具有背对背场效应晶体管的双向开关制造技术

一个双向半导体开关器件包括形成在半导体衬底上的第一和第二垂直场效应晶体管（FET），串联在一起。第一FET的源极在衬底的第一边上，第二FET的源极在衬底的第二边上，第二边和第一边相对。第一和第二FET的栅极都位于一组公共沟槽中，这组沟槽构成半导体衬底的漂流区，漂流区夹在第一和第二FET的源极之间。漂流区作为第一FET和第二FET的公共漏极。

【技术实现步骤摘要】
具有背对背场效应晶体管的双向开关
本专利技术主要涉及集成电路，更确切地说是具有背对背场效应晶体管(FET)的集成电路器件。
技术介绍
场效应晶体管(FET)是用电绝缘门所加电压控制源极和漏极之间电流的半导体晶体管器件。FET的一种示例是金属氧化物半导体FET(MOSFET)，其中通过氧化绝缘物，使栅极电极与半导体本体区绝缘。当栅极外加电压时，会产生穿通氧化物的电场，并在半导体-绝缘物界面处形成“反转层”或“通道”。反转层为电流提供通道，使之通过。改变栅极电压，调节改成的导电性，从而控制漏极和源极之间的电流。另一种FET类型是积累型FET(ACCUFET)。在ACCUFET中，当处于接通模式时，半导体中的薄通道区在栅极附近积累。在断开模式时，栅极和半导体之间的工作函数使通道耗尽。为了确保正确地断开，要适当选取积累层的厚度、长度以及掺杂浓度，使其能被栅极的工作函数完全耗尽。这样会使源极和漂流区之间产生一个势垒，形成常闭器件，漂流区承受整个漏极电压。因此ACCUFET用很低的漏电流，就能在零栅极偏压下阻挡很高的正向电压。对于漂流区为N-型的N-型ACCUFET来说，当加载正向栅极偏压时，会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向半导体开关器件，其特征在于，包括：形成在一半导体衬底上的第一和第二垂直场效应晶体管(FET)，其中第一FET的源极在衬底的第一边，第二FET的源极在衬底第一边相对的第二边上，其中第一和第二FET的栅极置于一组公共沟槽中，这组公共沟槽形成在半导体衬底的外延层中，其中外延层包括一个夹在第一FET源极和第二FET源极之间的漂流区，构成第一FET和第二FET的公共漏极。

【技术特征摘要】
2016.06.30 US 15/199,8281.一种双向半导体开关器件，其特征在于，包括：形成在一半导体衬底上的第一和第二垂直场效应晶体管(FET)，其中第一FET的源极在衬底的第一边，第二FET的源极在衬底第一边相对的第二边上，其中第一和第二FET的栅极置于一组公共沟槽中，这组公共沟槽形成在半导体衬底的外延层中，其中外延层包括一个夹在第一FET源极和第二FET源极之间的漂流区，构成第一FET和第二FET的公共漏极。2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的半导体衬底包括一个第一导电类型的衬底层，作为第二FET的源极，其中漂流区是第一导电类型的外延层的一部分，但是掺杂浓度小于衬底层。3.如权利要求2所述的器件，其特征在于，所述的漂流区形成在衬底层和第一FET的本体区之间，第一FET的本体区为第二导电类型，与第一导电类型相反，第二导电类型的一个或多个第二本体区用于第二FET，使漂流区夹在第一本体区和一个或多个第二本体区之间；其中这组公共沟槽包括多个形成在半导体衬底中的沟槽，从第一边穿过第一本体区、漂流区层，到一个或多个第二本体区中。4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述的第二FET的一个或多个本体区包括一个第二导电类型的第一外延层，第二导电类型与第一导电类型相反，并且其中漂流区包括一个第一导电类型的第二外延层，形成在第一外延层上，从而使第一外延层夹在衬底层和第二外延层之间。5.如权利要求4所述的器件，其特征在于，所述的第一和第二FET都是金属氧化物半导体FET(MOSFET)，其中第一导电类型的重掺杂区位于第一外延层中，重掺杂区至少从公共组沟槽中的每一个沟槽底部开始，延伸到第一导电类型的衬底层。6.如权利要求5所述的器件，其特征在于，所述的第二导电类型的第一外延层，通过位于底部本体接触沟槽中的导电插头电连接到一个位于半导体衬底的第一边上金属层。7.如权利要求6所述的器件，其特征在于，所述的导电插头位于底部本体接触沟槽中，穿过第二导电类型的第一外延层，延伸到第一导电类型的衬底层中。8.如权利要求2所述的器件，其特征在于，所述的第一FET为金属氧化物半导体FET(MOSFET)，第二FET为积累型FET(ACCUFET)，并在ACCUFET上并联一个二极管。9.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述的第二导电类型的掺杂区位于这组公共沟槽中的每个沟槽底部下方的外延层中，第二导电类型与第一导电类型相反，所述的第二导电类型的掺杂区远离第一导电类型的衬底层。10.如权利要求9所述的器件，其特征在于，所述的第二导电类型的掺杂区电连接到第一导电类型的衬底层。11.如权利要求10所述的器件，其特征在于，所述的第二导电类型的掺杂区，通过位于一接触沟槽中的一导电插头电连接到位于半导体衬底第一边上的金属层，穿过位于接触沟槽中的导电插头。12.如权利要求11所述的器件，其特征在于，所述的导电插头位于接触沟槽中，穿过第二导电类型的掺杂区和外延层，延伸到第一导电类型的衬底层中。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷燮光，
申请(专利权)人：万国半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US