[发明专利]包括功率二极管的集成电路

权利要求书

1.一种在半导体本体中制造集成了功率二极管的集成电路的方法，包括如下步骤：

在半导体衬底的表面层中形成器件区，其中，所述器件区由硅壁以及与所述半导体衬底相邻的衬底层来限定，所述衬底层具有与所述表面层的导电类型不同的导电类型；

围绕所述器件区形成电介质材料；

形成与所述器件区绝缘的集成电路区；

在所述集成电路区中制造集成电路，其中，所述集成电路包括晶体管；

在所述器件区中制造多个MOS源/漏元件和相关联的栅元件；

在所述器件区中形成与所述多个MOS源/漏元件和相关联的栅元件接触的第一二极管电极；以及

形成从所述器件区的表面到与所述衬底层相同导电类型的半导体材料的导电通孔，作为第二二极管电极。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述器件区中形成沟槽，并且在所述沟槽的侧壁上形成电介质侧壁间隔物；

在所述沟槽中外延生长与所述衬底层相同导电类型的半导体材料。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：将与所述衬底层相同导电类型的掺杂剂注入到所述器件区中。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在邻接所述电介质材料的所述器件区中形成与所述表面层相同导电类型的掺杂保护环。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在所述器件区中形成塞；

在所述导电通孔和所述多个MOS源/漏元件之间形成电介质间隔物；以及

形成用于CMOS晶体管的多个P阱和多个N阱。

6.一种半导体集成电路，包括：

具有器件区的半导体衬底，所述器件区具有与所述半导体衬底的导电类型不同的导电类型的半导体材料，在所述器件区中制造有功率二极管，其中，所述器件区由竖直硅壁以及与所述半导体衬底相邻的衬底层来限定；

所述半导体区还具有与所述器件区分离的集成电路区；

所述器件区和所述集成电路区之间的电介质材料，所述电介质材料提供所述器件区和所述集成电路区之间的电隔离，其中，所述器件区包括生长在所述衬底的一个表面中的沟槽中的外延半导体材料，且所述电介质材料包括形成在所述沟槽的侧壁上的间隔物；以及

其中，所述功率二极管包括：起到第一电极的作用的、所述衬底的表面上的导电层；以及起到第二电极的作用的、从所述表面延伸到所述衬底中并且接触与所述器件区相同导电类型的半导体材料的导电通孔。

7.根据权利要求6所述的集成电路，其中，所述电介质材料包括形成在所述半导体衬底的表面中的氧化硅，且所述器件区包括注入掺杂剂。

8.根据权利要求7所述的集成电路，其中，所述电介质材料包括氧化硅。

9.根据权利要求6所述的集成电路，其中，所述功率二极管包括：全部通过所述第一电极相耦合的多个MOS源/漏元件和相关联的栅元件；以及其中制造有所述多个MOS源/漏元件的所述器件区中的、与所述器件区相同导电类型的半导体层，所述半导体层被所述第二电极接触。

10.根据权利要求9所述的集成电路，其中，每个MOS源/漏元件能够通过由栅元件控制的沟道电耦合到所述半导体层。

11.根据权利要求10所述的集成电路，其中，每个沟道在栅元件之下横向渐变，P-N结将所述沟道区与所述半导体层分离。

12.根据权利要求11所述的集成电路，其中，所述P-N结位于全部所述栅元件之下以提供减小的反向偏置漏电流。

13.根据权利要求6所述的集成电路，其中，所述器件区包括生长在所述衬底的表面中的沟槽中的外延半导体材料，且所述电介质材料包括形成在所述沟槽的侧壁上的间隔物。