示出使用第一實(shí)施方式中的邏輯元件的邏輯電路的配置的平面圖；圖9為示意性示出本發(fā)明第二實(shí)施方式中的邏輯元件的配置的平面圖；和圖10為示出參變?cè)幕驹呐渲玫碾娐穲D。具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施方式。[第一實(shí)施方式]現(xiàn)在將描述本發(fā)明第一實(shí)施方式中的邏輯元件。圖1為示意性示出本發(fā)明第一實(shí)施方式中的邏輯元件100的結(jié)構(gòu)示例的透視圖。邏輯元件100具有多層結(jié)構(gòu)，其中例如，由單晶Ala7Gaa3As制成的犧牲層121、由單晶絕緣GaAs制成的絕緣層102、由硅摻雜單晶導(dǎo)電GaAs(第一半導(dǎo)體)制成的導(dǎo)電層103、以及由單晶絕緣AlGaAs(第二半導(dǎo)體)制成的壓電層(激勵(lì)裝置)104形成在GaAs(OOl)襯底101上。壓電層104例如由Ala3Gaa7As制成。還在該邏輯元件100中，支持部105和106以及由它們?cè)趦啥酥蔚牧?07由所述多層結(jié)構(gòu)形成。梁107具有與襯底101的頂部表面間隔開的背側(cè)表面，在梁107和襯底101的相面對(duì)的表面之間創(chuàng)建間隔。犧牲層121的使用能夠形成這種結(jié)構(gòu)，這將在隨后進(jìn)行描述。激勵(lì)電極(輸入電極)108形成在支持部105上，而振動(dòng)檢測(cè)電極(輸出電極)110形成在支持部106上。這些電極由相對(duì)于半導(dǎo)體壓電層104形成肖特基勢(shì)壘結(jié)的金屬材料制成。電極例如具有Ti層和其上形成的Au層的多層結(jié)構(gòu)。公共電極109形成在導(dǎo)電層103的通過從支持部105的一部分去除壓電層104而暴露的部分上。公共電極109由歐姆接觸導(dǎo)電層10的金屬材料制成。這種材料的例子是AuGeNi合金。配線111連接至激勵(lì)電極108，以供給用于參變激勵(lì)等的交流信號(hào)。接地配線112連接至公共電極109。振動(dòng)檢測(cè)配線113連接至振動(dòng)檢測(cè)電極110，以輸出由梁107的振動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)。在這種邏輯元件中，導(dǎo)電層103用作公共電極，所述公共電極經(jīng)由壓電層104面對(duì)激勵(lì)電極108和檢測(cè)電極110。將簡(jiǎn)要地描述邏輯元件100的制造。例如，犧牲層121外延生長(zhǎng)在襯底101中，隨后絕緣GaAs外延生長(zhǎng)在犧牲層121上。硅摻雜單晶導(dǎo)電GaAs外延生長(zhǎng)在絕緣GaAs層上，以及絕緣Ala3Gaa7As外延生長(zhǎng)在導(dǎo)電GaAs層上。通過異質(zhì)外延生長(zhǎng)足以形成這些層。此后，通過已知的光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)，將層疊膜微處理成平坦形狀的支持部105、梁107和支持部106。在這種狀態(tài)下，犧牲層121從剩余層上選擇性地去除，在梁107和位于梁107的區(qū)域中襯底101的面對(duì)表面之間產(chǎn)生了間隔。該示例采用比剩余層包含更多Al的犧牲層121。因此可以選擇性地刻蝕掉犧牲層121。還在除了梁107之外的支持部處，從側(cè)面刻蝕掉犧牲層121。然而，設(shè)計(jì)為梁107的那部分形成為比設(shè)計(jì)為支持部的剩余區(qū)域窄。因此，即使從梁107的區(qū)域去除犧牲層121，犧牲層121也可以留在剩余區(qū)域。例如，當(dāng)從梁107的區(qū)域去除犧牲層121時(shí)，停止刻蝕，犧牲層121留在支持部105和106的區(qū)域中。作為這種工藝的結(jié)果是，犧牲層121從支持部105和106的區(qū)域中的剩余層縮回(setback)。注意到制造方法不限于上述方法，并且可以通過另外的方法形成梁。在將要形成公共電極109的區(qū)域中，部分地去除形成支持部105的絕緣AlGaAs層(壓電層104)，在該部分暴露導(dǎo)電GaAs層(導(dǎo)電層103)。隨后，使用已知的剝離(liftoff)方法等形成激勵(lì)電極108、公共電極109和振動(dòng)檢測(cè)電極110。在實(shí)施方式中具有前述結(jié)構(gòu)的邏輯元件100中，彈性梁107具有共振頻率f,es。接地配線112接地，并且經(jīng)由參變激勵(lì)配線111將電壓施加至激勵(lì)電極108。由于壓電層104的壓電效應(yīng)，梁107沿它延伸的方向與所施加的電壓成比例地變形。這種變形改變了梁107的共振頻率。通過向激勵(lì)電極108施加具有頻率2&3的交流電壓，梁107以頻率2f,es周期性地變形。因此，將梁107的共振頻率調(diào)制為頻率2f,es，并且以頻率f,es對(duì)梁107進(jìn)行參變激勵(lì)。在該實(shí)施方式中，梁107例如由導(dǎo)電GaAs層和絕緣AlGaAs層形成。由于帶隙大且擊穿電壓高的層，如AlGaAs，存在于該多層結(jié)構(gòu)中，則可以向梁107施加較大的電壓。具有壓電效應(yīng)并用作振動(dòng)產(chǎn)生源的壓電層104由帶隙大于諸如導(dǎo)電層103之類的剩余層的化合物半導(dǎo)體制成。因此可以改善壓電層104的擊穿電壓，由此允許施加較大的電壓。根據(jù)該實(shí)施方式，梁107可以產(chǎn)生較大的變形。由于高的擊穿電壓，還可以在抑制泄漏電流的同時(shí)帶來尺寸的進(jìn)一步降低。此外，梁107由單晶形成，并展現(xiàn)出極佳的機(jī)械特性。如上所述激勵(lì)的梁107可以采取兩種激勵(lì)狀態(tài)，這兩種激勵(lì)狀態(tài)的振動(dòng)相位差η，如相對(duì)于圖2的(a)所示的激勵(lì)電壓在圖2的(b)中示出的那樣。通過使這兩種激勵(lì)狀態(tài)為"0"和"1"比特狀態(tài)，使用這兩種狀態(tài)可以進(jìn)行數(shù)字計(jì)算。梁107的激勵(lì)狀態(tài)可以隨著在振動(dòng)檢測(cè)電極110和公共電極109之間產(chǎn)生的壓電電壓、經(jīng)由接地配線112和振動(dòng)檢測(cè)配線113檢測(cè)到。將解釋用于驅(qū)動(dòng)具有上述結(jié)構(gòu)的邏輯元件100的電路。圖3為示出用于驅(qū)動(dòng)邏輯元件100的電路配置的電路圖。如上所述，連接至該電路的邏輯元件100包括梁107，梁107在兩端由支持部105和106支撐，并具有共振頻率f,es。輸入電極由用于初始激勵(lì)梁107的初始激勵(lì)電極(第一電極)108a和用于參變激勵(lì)梁107的參變激勵(lì)電極(第二電極)108b組成。將具有梁107的共振頻率且相位差π的兩個(gè)交流電壓選擇性地施加至初始激勵(lì)電極108a。具有梁107共振頻率的兩倍的頻率的交流電壓施加至參變激勵(lì)電極108b，以參變激勵(lì)梁107。初始激勵(lì)電極108a設(shè)置在支持部106處，并且參變激勵(lì)電極108b設(shè)置在支持部105處。需要注意的是初始激勵(lì)電極108a和參變激勵(lì)電極108b都是肖特基電極。該電路還包括產(chǎn)生具有頻率f,es的輸入交流信號(hào)的輸入交流信號(hào)源301、反相開關(guān)302、耦合電阻器304、激勵(lì)開關(guān)305、產(chǎn)生具有頻率2f,es的激勵(lì)交流信號(hào)的激勵(lì)交流信號(hào)源306、以及輸出端307。在該電路中，激勵(lì)開關(guān)305打開，以將來自激勵(lì)交流信號(hào)源306的具有頻率2f,es的激勵(lì)交流信號(hào)施加至參變激勵(lì)電極108b。隨后，梁107沿著它延伸的方向周期性地變形，并以頻率被參變激勵(lì)。如上所述，在通過打開激勵(lì)開關(guān)305開始參變激勵(lì)之前，基于從輸入交流信號(hào)源301輸入的交流信號(hào)的相位，可以選擇這兩種相位差π的振動(dòng)狀態(tài)中的任一種。例如，當(dāng)激勵(lì)開關(guān)305關(guān)閉時(shí)，反相開關(guān)302以任一種狀態(tài)打開，以將來自輸入交流信號(hào)源301的具有頻率f,es的輸入交流信號(hào)施加至初始激勵(lì)電極108a，引起梁107以任一種狀態(tài)(相位差η的第一和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任一種)進(jìn)行振動(dòng)。隨后，激勵(lì)開關(guān)305打開，以將具有頻率2fres的激勵(lì)交流信號(hào)施加至參變激勵(lì)電極108b，開始參變激勵(lì)。在參變振動(dòng)狀態(tài)中，基于輸入交流信號(hào)保持梁107的振動(dòng)相位。即使激勵(lì)開關(guān)305打開，且隨后反相開關(guān)302關(guān)閉以停止輸入交流信號(hào)的供給，也保持梁107的振動(dòng)相位。據(jù)此，通過以任一種狀態(tài)打開反相開關(guān)302并引起參變激勵(lì)，可以選擇并保持相位差(偏移)π的這兩種振動(dòng)模式中的一種。以這種方式，根據(jù)該實(shí)施方式的邏輯元件可以使用LC共振器執(zhí)行與常規(guī)參變?cè)牟僮鞯韧牟僮?。圖3中所示的電路可用作數(shù)字信息的存儲(chǔ)單元。注意到初始激勵(lì)電極108a、參變激勵(lì)電極108b、公共電極109和振動(dòng)檢測(cè)電極110不需要總由金屬材料制成，可以由導(dǎo)電半導(dǎo)體薄膜制成。這些電極例如可以由硅摻雜GaAs制成。半導(dǎo)體材料為GaAs和AlGaAs，但不限于它們，并且在不背離本發(fā)明本質(zhì)的前提下可以是諸如InAs、InP、InSb、InN、GaP,GaSb,GaN、Α1Ρ、AlSb和A1N。摻雜諸如硅之類的雜質(zhì)以獲得導(dǎo)電的層。在這種情況中，使用公知的調(diào)制摻雜結(jié)構(gòu)可以改善電特性。[運(yùn)算電路1]將描述使用本發(fā)明第一實(shí)施方式中的邏輯元件的運(yùn)算電路(移位寄存器)。圖4為示出使用本發(fā)明中的邏輯元件的移位寄存器的配置的平面圖。在該示例中，該移位寄存器包括七個(gè)邏輯元件。例如，將由單晶絕緣GaAs制成的絕緣層(未示出)、由硅摻雜單晶導(dǎo)電GaAs(第一半導(dǎo)體)制成的導(dǎo)電層(未示出)和由單晶絕緣AlGaAs(第二半導(dǎo)體)制成的壓電層442層疊在GaAs(OOl)襯底441上。多個(gè)開口443以預(yù)定間隔形成，且梁401至407形成在它們之間。在壓電層442區(qū)域中在兩端延伸至梁401至407的多層部分用作支撐梁401至407的支持部。開口443沿預(yù)定方向(圖4中的橫向)形成成線。梁401至407也排列成線。在圖4中，未圖示出絕緣GaAs的絕緣層和導(dǎo)電GaAs的導(dǎo)電層，因?yàn)樗鼈冊(cè)O(shè)置在壓電層442下面。在襯底441和梁401至407的相對(duì)表面之間形成有間隔，該間隔也未圖示出。參照?qǐng)D1和3描述的公共電極連接至另一區(qū)域(未示出)中的導(dǎo)電GaAs的導(dǎo)電層，并且通常用于多個(gè)邏輯元件。在分別具有梁401至407的七個(gè)邏輯元件中，如上所述，用于輸入信號(hào)的信號(hào)輸入電極411設(shè)置在梁401的一側(cè)(圖4中的上側(cè))，以及用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極431設(shè)置在另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極(振動(dòng)耦合裝置)421從梁401的所述另一側(cè)至梁402的另一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極432設(shè)置在梁402的所述另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極422從梁402的一側(cè)到梁403的一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極433設(shè)置在梁403的所述另一側(cè)。類似地，用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極423從梁403的所述另一側(cè)到梁404的另一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極434設(shè)置在梁404的所述另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極424從梁404的一側(cè)到梁405的一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極435設(shè)置在梁405的所述另一側(cè)。而且，用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極425從梁405的所述另一側(cè)到梁406的另一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極436設(shè)置在梁406的所述另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移電極426從梁406的一側(cè)到梁407的一側(cè)設(shè)置。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極437和用于輸出信號(hào)的信號(hào)輸出電極412設(shè)置在梁407的所述另一側(cè)。在梁401至406的所述另一側(cè)上，激勵(lì)電極和轉(zhuǎn)移電極沿每個(gè)梁延伸的方向設(shè)置在中心配線的左、右側(cè)，同時(shí)彼此絕緣。在梁407的所述另一側(cè)上，激勵(lì)電極437和信號(hào)輸出電極412沿每個(gè)梁延伸的方向設(shè)置在中心配線的左、右側(cè)，同時(shí)彼此絕緣。輸入端413連接至信號(hào)輸入電極411。激勵(lì)電壓施加端414共同連接至激勵(lì)電極431、434和437。激勵(lì)電壓施加端415共同連接至激勵(lì)電極432和435。激勵(lì)電壓施加端416共同連接至激勵(lì)電極433和436。信號(hào)輸出端417連接至信號(hào)輸出電極412。參照?qǐng)D5和6的時(shí)序圖，將舉例說明該移位寄存器的操作。注意到具有頻率fres的交流信號(hào)對(duì)應(yīng)于輸入至輸入端413的電壓，以及兩種不同的相位對(duì)應(yīng)于狀態(tài)"0"和"1"。首先，在時(shí)間、，具有與"0"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位的交流電壓(輸入信號(hào))經(jīng)由輸入端413施加至電極411。隨后，梁401開始隨著所施加的交流電壓的相位振動(dòng)。在時(shí)間‘，具有頻率2fres的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端414施加至激勵(lì)電極431。響應(yīng)于這種電壓施加，梁401被參變激勵(lì)，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于"0"狀態(tài)的相位。眾所周知，激勵(lì)電極431接收具有頻率2f_的激勵(lì)電壓，其以發(fā)生參變激勵(lì)的預(yù)定振幅或更大的振幅引起激勵(lì)。在被參變激勵(lì)之后，梁401以相同的方式保持振動(dòng)，即使至輸入端413的具有頻率的信號(hào)的輸入停止。結(jié)果，由于被參變激勵(lì)的梁401的壓電效應(yīng)，具有與等同于激勵(lì)(振動(dòng))狀態(tài)的"0"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位的交流電壓在轉(zhuǎn)移電極421中產(chǎn)生。在轉(zhuǎn)移電極421中產(chǎn)生的、并具有與"0"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位的交流電壓施加至鄰近的梁402，以使它初始振動(dòng)。在時(shí)間t02,具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端415施加至激勵(lì)電極432。隨后，梁402被參變激勵(lì)，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于"0"狀態(tài)的相位。甚至在至激勵(lì)電極431(激勵(lì)電壓施加端414)的具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓的施加(輸入)取消之后，梁402也以相同的方式保持振蕩。在該階段，輸入至輸入端413的"0"信息(輸入信號(hào))已經(jīng)從梁401轉(zhuǎn)移至梁402。以相同的方式，在時(shí)間t1;具有頻率2f_的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端416施加至激勵(lì)電極433，將梁402的振動(dòng)轉(zhuǎn)移至梁403。在時(shí)間tn，具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端414施加至激勵(lì)電極434，將梁403的振動(dòng)轉(zhuǎn)移至梁404。在時(shí)間t12，具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端415施加至激勵(lì)電極435，將梁404的振動(dòng)轉(zhuǎn)移至梁405。在時(shí)間t2，具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端416施加至激勵(lì)電極436，將梁405的振動(dòng)轉(zhuǎn)移至梁406。在時(shí)間t21，具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端414施加至激勵(lì)電極437，將梁406的振動(dòng)轉(zhuǎn)移至梁407。最后，由于振動(dòng)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到的梁407中的壓電效應(yīng)，在信號(hào)輸出電極412中產(chǎn)生具有與等同于振動(dòng)狀態(tài)的"0"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位的交流電壓。信號(hào)輸出端417輸出該交流電壓。以相同的方式，對(duì)應(yīng)于〃0〃或〃1〃的輸入信號(hào)順地序輸入至輸入端413。根據(jù)圖5中所示的順序，具有頻率2fres的激勵(lì)電壓順序地施加至激勵(lì)電壓施加端414、415和416。響應(yīng)于這種電壓施加，輸入至輸入端413的〃0〃或〃1〃信息順序地從梁401轉(zhuǎn)移至梁407，并從信號(hào)輸出端417輸出，如圖6所示。為了穩(wěn)定地執(zhí)行上述移位寄存器操作，梁401至407需要具有相同的共振頻率。包括具有壓電效應(yīng)的壓電層442的梁401至407可以通過施加直流電壓改變共振頻率。例如，電容器成一行地插入在激勵(lì)電極431、432、433、434、435、436和437與激勵(lì)電壓施加端414、415和416之間，使得直流偏置電壓可以施加在激勵(lì)電極和電容器之間。通過調(diào)節(jié)每個(gè)梁上所施加的偏置電壓，梁401至407可以具有相同的共振頻率。[運(yùn)算電路2]將參照?qǐng)D7的平面圖說明使用本發(fā)明的該實(shí)施方式中的邏輯元件的另一種形式的移位寄存器。在接下來的移位寄存器中，相鄰梁的振動(dòng)被機(jī)械耦合。在該示例中，該移位寄存器包括七個(gè)邏輯元件。例如，將由單晶絕緣GaAs制成的絕緣層(未示出)、由硅摻雜單晶導(dǎo)電GaAs制成的導(dǎo)電層(未示出)和由單晶絕緣AlGaAs制成的壓電層742層疊在GaAs(OOl)襯底741上。多個(gè)開口以預(yù)定間隔形成，且梁701至707形成在它們之間。該結(jié)構(gòu)與參照?qǐng)D4說明的移位寄存器的結(jié)構(gòu)相同。在分別具有701至707的七個(gè)邏輯元件中，如上所述，用于輸入信號(hào)的信號(hào)輸入電極711設(shè)置在梁701的一側(cè)(圖7中的上側(cè))，以及用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極731設(shè)置在另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁(振動(dòng)耦合裝置)721形成為部分地連接梁701的一側(cè)和梁702的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極732設(shè)置在梁702的另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁722形成為部分地連接梁702的一側(cè)和梁703的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極733設(shè)置在梁703的另一側(cè)。類似地，用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁723形成為部分地連接梁703的一側(cè)和梁704的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極734設(shè)置在梁704的另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁724形成為部分地連接梁704的一側(cè)和梁705的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極735設(shè)置在梁705的另一側(cè)。而且，用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁725形成為部分地連接梁705的一側(cè)和梁706的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極736設(shè)置在梁706的另一側(cè)。用于轉(zhuǎn)移振動(dòng)狀態(tài)的耦合梁726形成為部分地連接梁706的一側(cè)和梁707的一側(cè)。用于參變激勵(lì)的激勵(lì)電極737設(shè)置在梁707的另一側(cè)，并且用于輸出信號(hào)的信號(hào)輸出電極712設(shè)置在一側(cè)。類似于參照?qǐng)D4描述的移位寄存器，輸入端713連接至信號(hào)輸入電極711。激勵(lì)電壓施加端714共同連接至激勵(lì)電極731、734和737。激勵(lì)電壓施加端715共同連接至激勵(lì)電極732和735。激勵(lì)電壓施加端716共同連接至激勵(lì)電極733和736。信號(hào)輸出端717連接至信號(hào)輸出電極712。將舉例說明該移位寄存器的操作。首先，具有例如與"0"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位的交流電壓(輸入信號(hào))經(jīng)由輸入端713施加至電極711。隨后，梁701開始隨著所施加的交流電壓的相位振動(dòng)。接下來，具有頻率的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端714施加至激勵(lì)電極731。響應(yīng)于這種電壓施加，梁701被以較大的振幅參變激勵(lì)，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于"0"狀態(tài)的相位。在這種狀態(tài)中，梁701以相同的方式保持振動(dòng)，即使至輸入端713的、具有頻率fres的信號(hào)的輸入停止。被參變激勵(lì)的梁701的振動(dòng)經(jīng)由耦合梁721轉(zhuǎn)移至梁702以初始振動(dòng)梁702。在這種狀態(tài)中，具有頻率的激勵(lì)電壓經(jīng)由激勵(lì)電壓施加端715施加至激勵(lì)電極732。隨后，梁702被參變激勵(lì)，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于"0"狀態(tài)的相位。甚至在向激勵(lì)電極731(激勵(lì)電壓施加端714)施加_(輸入)的具有頻率2fres的激勵(lì)電壓取消之后，梁702也以相同的方式保持振動(dòng)。在該階段，輸入至輸入端713的"0"信息(輸入信號(hào))已經(jīng)從梁701轉(zhuǎn)移至梁702。在該移位寄存器中，相鄰的梁通過耦合梁721至726連接。即使尺寸減小進(jìn)一步發(fā)展，這種移位寄存器也不要求沿單個(gè)梁的寬度方向排列的兩個(gè)電極。這種移位寄存器可以比參照?qǐng)D4描述的移位寄存器更能促進(jìn)尺寸減小。例如，耦合梁可以由碳納米管、納米線等形成。通過很薄的結(jié)構(gòu)耦合相鄰的梁可以實(shí)現(xiàn)極佳的運(yùn)算裝置(移位寄存器)，其抑制了由耦合引起的共振頻率的改變。[運(yùn)算電路3]將說明使用本發(fā)明實(shí)施方式中的邏輯元件的邏輯電路(運(yùn)算電路)。在以下示例中，邏輯元件應(yīng)用于AND/OR電路。圖8為示出使用本發(fā)明中的邏輯元件的邏輯電路的配置的平面圖。該邏輯電路包括四個(gè)邏輯元件。例如，將由單晶絕緣GaAs制成的絕緣層(未示出)、由硅摻雜單晶導(dǎo)電GaAs(第一半導(dǎo)體)制成的導(dǎo)電層(未示出)和由單晶絕緣AlGaAs(第二半導(dǎo)體)制成的壓電層842層疊在GaAs(001)襯底841上。在這些層的多層結(jié)構(gòu)中，開口843、開口844和開口845以預(yù)定的間隔形成，以及梁801、802、803和804形成在它們之間。在壓電層842區(qū)域中兩端延伸至梁801至804的多層部分用作支撐梁801至804的支持部。開口843、844和845沿預(yù)定方向(圖8中的橫向)形成成線。梁401至407也排列成線。在圖8中，未圖示出絕緣GaAs的絕緣層和導(dǎo)電GaAs的導(dǎo)電層，因?yàn)樗鼈冊(cè)O(shè)置在壓電層842下面。在襯底841和梁801至804的相對(duì)表面之間形成有間隔，該間隔也未圖示出。參照?qǐng)D1和3描述的公共電極連接至另一區(qū)域(未示出)中的導(dǎo)電GaAs的導(dǎo)電層，并且通常用于多個(gè)邏輯元件。在分別具有梁801至804的四個(gè)邏輯元件中，如上所述，用于輸入信號(hào)A的信號(hào)A輸入電極811設(shè)置在梁801的一側(cè)(圖8中的下側(cè))。用于輸入信號(hào)B的信號(hào)B輸入電極812設(shè)置在梁802的一側(cè)。用于輸入信號(hào)C的信號(hào)C輸入電極813設(shè)置在梁803的一側(cè)。相反，輸出電極814設(shè)置在梁804的一側(cè)。轉(zhuǎn)移電極(振動(dòng)耦合裝置)815共同設(shè)置在梁801、802，803和804的一側(cè)，以將梁801,802和803振動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移至梁804。形成在每個(gè)梁的一側(cè)上的轉(zhuǎn)移電極815與該梁的輸入電極和輸出電極814絕緣。轉(zhuǎn)移電極和輸入電極沿每個(gè)梁延伸的方向分開設(shè)置在中心配線的左、右側(cè)。用于參變激勵(lì)的輸入激勵(lì)電極816共同設(shè)置在梁801、802和803的另一側(cè)(圖8中的上側(cè))。用于參變激勵(lì)梁804的輸出激勵(lì)電極817設(shè)置在梁804的另一側(cè)。信號(hào)A輸入端821連接至信號(hào)A輸入電極811，信號(hào)B輸入端822連接至信號(hào)B輸入電極812，信號(hào)C輸入端823連接至信號(hào)C輸入電極813，以及輸出端824連接至輸出電極814。激勵(lì)電壓施加端826共同連接至分別為梁801、802和803設(shè)置的輸入激勵(lì)電極816。激勵(lì)電壓施加端827連接至為梁804設(shè)置的輸出激勵(lì)電極817。將舉例說明該邏輯電路的操作。首先，具有與"0"或"1"狀態(tài)相對(duì)應(yīng)相位(比特信息)的頻率fres的交流電壓(信號(hào)A、B、和C)輸入至信號(hào)A輸入端821、信號(hào)B輸入端822和信號(hào)C輸入端823。輸入信號(hào)A、B和C經(jīng)由信號(hào)A輸入電極811、信號(hào)B輸入電極812和信號(hào)C輸入電極813施加至梁801,802和803。結(jié)果，梁801、802和803以所施加的交流電壓(信號(hào)A、B和C)的相位開始初始振動(dòng)。接下來，具有頻率2fres的激勵(lì)電壓施加至激勵(lì)電壓施加端826。輸入激勵(lì)電壓經(jīng)由輸入激勵(lì)電極816施加至梁801、802和803。具有頻率2fres的激勵(lì)電壓施加至已經(jīng)如上所述開始初始振動(dòng)的梁801、802和803。梁801、802和803被參變激勵(lì)，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于初始振動(dòng)的相位。在被參變激勵(lì)之后，即使具有頻率f的用于引起初始激勵(lì)的交流電壓(信號(hào)A、B和C)取消，梁801、802和803也保持參變振蕩，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于初始振動(dòng)的相位。轉(zhuǎn)移電極815將被激勵(lì)的梁801、802和803的參變振動(dòng)作為壓電信號(hào)轉(zhuǎn)移至梁804。響應(yīng)于此，梁804開始初始振動(dòng)。以這種方式，轉(zhuǎn)移電極815轉(zhuǎn)移梁801、802和803的參變振動(dòng)作為梁804的初始振動(dòng)。此時(shí)，來自這三個(gè)梁801、802和803的轉(zhuǎn)移輸出相加。結(jié)果，與在梁801、802和803之間更頻繁地出現(xiàn)的相位相對(duì)應(yīng)的頻率f,es的交流電壓施加至梁804。在這種狀態(tài)中，具有頻率2f,es的激勵(lì)電壓輸入至激勵(lì)電壓施加端827，并經(jīng)由輸出激勵(lì)電極817施加至梁804。隨后，梁804以在梁801、802和803之間更頻繁地出現(xiàn)的相位開始參變振動(dòng)。在輸出電極814中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于這種參變振動(dòng)的壓電信號(hào)，并從輸出端824輸出。如上所述，梁801、802和803的各個(gè)相位被認(rèn)為是比特信息的塊。該邏輯電路配置用于將在梁801、802和803之間更頻繁出現(xiàn)的比特信息轉(zhuǎn)移至梁804。因此，輸出端824輸出與在輸入至信號(hào)A輸入端821、信號(hào)B輸入端822和信號(hào)C輸入端823的信號(hào)中更頻繁出現(xiàn)的相位相對(duì)應(yīng)的比特信息。下面的表1示出了輸入至信號(hào)A輸入端821、信號(hào)B輸入端822和信號(hào)C輸入端823的信號(hào)A、B和C的比特信息的塊與從輸出端824輸出的比特信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如從表1中明顯看出的，當(dāng)對(duì)應(yīng)于比特信息"1"的交流信號(hào)輸入至信號(hào)A輸入端821，且對(duì)應(yīng)于比特信息"1"的交流信號(hào)輸入至信號(hào)B輸入端822或信號(hào)C輸入端823時(shí)，輸出端824輸出對(duì)應(yīng)于比特信息〃1〃的交流信號(hào)。如上所述，在信號(hào)A、B和C之間更頻繁地出現(xiàn)的比特信息被輸出。因此，當(dāng)信號(hào)A為〃1"，且信號(hào)B或C為〃1"時(shí)，在信號(hào)A、B和C之間更頻繁地出現(xiàn)的比特信息被輸出。這是OR電路的操作。當(dāng)對(duì)應(yīng)于比特信息"0"的交流信號(hào)輸入至信號(hào)A輸入端821，且對(duì)應(yīng)于比特信息〃1"的交流信號(hào)輸入至信號(hào)B輸入端822和信號(hào)C輸入端823時(shí)，輸出端824輸出對(duì)應(yīng)于比特信息〃1〃的交流信號(hào)。如上所述，在信號(hào)A、B和C之間更頻繁地出現(xiàn)的比特信息被輸出。當(dāng)信號(hào)A為〃0"，且信號(hào)B和C都為〃1〃時(shí)，在信號(hào)A、B和C之間更頻繁地出現(xiàn)的比特信息為"1"，其被輸出。這是AND電路的操作。以這種方式，該實(shí)施方式中的邏輯電路可以構(gòu)造OR和AND電路。在上述描述中，梁由壓電材料形成，并且為梁設(shè)置的電極引起初始激勵(lì)和參變激勵(lì)并檢測(cè)振動(dòng)，但本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的邏輯元件的特征在于，包括具有柔性等并機(jī)械振動(dòng)的至少一個(gè)振動(dòng)部、用于以相位差η的第一和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任一種使振動(dòng)部參變振動(dòng)的激勵(lì)裝置、接收用于輸入到激勵(lì)裝置中的參變振動(dòng)的信號(hào)的輸入部、以及輸出與參變振動(dòng)的振動(dòng)部的第一或第二振動(dòng)狀態(tài)任一個(gè)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的輸出部。當(dāng)激勵(lì)裝置參變激勵(lì)已經(jīng)以相位差π的第一和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任一種振動(dòng)的振動(dòng)部時(shí)，通過參變振動(dòng)，該邏輯元件可以保持第一或第二振動(dòng)狀態(tài)。這種狀態(tài)從輸出部輸出，因此是可檢測(cè)的。類似于常規(guī)參變?cè)?，該邏輯元件可以將相位不同的振?dòng)狀態(tài)處理成比特"0"或"1"(比特信息)。類似于參變?cè)景l(fā)明的邏輯元件可以執(zhí)行存儲(chǔ)和邏輯運(yùn)算。在上述實(shí)施方式中，振動(dòng)部由具有由壓電材料制成的壓電層作為激勵(lì)裝置的的梁形成。通過輸入至為梁設(shè)置的輸入電極的交流電壓，振動(dòng)部以相位差η的第一和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任一種被激勵(lì)，由此引起參變振動(dòng)。為梁設(shè)置的輸出電極檢測(cè)這種振動(dòng)。如上所述，振動(dòng)部可以是在兩端支撐的梁或者是在一端支撐的懸臂或扭轉(zhuǎn)梁。振動(dòng)部可以為在外圍固定的薄膜(振動(dòng)膜)。振動(dòng)部足以能夠被參變激勵(lì)。振動(dòng)部和激勵(lì)裝置不限于具有壓電層的梁，并且梁可以由電容耦合振動(dòng)。例如，固定電極以距離用作可活動(dòng)電極的振動(dòng)部預(yù)定距離設(shè)置。信號(hào)施加在振動(dòng)部和固定電極之間，以通過靜電力(庫倫力)激勵(lì)和參變激勵(lì)振動(dòng)部。振動(dòng)部的振動(dòng)改變振動(dòng)部和固定電極之間的間隔(距離)。這種改變可以作為電容變化被檢測(cè)到。[第二實(shí)施方式]將參照?qǐng)D9說明作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的其中電容耦合用于激勵(lì)裝置的情況。第二實(shí)施方式中的邏輯元件包括在兩端由支持部905和906支撐并具有共振頻率f,es的梁907。振動(dòng)檢測(cè)電極(第三電極)910設(shè)置在支持部906上，用于檢測(cè)梁907的振動(dòng)。公共電極909設(shè)置在支持部905上。無須贅述，梁907與襯底(未示出)間隔開。激勵(lì)部911沿與梁907延伸的方向垂直的方向在一側(cè)設(shè)置在梁907附近。參變激勵(lì)部912沿與梁907延伸的方向垂直的方向在另一側(cè)設(shè)置在梁907附近。激勵(lì)部911和參變激勵(lì)部912分別包括初始激勵(lì)電極913和激勵(lì)電極914。在該示例中，激勵(lì)部911和參變激勵(lì)部912設(shè)置為沿與梁907延伸的方向垂直的方向彼此面對(duì)。類似于圖3，該電路包括產(chǎn)生具有頻率f,es的輸入交流信號(hào)的輸入交流信號(hào)源301、反相開關(guān)302、耦合電阻器304、激勵(lì)開關(guān)305、產(chǎn)生具有頻率2f,es的激勵(lì)交流信號(hào)的激勵(lì)交流信號(hào)源306、以及輸出端307。此外，該電路可以經(jīng)由電阻器308向梁907施加直流電源。梁907的電阻值的變化可以由公共電極909和振動(dòng)檢測(cè)電極910檢測(cè)到，并從輸出端307輸出。在該電路中，激勵(lì)開關(guān)305打開，以從激勵(lì)交流信號(hào)源306向激勵(lì)電極914施加具有頻率2f,es的激勵(lì)交流信號(hào)。參變激勵(lì)部912向梁907施加靜電力，使梁907周期性地變形。因此，梁907可以以頻率f,es被參變激勵(lì)。如上所述，在通過打開激勵(lì)開關(guān)305開始參變激勵(lì)之前，基于從輸入交流信號(hào)源301輸入至初始激勵(lì)電極913的交流信號(hào)的相位，可以選擇相位差η的兩種振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種。由公共電極909和振動(dòng)檢測(cè)電極910檢測(cè)激勵(lì)狀態(tài)作為梁907的電阻值的變化，并從輸出端307輸出。具有這種結(jié)構(gòu)的邏輯元件例如可以如下制造。首先，氧化硅層形成在高阻單晶硅襯底上。通過重?fù)诫s雜質(zhì)，低阻硅層形成在氧化硅層上，由此形成絕緣層(氧化硅層)/導(dǎo)電層的多層結(jié)構(gòu)。這種多層結(jié)構(gòu)由公知的光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)處理，形成支持部905和906、梁907、激勵(lì)部911以及參變激勵(lì)部912。例如，在多層結(jié)構(gòu)被圖案化成這些部分的形狀之后，底部絕緣層被選擇性地刻蝕掉預(yù)定的量。因此，該絕緣層從梁907的形成為比剩余部分窄的部分去除，使梁907與襯底(未示出)間隔開。在以這種方式制造的邏輯元件中，支持部905和906、激勵(lì)部911和參變激勵(lì)部912提供了多層結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電層形成在該絕緣層上。梁907具有僅由該導(dǎo)電層形成的單層結(jié)構(gòu)。各個(gè)電極滿足由與支持部905和906的導(dǎo)電層、激勵(lì)部911以及參變激勵(lì)部912歐姆接觸的Al電極形成的需要。在該示例中，梁907不需要由壓電材料形成。在參照?qǐng)D9說明的邏輯元件中，梁907(振動(dòng)部)由半導(dǎo)體制成，且使用該半導(dǎo)體的形變勢(shì)，可以檢測(cè)振動(dòng)部的振動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)該半導(dǎo)體在變形時(shí)改變帶隙能量時(shí)，通過檢測(cè)這種變化，可以檢測(cè)振動(dòng)狀態(tài)。如上所述，這種狀態(tài)可以作為電阻值的變化被檢測(cè)出。這種結(jié)構(gòu)可以采用元素半導(dǎo)體，如硅或鍺。通過檢測(cè)流過彼此靠近設(shè)置的振動(dòng)部和電極的路徑的隧道電流，可以檢測(cè)振動(dòng)部的振動(dòng)。使用振動(dòng)部的壓電電阻，也可以檢測(cè)這種振動(dòng)。第二實(shí)施方式中的邏輯元件也可以構(gòu)造移位寄存器或邏輯電路。更具體地，類似于上述第一實(shí)施方式中的邏輯元件，每組包括梁907、激勵(lì)部911和參變激勵(lì)部912的多個(gè)組以預(yù)定間隔排列。而且，諸如轉(zhuǎn)移電極或耦合梁之類的振動(dòng)耦合裝置用來耦合相鄰梁907的振動(dòng)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使用利用彈性構(gòu)件的機(jī)械振動(dòng)的共振器代替參變?cè)械腖C共振器，解決了在使用目前普通的晶體管作為基本元件和常規(guī)參變?cè)难b置中出現(xiàn)的問題。換句話說，本發(fā)明通過參變激勵(lì)由微處理制造的機(jī)械共振器來處理比特信息，而不是通過使用由電感和電容器組成的電動(dòng)共振器來處理比特信息。眾所周知的是，與電子共振器相比，機(jī)械共振器使能量損耗最小化。根據(jù)本發(fā)明，可以以非常小的功耗進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算操作。此外，機(jī)械共振器沒有存在于電動(dòng)共振器中的電容耦合，因此即使促進(jìn)了尺寸減小，元件之間的串?dāng)_也非常小。用于形成機(jī)械共振器的彈性結(jié)構(gòu)(振動(dòng)部)可以通過已經(jīng)基于所謂的半導(dǎo)體工藝發(fā)展的微處理技術(shù)進(jìn)行制造。這種彈性結(jié)構(gòu)可以被小型化，以等同于使用半導(dǎo)體晶體管作為基本元件的邏輯元件。作為用于制造構(gòu)造共振器的振動(dòng)部的材料，本發(fā)明可以采用具有不同成分的半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體和絕緣體的多層結(jié)構(gòu)，特別是由異質(zhì)外延生長(zhǎng)制造的半導(dǎo)體薄膜多層結(jié)構(gòu)、或者半導(dǎo)體和掩埋氧化物膜(掩埋絕緣層)的多層結(jié)構(gòu)。振動(dòng)部還可以由碳納米管、納米線等形成。為了通過使本發(fā)明中的振動(dòng)部小型化而增加集成度，重要的是應(yīng)用微處理技術(shù)。除了選擇性去除目標(biāo)薄膜的技術(shù)(如選擇性刻蝕)，使用近來在MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))或NEMS(納米機(jī)電系統(tǒng))和使用分子束外延等制造的并具有不同成分的半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)中使用的SOI(硅上絕緣體)襯底，可以容易地形成具有與諸如襯底之類的鄰居結(jié)構(gòu)間隔開并可以振動(dòng)的部分的振動(dòng)部。因此，可以制造具有高重現(xiàn)性和可靠性的小型機(jī)械參變?cè)?。例如，可以使用例如SOI襯底制造參照?qǐng)D9描述的邏輯元件(機(jī)械參變?cè)?。使用SOI襯底，通過從SOI層上選擇性地去除掩埋絕緣層，可以在SOI層下面形成間隔。通過處理SOI層，可以容易地形成振動(dòng)部。當(dāng)具有不同成分的半導(dǎo)體層疊在SOI層上時(shí)，可以容易地由具有不同成分的半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成振動(dòng)部。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明優(yōu)選用于形成存儲(chǔ)裝置或運(yùn)算裝置的元件。權(quán)利要求一種邏輯元件，至少包括機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)部；激勵(lì)裝置，用于以相位差π的第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種使所述振動(dòng)部參變振動(dòng)；輸入部，接收輸入到所述激勵(lì)裝置中的用于參變振動(dòng)的信號(hào)；和輸出部，輸出與參變振動(dòng)的所述振動(dòng)部的所述第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，其中使用所述第一振動(dòng)狀態(tài)或第二振動(dòng)狀態(tài)表示“0”或“1”的二進(jìn)制信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)部包括具有由壓電材料形成的壓電層的梁，所述激勵(lì)裝置是所述壓電層，所述輸入部是接收用于使所述梁參變振動(dòng)的交流電壓的輸入電極，并且所述輸出部是用于輸出基于所述壓電材料的壓電效應(yīng)的信號(hào)的輸出電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的邏輯元件，其中所述輸入電極包括第一電極，選擇性接收具有所述梁的共振頻率且相位差n的第一交流電壓和第二交流電壓，和第二電極，接收具有為所述梁的所述共振頻率兩倍的頻率的第三交流電壓，以參變激勵(lì)所述梁。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的邏輯元件，還包括以預(yù)定間隔排成陣列的多個(gè)梁；為各個(gè)梁設(shè)置的第二電極；第一電極，設(shè)置用于所述梁的陣列一端的梁；輸出電極，設(shè)置用于所述梁的陣列的另一端的梁；和振動(dòng)耦合裝置，用于耦合相鄰的梁的振動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)耦合裝置是設(shè)置在相鄰梁之間的轉(zhuǎn)移電極。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)耦合裝置是部分連接相鄰梁的耦合M7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的邏輯元件，其中所述梁包括由第一半導(dǎo)體形成的導(dǎo)電層，和壓電層，所述壓電層層疊在所述導(dǎo)電層上，并由導(dǎo)電性比所述第一半導(dǎo)體低的第二半導(dǎo)體和絕緣體中的任一種形成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的邏輯元件，其中所述梁包括由第一化合物半導(dǎo)體形成的導(dǎo)電層，和壓電層，所述壓電層層疊在所述導(dǎo)電層上，并由帶隙比所述第一化合物半導(dǎo)體大的第二化合物半導(dǎo)體形成。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的邏輯元件，其中所述第二半導(dǎo)體通過異質(zhì)外延生長(zhǎng)制備。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯元件，其中所述激勵(lì)裝置包括第一激勵(lì)裝置，用于通過向所述振動(dòng)部施加靜電力，激勵(lì)所述振動(dòng)部以相位差n的所述第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種振動(dòng)，和第二激勵(lì)裝置，用于參變激勵(lì)所述振動(dòng)部以所述第一振動(dòng)狀態(tài)和第二振動(dòng)狀態(tài)中的任意一種振動(dòng)，和所述輸出部包括輸出電極，所述輸出電極連接至所述振動(dòng)部的一端并輸出與所述振動(dòng)部的振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的邏輯元件，其中所述輸入部包括第一電極，選擇性接收具有所述振動(dòng)部的共振頻率且相位差η的第一交流電壓和第二交流電壓，和第二電極，接收具有為所述振動(dòng)部的所述共振頻率兩倍的頻率的第三交流電壓，以參變激勵(lì)所述振動(dòng)部。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邏輯元件，還包括以預(yù)定間隔排成陣列的多個(gè)振動(dòng)部；為所述各個(gè)振動(dòng)部設(shè)置的第二電極；第一電極，設(shè)置用于所述振動(dòng)部的陣列一端處的振動(dòng)部；輸出電極，設(shè)置用于所述振動(dòng)部的陣列另一端處的振動(dòng)部；和振動(dòng)耦合裝置，用于耦合相鄰振動(dòng)部的振動(dòng)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)耦合裝置是設(shè)置在相鄰梁之間的轉(zhuǎn)移電極。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)耦合裝置是部分連接相鄰梁的耦合梁。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的邏輯元件，其中所述振動(dòng)部由形成在掩埋絕緣層上的半導(dǎo)體層形成。全文摘要在一種邏輯元件(100)中，形成支持部(105，106)和在兩端由它們支撐的梁(107)。梁(107)具有與襯底(101)的上側(cè)表面隔開的背側(cè)表面，在梁(107)和襯底(101)的相對(duì)表面之間建立間隔。激勵(lì)電極(108)形成在一個(gè)支持部(105)上，而振動(dòng)檢測(cè)電極(110)形成在另一個(gè)支持部(106)上。文檔編號(hào)H03K19/162GK101803191SQ200880107598公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日發(fā)明者伊姆蘭·馬赫布卜,岡本創(chuàng),山口浩司申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社