[发明专利]集成在晶体管上的温度传感二极管结构及其制备方法

权利要求书

1.一种集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：硅片(1)的有源区内依次连接有第一氧化层(6)和其上部的第一多晶硅层(8)，所述的第一多晶硅层(8)为晶体管的多晶硅栅(8-2)，第一多晶硅层(8)上部依次连接有第二氧化层(4)和绝缘介质层(14)，第二氧化层(4)具有向下穿过第一多晶硅层(8)和第一氧化层(6)与晶体管的第一掺杂区(3)和第二掺杂区(2)连接并用以隔离出二极管区域的隔离部分(4-2)，第二氧化层(4)还具有穿过第一多晶硅层(8)和第一氧化层(6)与硅片(1)连接的环形隔离部分(4-1)，环形隔离部分(4-1)将二极管区域的第一多晶硅层(8)隔离形成不相连接的二极管第一掺杂区(8-3)和位于二极管第一掺杂区(8-3)外围的隔离保护环(8-1)，且隔离保护环(8-1)不闭合，外周为圆弧面的二极管第二掺杂区(8-4)连接在二极管第一掺杂区(8-3)内并形成横向的PN结(7)，二极管的第一电极(17)和第二电极(16)穿过绝缘介质层(14)和第二氧化层(4)与对应的二极管第一掺杂区(8-3)和二极管第二掺杂区(8-4)连接，保护电极(15)穿过绝缘介质层(14)和第二氧化层(4)与第一多晶硅层(8)上的隔离保护环(8-1)连接，且保护电极(15)与第一电极(17)连接形成等电位。

2.一种集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：硅片(1)的有源区内依次连接有第一氧化层(6)和其上部的第一多晶硅层(8)，所述的第一多晶硅层(8)为晶体管的多晶硅栅(8-2)，第一多晶硅层(8)上部连接有第二氧化层(4)，第二氧化层(4)具有向下穿过第一多晶硅层(8)和第一氧化层(6)与晶体管的第一掺杂区(3)和第二掺杂区(2)连接用以隔离出二极管区域的隔离部分(4-2)，第二氧化层(4)上部在二极管区域处连接有第二多晶硅层(18)，绝缘介质层(14)连接在第二多晶硅层(18)上部和第二氧化层(4)上，绝缘介质层(14)具有向下穿过第二多晶硅层(18)与第二氧化层(4)连接的环形隔离部分(14-1)，环形隔离部分(14-1)将第二多晶硅层(18)隔离形成不相连接的二极管第一掺杂区(18-1)和位于二极管第一掺杂区(18-1)外围的隔离保护环(18-3)，且隔离保护环(18-3)不闭合，外周为圆弧面的二极管第二掺杂区(18-2)连接在二极管第一掺杂区(18-1)内形成横向的PN结(7)，二极管的第一电极(17)和第二电极(16)穿过绝缘介质层(14)与对应的二极管第一掺杂区(18-1)和二极管第二掺杂区(18-2)连接，保护电极(15)穿过绝缘介质层(14)与第二多晶硅层(18)上的隔离保护环(18-3)连接，或保护电极(15)一引脚穿过绝缘介质层(14)与第二多晶硅层(18)上的隔离保护环(18-3)连接、另一引脚穿过绝缘介质层(14)和第二氧化层(4)与第一多晶硅层(8)连接，所述的保护电极(15)与第一电极(17)连接形成等电位。

3.根据权利要求1或2所述的集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：所述硅片(1)在二极管区域内还具有与晶体管终端区离子相同杂质的掺杂保护区(5)，且掺杂保护区(5)与晶体管的第一掺杂区(3)相接。

4.根据权利要求1或2所述的集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：所述第二氧化层(4)的隔离部分(4-2)连接有晶体管的发射极(12)，且晶体管的发射极(12)穿出晶体管的第二掺杂区(2)与晶体管的第一掺杂区(3)和外侧的第二掺杂区(2)连接。

5.根据权利要求1所述的集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：所述第一多晶硅层(8)的隔离保护环(8-1)上的开口宽度h在8-12um，隔离保护环(8-1)的内边界与二极管第二掺杂区(8-4)外边界之间的距离在5-15um，第一多晶硅层(8)的二极管第一掺杂区(8-3)为多晶硅自掺杂N型杂质，第一多晶硅层(8)厚度在1-2um，二极管第二掺杂区(8-4)为注入P型杂质。

6.根据权利要求1或5所述的集成在晶体管上的温度传感二极管结构，其特征在于：所述二极管第二掺杂区(8-4)的杂质注入剂量控制在1E12cm^-3～1E13cm^-3。