[發明專利]具有叉指狀背對背MOSFET的器件結構

有效

• 申請號: 201710283885.4
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107403800B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 馬督兒·博德;雷燮光;潘繼
• 申請（專利權）人: 萬國半導體國際有限合伙公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L29/78
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

1.一種雙向半導體開關器件，其特征在于，包括：

一個半導體襯底；

兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)形成在襯底上，它們的漏極連接在一起，但是源極和柵極相互隔離；

其中選擇多個組件的間距，使兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管之間的源極至源極電流通路，以兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的漂流區中的橫向電流為主。

2.如權利要求1所述的器件，其特征在于，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管包括一個具有多個組件的第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管，以及一個具有一個或多個組件的第二垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管，其中第二垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的一個或多個組件包括沉積在第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管多個組件中兩個組件之間的一個組件。

3.如權利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管多個組件的間距在10微米至100微米之間。

4.如權利要求2所述的器件，其特征在于，其中半導體襯底的厚度大于75微米。

5.如權利要求2所述的器件，其特征在于，其中半導體襯底的厚度為3mil至6mil。

6.如權利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管和第二垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管中多個組件中每個組件的寬度為500微米至5毫米。

7.如權利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管和第二垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管中多個組件中每個組件的有源晶胞的數量為10至200。

8.如權利要求1所述的器件，其特征在于，還包括一個形成在襯底上的電隔離金屬層，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的柵極和源極區電連接到金屬層相應的隔離部分。

9.如權利要求1所述的器件，其特征在于，還包括一個形成在襯底上的電隔離金屬層，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的源極區電連接到金屬層相應的隔離且交叉的指狀部分。

10.如權利要求9所述的器件，其特征在于，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的柵極區電連接到金屬層相應的隔離柵極墊部分。

11.如權利要求1所述的器件，其特征在于，還包括一個形成在襯底上的第一電隔離金屬層，以及一個形成在一層絕緣材料上的第二電隔離金屬層，絕緣材料夾在第一金屬層和第二金屬層之間，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的源極區電連接到第一金屬層相應的隔離且交叉的指狀部分上，第一金屬層相應的隔離且交叉的指狀部分，通過形成在第一金屬層和第二金屬層之間的隔離材料層中的導電通孔電連接到第二金屬層相應的電隔離部分上。

12.如權利要求11所述的器件，其特征在于，其中兩個叉指狀背對背垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管的柵極區電連接到第一金屬層相應的隔離柵極部分，第一金屬層相應的隔離柵極部分，通過形成在第一金屬層和第二金屬層之間的隔離材料層中的導電通孔電連接到第二金屬層相應的電隔離柵極墊部分。

13.如權利要求1所述的器件，其特征在于，還包括一個端接結構，形成在第一垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管和第二垂直金屬氧化物半導體場效應晶體管之間。

14.如權利要求13所述的器件，其特征在于，其中端接結構包括一個或多個溝槽，內襯絕緣物材料，并用導電材料填充。