本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及PN結(jié)二極管，更具體地涉及基于多晶硅的二極管，其例如用于在集成電路中形成橋式整流器(Graetz橋)，這種集成電路尤其用于非接觸電信技術(shù)并例如結(jié)合非易失性存儲(chǔ)器。

背景技術(shù)：

圖1示出了適合于非接觸應(yīng)用的電子電路CI，其包括從電路的天線ANT1的端子AC0和AC1處存在的電壓傳送直流電壓VDC的二極管橋DBr(通常為Graetz橋)，其中天線ANT1耦合至讀取器RD的天線ANT2。

在該應(yīng)用中，電路CI包括適配為存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)元素的鎖存電路LTC，其常規(guī)地具有四個(gè)晶體管T2-T5。還示出了復(fù)位晶體管T1，其被通過(guò)電路的處理裝置COM傳送的信號(hào)TX控制。

鎖存器LTC形成在盒結(jié)構(gòu)(box structure)N-ISO中，其本身形成在半導(dǎo)體襯底PSUB中。晶體管T1-T3形成在盒結(jié)構(gòu)PW中，其本身形成在盒結(jié)構(gòu)N-ISO中。不同摻雜的盒結(jié)構(gòu)之間的界面形成二極管Dpwniso和Dnisopsub。

電流在天線ANT1中沿表示存儲(chǔ)在鎖存器LTC中的數(shù)據(jù)元素的方向流動(dòng)，使得該元素可被讀取器RD讀取。

基于多晶體硅(也稱為多晶硅)，橋DBr的二極管通常直接形成在襯底PSUB中或者盒結(jié)構(gòu)N-ISO中，這可能引入不期望的雙極效應(yīng)。

實(shí)際上，在使用在襯底中直接注入摻雜區(qū)域的二極管中遇到回流問(wèn)題。這些不期望的效應(yīng)例如由于寄生PN結(jié)，并且通常在電路的 啟動(dòng)或鎖存時(shí)看到。

期望以簡(jiǎn)單且與非易失性存儲(chǔ)技術(shù)兼容的方式來(lái)避免這些寄生效應(yīng)。

另一方面，常用二極管制造方法中的一些摻雜劑擴(kuò)散工藝控制不良，例如由于掩模要求難以建立的嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)中的缺陷導(dǎo)致二極管特性的不可預(yù)測(cè)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例旨在提供至少部分地解決上述問(wèn)題的集成電路。例如，這種集成電路可以減少二極管所占用的表面積。

根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括：半導(dǎo)體襯底；絕緣層，覆蓋所述半導(dǎo)體襯底；第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層，覆蓋所述絕緣層；多個(gè)突起區(qū)域，相互隔開(kāi)并且覆蓋所述半導(dǎo)體層；以及PN結(jié)的序列，位于所述半導(dǎo)體層中，每個(gè)PN結(jié)位于相關(guān)聯(lián)的突起區(qū)域的邊緣處并且垂直地從所述半導(dǎo)體層的上表面延伸到所述絕緣層。

在一些實(shí)施例中，所述PN結(jié)的序列形成多個(gè)二極管，每個(gè)二極管包括所述第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s區(qū)域，所述第一導(dǎo)電類型的所述重?fù)诫s區(qū)域與所述第一導(dǎo)電類型的輕摻雜區(qū)域鄰接，所述第一導(dǎo)電類型的所述輕摻雜區(qū)域與第二導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)域鄰接。

在一些實(shí)施例中，所述PN結(jié)的序列包括第二導(dǎo)電類型的第一區(qū)域和所述第一導(dǎo)電類型的第二區(qū)域，所述第二導(dǎo)電類型的所述第一區(qū)域相對(duì)于所述半導(dǎo)體層的其他部分過(guò)摻雜，所述第一導(dǎo)電類型的所述第二區(qū)域相對(duì)于所述半導(dǎo)體層的所述其他部分過(guò)摻雜，一個(gè)第一區(qū)域位于兩個(gè)第二區(qū)域之間并且通過(guò)所述半導(dǎo)體層的兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域與這兩個(gè)第二區(qū)域分離，所述兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域分別位于兩個(gè)相鄰的突起區(qū)域下方，位于第一區(qū)域和交錯(cuò)區(qū)域之間的每個(gè)結(jié)形成二極管，其中所述第一區(qū)域包括形成所述二極管的陽(yáng)極的P+摻雜區(qū)域，并且其中所述第二區(qū)域包括N+摻雜區(qū)域，所述N+摻雜區(qū)域與所述交錯(cuò) 區(qū)域一起形成所述二極管的陰極。

在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層是多晶硅層。

在一些實(shí)施例中，所述突起區(qū)域包括介電層和覆蓋所述介電層的柵極材料。

在一些實(shí)施例中，一些所述二極管形成電流橋式整流器。

在一些實(shí)施例中，所述電流橋式整流器包括Graetz橋。

在一些實(shí)施例中，該集成電路還包括：與所述PN結(jié)的序列橫向隔開(kāi)的浮置柵極晶體管，每個(gè)浮置柵極晶體管包括浮置柵極和控制柵極，其中所述半導(dǎo)體層與所述浮置柵極晶體管的浮置柵極位于同一層級(jí)，并且所述突起區(qū)域與所述浮置柵極晶體管的控制柵極位于同一層級(jí)。

根據(jù)另一方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括：半導(dǎo)體襯底；絕緣層，覆蓋所述半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體層，覆蓋所述絕緣層；多個(gè)突起區(qū)域，相互隔開(kāi)并且覆蓋所述半導(dǎo)體層；多個(gè)交錯(cuò)區(qū)域，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層內(nèi)，每個(gè)交錯(cuò)區(qū)域位于相關(guān)聯(lián)的突起區(qū)域下方，并且輕摻雜有第一導(dǎo)電類型的摻雜劑；多個(gè)第一區(qū)域，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層內(nèi)，每個(gè)第一區(qū)域在接近所述相關(guān)聯(lián)的突起區(qū)域的第一邊緣的位置處與相關(guān)聯(lián)的交錯(cuò)區(qū)域鄰接，每個(gè)第一區(qū)域重?fù)诫s有所述第一導(dǎo)電類型的摻雜劑并且從所述半導(dǎo)體層的上表面延伸到所述絕緣層；以及多個(gè)第二區(qū)域，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層內(nèi)，每個(gè)第二區(qū)域在接近所述相關(guān)聯(lián)的突起區(qū)域的第二邊緣的位置處與相關(guān)聯(lián)的交錯(cuò)區(qū)域鄰接，每個(gè)第二區(qū)域重?fù)诫s有第二導(dǎo)電類型的摻雜劑并且從所述半導(dǎo)體層的所述上表面延伸到所述絕緣層。

在一些實(shí)施例中，所述交錯(cuò)區(qū)域、所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域形成二極管，所述二極管被連接以形成電流橋式整流器。

在一些實(shí)施例中，該集成電路還包括：與所述突起區(qū)域橫向隔開(kāi)的浮置柵極晶體管，每個(gè)浮置柵極晶體管包括浮置柵極和控制柵極，其中所述半導(dǎo)體層與所述浮置柵極晶體管的浮置柵極位于同一層級(jí)，并且所述突起區(qū)域與所述浮置柵極晶體管的控制柵極位于同 一層級(jí)。

所提出的各個(gè)實(shí)施例和構(gòu)造模式涉及完全與襯底絕緣的二極管。從而，由于二極管的摻雜區(qū)域與襯底之間的PN結(jié)，不會(huì)發(fā)生寄生效應(yīng)。

所提出的解決方案使得可以減小被二極管所占用的表面積。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型的其他優(yōu)勢(shì)和特性將根據(jù)閱讀本實(shí)用新型的構(gòu)造模式和實(shí)施例以及附圖變得明顯，本實(shí)用新型的構(gòu)造模式和實(shí)施例不以任何方式進(jìn)行限制，在附圖中：

圖1如上所述示出了包括二極管橋的傳統(tǒng)電子電路；

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的集成電路的構(gòu)造模式的截面圖，以及

圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的方法的一個(gè)實(shí)施例并且對(duì)應(yīng)于圖2的截面的頂視圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的構(gòu)造模式和實(shí)施例涉及PN結(jié)二極管，更具體地涉及基于多晶硅的二極管，其例如用于在集成電路中形成橋式整流器(Graetz橋)，這種集成電路尤其用于非接觸電信技術(shù)并例如結(jié)合非易失性存儲(chǔ)器。

根據(jù)一個(gè)方面，一種用于制造多個(gè)二極管的方法包括：具有第二導(dǎo)電類型(例如，P型)的摻雜劑在具有第一導(dǎo)電類型(例如，N型)的第一半導(dǎo)體層中的第一注入，第一半導(dǎo)體層位于覆蓋半導(dǎo)體襯底的絕緣層上并且被相互隔開(kāi)的突起區(qū)域覆蓋，以形成PN結(jié)的序列，PN結(jié)的序列在第一半導(dǎo)體層中形成在突起區(qū)域的邊緣處延伸至絕緣層的二極管。

突起區(qū)域可以有利地與非易失性存儲(chǔ)器的浮置柵極晶體管的浮置柵極的形成結(jié)合形成，由此用作用于注入的硬掩模，由此使得可 以在使用傳統(tǒng)的注入掩模(其可用于制造非易失性存儲(chǔ)器)的同時(shí)清楚地界定PN結(jié)的位置，因此界定空間電荷區(qū)域的尺寸，而不需要提供這些掩模的嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。

此外，結(jié)一直注入到絕緣層使得可以抑制與下面的襯底的雙極寄生效應(yīng)。

盡管可以在每個(gè)突起區(qū)域之間形成第二導(dǎo)電類型(例如，P型)的注入，以從頭到尾產(chǎn)生一系列的二極管，但尤其有利的是交替P型注入和N型注入，使得尤其可以形成可容易用于Graetz橋的PN二極管。

因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包括具有第一導(dǎo)電類型(例如，N型)的摻雜劑在第一半導(dǎo)體層中的第二注入，使得例如P型的摻雜劑的第一注入和例如N型的摻雜劑的第二注入在第一半導(dǎo)體層中分別限定具有第二導(dǎo)電類型(例如，P+型)的第一區(qū)域和具有第一導(dǎo)電類型(例如，N+型)的第二區(qū)域，第一區(qū)域相對(duì)于第一半導(dǎo)體層的其他部分過(guò)摻雜，第二區(qū)域相對(duì)于第一半導(dǎo)體層的其他部分過(guò)摻雜，一個(gè)第一區(qū)域位于兩個(gè)第二區(qū)域之間并且通過(guò)第一半導(dǎo)體層的兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域與這兩個(gè)第二區(qū)域分離，兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域分別位于兩個(gè)相鄰的突起區(qū)域下方，每個(gè)二極管形成在第一區(qū)域和交錯(cuò)區(qū)域之間的結(jié)處。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一區(qū)域是P+導(dǎo)電類型，形成二極管的陽(yáng)極，第二區(qū)域是N+導(dǎo)電類型，與交錯(cuò)區(qū)域一起形成二極管的陰極，該方法還包括：在第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成接觸。

絕緣層可以是淺溝槽類型，并且第一半導(dǎo)體層可以通過(guò)在絕緣層上沉積多晶硅并且通過(guò)注入具有第一導(dǎo)電類型的摻雜劑來(lái)形成。

有利地，突起區(qū)域包括被柵極材料覆蓋的介電層。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，與形成浮置柵極晶體管的浮置柵極同時(shí)地執(zhí)行第一半導(dǎo)體層的形成，并且與形成浮置柵極晶體管的控制柵極同時(shí)地執(zhí)行突起區(qū)域的形成。

根據(jù)另一方面，本實(shí)用新型提出了一種集成電路，包括：具有 第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層，位于覆蓋半導(dǎo)體襯底的絕緣層的頂部上；突起區(qū)域，在第一半導(dǎo)體層上相互隔開(kāi)；以及形成二極管的PN結(jié)的序列，在半導(dǎo)體層中延伸到突起區(qū)域的邊緣處的絕緣層。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該集成電路包括：在第一半導(dǎo)體層中包括具有第二導(dǎo)電類型的第一區(qū)域和具有第一導(dǎo)電類型的第二區(qū)域，第一區(qū)域相對(duì)于半導(dǎo)體層的其他部分過(guò)摻雜，第二區(qū)域相對(duì)于半導(dǎo)體層的其他部分過(guò)摻雜，第一區(qū)域位于兩個(gè)第二區(qū)域之間并且通過(guò)第一半導(dǎo)體層的兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域與這兩個(gè)第二區(qū)域分離，兩個(gè)交錯(cuò)區(qū)域分別位于兩個(gè)相鄰的突起區(qū)域下方，每個(gè)二極管形成在第一區(qū)域和交錯(cuò)區(qū)域之間的結(jié)處。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一區(qū)域是P+導(dǎo)電類型，形成二極管的陽(yáng)極，第二區(qū)域是N+導(dǎo)電類型，與交錯(cuò)區(qū)域一起形成二極管的陰極，并且第一和第二區(qū)域還包括位于它們表面上的接觸。

半導(dǎo)體層可以是多晶硅層。

突起區(qū)域可以包括被柵極材料覆蓋的介電層。

有利地，一些二極管形成Graetz橋型的電流橋式整流器。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路還包括浮置柵極晶體管，每一個(gè)都包括浮置柵極和控制柵極，第一半導(dǎo)體層與浮置柵極晶體管的浮置柵極位于同一層級(jí)，并且突起區(qū)域與浮置柵極晶體管的控制柵極位于同一層級(jí)。

集成電路還包括非易失性存儲(chǔ)器，其包括浮置柵極晶體管。

換句話說(shuō)，所提出的各個(gè)實(shí)施例和構(gòu)造模式涉及完全與襯底絕緣的二極管。從而，由于二極管的摻雜區(qū)域與襯底之間的PN結(jié)，不會(huì)發(fā)生寄生效應(yīng)。

另一方面，所提出的各個(gè)實(shí)施例和構(gòu)造模式被開(kāi)發(fā)，尤其與使用和制造非易失性存儲(chǔ)器(尤其是包括浮置柵極晶體管的非易失性存儲(chǔ)器)的技術(shù)約束完全兼容。

例如，所提出的實(shí)施模式能夠形成二極管而不添加任何步驟，尤其對(duì)于制造浮置柵極晶體管的常規(guī)方法來(lái)說(shuō)不需要添加在對(duì)準(zhǔn)方 面嚴(yán)格的掩模步驟。

此外，所提出的構(gòu)造和實(shí)施模式被優(yōu)化用于尤其是有關(guān)對(duì)摻雜劑擴(kuò)散區(qū)域的控制的技術(shù)領(lǐng)域。

所提出的解決方案使得可以減小被二極管所占用的表面積。

圖2是集成電路的截面圖，該集成電路包括形成在半導(dǎo)體襯底1上的三個(gè)二極管D1、D2、D3。參照?qǐng)D1，半導(dǎo)體襯底1可以是襯底PSUB本身或者形成在襯底中的盒結(jié)構(gòu)，例如再次參照?qǐng)D1的盒結(jié)構(gòu)N-ISO。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D2和圖3描述用于制造該結(jié)構(gòu)的方法的不同制造步驟。

絕緣層3已經(jīng)形成在襯底1的表面上，例如通過(guò)與用于形成淺絕緣溝槽的傳統(tǒng)已知方法類似的方法形成。

然后，在絕緣層3上形成第一半導(dǎo)體層5，第一半導(dǎo)體層5例如是摻雜有第一導(dǎo)電類型(例如，N型)的多晶硅層。

在用于制造非易失性存儲(chǔ)器的常規(guī)方法中，該步驟可以與形成浮置柵極晶體管的多晶硅浮置柵極的步驟共同執(zhí)行。

在用于制造非易失性存儲(chǔ)器的常規(guī)方法中，隨后形成浮置柵極晶體管的控制柵極，其通常包括被多晶硅層覆蓋的介電層。例如，控制柵極形成在沿著垂直于圖2的截面的方向延伸的帶中。

控制柵極還可以由任何其他柵極材料(諸如金屬)形成。

此外，已知為“虛設(shè)”的結(jié)構(gòu)通常被添加至功能結(jié)構(gòu)，這尤其為了避免對(duì)周期性的破壞(對(duì)周期性的破壞在集成電路制造的一些步驟中是有害的)，但是它們通常不具有任何補(bǔ)充功能。

在形成二極管D1、D2、D3的方法中，被多晶硅層9覆蓋的介電層7形成在第一多晶硅層5的表面上，在第一多晶硅層的表面上形成突起區(qū)域CGf。

有利地，突起區(qū)域CGf可以是在制造浮置柵極晶體管的方法的上下文中指定的虛設(shè)控制柵極。

在該實(shí)施例中，突起區(qū)域CGf被用作用于在第一多晶硅層5中 形成摻雜劑的注入的硬掩模。

如圖3所示，在這里突起區(qū)域CGf被布置在沿著垂直于圖2的截面的方向延伸的帶中，該截面由線II-II來(lái)表示。

沿著第一注入表面10執(zhí)行具有第二導(dǎo)電類型(P+)的摻雜劑的注入，以形成相對(duì)于第一多晶硅層5的摻雜為過(guò)摻雜的第一區(qū)域11-11’，例如具有100倍高的濃度。

注入表面10覆蓋第一多晶硅層5的位于兩個(gè)突起區(qū)域CGf之間的部分，并且可以溢出到突起區(qū)域CGf的帶的一部分。

這是因?yàn)?，即使注入表?0相對(duì)于指定的注入表面(即，兩個(gè)突起區(qū)域CGf之間的多晶硅表面5)沒(méi)有很好地對(duì)準(zhǔn)，但所得到的注入?yún)^(qū)域11-11’將通過(guò)突起區(qū)域CGf的邊緣bCGf而精確且規(guī)則地界定。

從而，注入不要求追加的嚴(yán)格掩蔽步驟，尤其在包括形成浮置柵極晶體管的方法中。

這允許對(duì)注入表面的良好程度的控制，從而允許摻雜劑在多晶硅層5中的橫向分布。

因此，第一多晶硅層5的位于突起區(qū)域CGf下方的區(qū)域沒(méi)有被注入，并且形成稱為交錯(cuò)區(qū)域的區(qū)域12。

另一方面，第一多晶硅層5的厚度和摻雜劑的注入深度有利地被設(shè)計(jì)為使得注入10擴(kuò)散通過(guò)第一多晶硅層5的整個(gè)厚度，直到絕緣層3。

作為擴(kuò)散的結(jié)果，第一區(qū)域11-11’包括接近表面的非常強(qiáng)摻雜的區(qū)域11以及較深的不那么強(qiáng)摻雜的區(qū)域11’(到達(dá)絕緣層3)。

因此，第一區(qū)域11-11’與交錯(cuò)區(qū)域12之間的PN結(jié)延伸到絕緣層3，并且位于第一多晶硅層5中的突起區(qū)域的邊緣bCGf上。

由于摻雜劑注入不是各向同性的，所以術(shù)語(yǔ)“突起區(qū)域的邊緣”表示與第一多晶硅層5中的突起區(qū)域的輪廓的幾何突起相鄰或接近的區(qū)域。

沿著第二注入表面13以對(duì)應(yīng)方式執(zhí)行具有第一導(dǎo)電類型(N+) 的摻雜劑的注入，以形成相對(duì)于第一多晶硅層5的摻雜為過(guò)摻雜的第二區(qū)域14-14’。

注入表面13覆蓋第一多晶硅層5的位于兩個(gè)突起區(qū)域CGf的邊緣bCGf之間的部分，并且也可以溢出到突起區(qū)域CGf的一部分。

類似地，第一多晶硅層5的厚度和摻雜劑注入的深度有利地被設(shè)計(jì)為使得注入擴(kuò)散通過(guò)第二多晶硅層5的整個(gè)厚度，形成非常強(qiáng)摻雜的區(qū)域14以及到達(dá)絕緣層3的不那么強(qiáng)摻雜的區(qū)域14’。

在該構(gòu)造模式和實(shí)施例中，位于突起區(qū)域CGf的兩個(gè)帶之間的每?jī)蓚€(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域摻雜有第一導(dǎo)電類型，而另一個(gè)摻雜有第二導(dǎo)電類型。

第一區(qū)域11-11’與第一多晶硅層5的交錯(cuò)區(qū)域12形成延伸到絕緣層3的PN結(jié)。

因此，第一區(qū)域11-11’形成以這種方式構(gòu)造的二極管D1、D2、D3的陽(yáng)極區(qū)域，而第二區(qū)域14-14’與交錯(cuò)區(qū)域12形成陰極區(qū)域。

然后，可以以傳統(tǒng)方式形成放置在突起區(qū)域(或虛設(shè)控制柵極)CGf的側(cè)面上的介電材料的間隔件15以及用于陰極17和陽(yáng)極19的接觸端子，這例如通過(guò)硅化不被間隔件15或突起區(qū)域CGf覆蓋的陽(yáng)極和陰極區(qū)域的表面而形成，在這些表面上分別形成金屬陰極接觸21和陽(yáng)極接觸23。

因此，在由第一過(guò)摻雜區(qū)域11-11’形成的陽(yáng)極與由第二過(guò)摻雜區(qū)域14-14’和交錯(cuò)區(qū)域12形成的陰極之間，產(chǎn)生二極管D1、D2、D3，其通過(guò)延伸到絕緣層3的PN結(jié)形成。

因此，二極管D1、D2、D3完全與半導(dǎo)體襯底1絕緣。

此外，在該實(shí)施例中，至少一個(gè)陰極區(qū)域14-14’對(duì)于兩個(gè)不同的二極管(例如，二極管D1和D2)來(lái)說(shuō)是公共的，并且位于兩個(gè)相應(yīng)的陽(yáng)極區(qū)域11-11’之間。此外，至少一個(gè)陽(yáng)極區(qū)域11-11’對(duì)于兩個(gè)不同的二極管(例如，二極管D2和D3)來(lái)說(shuō)是公共的，并且位于兩個(gè)相應(yīng)的陰極區(qū)域14-14’之間。

這種具有公共電極的配置對(duì)于Graetz橋類型的二極管橋的構(gòu)造 尤其有利，其具有兩個(gè)二極管公共的陽(yáng)極節(jié)點(diǎn)以及兩個(gè)二極管公共的陰極節(jié)點(diǎn)。

此外，本實(shí)用新型不限于本說(shuō)明書(shū)，而是包括其所有變化。

例如，第二注入13可以是與第一注入10的方式類似的具有第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的注入，在注入?yún)^(qū)域和交錯(cuò)區(qū)域之間從頭到尾形成一系列二極管，各個(gè)陰極可經(jīng)由在除附圖的平面之外的平面中延伸的接觸而電連接。