[发明专利]具有使用掩埋金属互连的垂直高端PMOS和垂直低端NMOS的单片输出级、结构和方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

半导体管芯，包括具有N-型导电性的单个半导体衬底；

覆盖在所述单个半导体衬底上的垂直p-沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，其中所述垂直PMOS晶体管包括有源区；

覆盖在所述单个半导体衬底上的垂直n-沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，其中所述垂直NMOS晶体管包括有源区；

所述垂直PMOS晶体管的漏极，其在包括所述垂直PMOS晶体管有源区下的位置处电连接所述N-型导电衬底；

所述垂直NMOS晶体管的漏极，其在包括所述垂直NMOS晶体管有源区下的位置处电连接所述N-型导电衬底；和

导电层，其使所述垂直PMOS晶体管的所述漏极连接所述垂直NMOS晶体管的所述漏极，使得所述PMOS晶体管和所述NMOS晶体管具有共同漏极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

所述垂直PMOS晶体管是用于半导体器件电压转换器输出级的高端功率器件；和

所述垂直NMOS晶体管是用于半导体器件电压转换器输出级的低端功率器件。

3.一种半导体器件电压转换器，包括：

单个半导体管芯，包括：

垂直p-沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，其中所述垂直PMOS晶体管的源极适于电耦接输入电压(V_IN)；和

垂直n-沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，其中所述垂直NMOS晶体管的源极电耦接地面，

其中所述垂直PMOS晶体管的漏极和所述垂直NMOS晶体管的漏极电短路。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，还包括：

所述单个半导体管芯，还包括：

具有N-型导电性的半导体衬底；

所述垂直PMOS晶体管的所述漏极是P-型导电性；和

导电层，其使所述垂直PMOS晶体管的所述漏极和所述垂直NMOS晶体管的所述漏极通过所述半导体衬底在包括所述垂直PMOS晶体管的有源区下的位置处电短路。

5.根据权利要求3所述的半导体器件电压转换器，其中所述单个半导体管芯还包括：

第一半导体层，其供应所述半导体器件电压转换器的输出；

覆盖在所述第一半导体层上的第二半导体层，其中所述垂直PMOS晶体管漏极和所述垂直NMOS晶体管漏极都至少部分位于所述第二半导体层内；和

夹置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的掩埋金属层，其使所述垂直PMOS晶体管的所述漏极和所述垂直NMOS晶体管的所述漏极电短路。

6.根据权利要求5所述的半导体器件电压转换器，其中所述垂直PMOS晶体管源极和所述垂直NMOS晶体管源极由相同金属结构形成。

7.根据权利要求3所述的半导体器件电压转换器，其中所述垂直PMOS晶体管和所述垂直NMOS晶体管都是耗尽型金属氧化物半导体(DMOS)器件。

8.根据权利要求3所述的半导体器件电压转换器，还包括：

用于所述垂直PMOS晶体管的沟槽栅极；和

用于所述垂直NMOS晶体管的沟槽栅极。

9.根据权利要求3所述的半导体器件电压转换器，还包括：

金属层，包括：

电连接所述垂直PMOS晶体管的所述源极的第一部分，其中所述金属层的所述第一部分覆盖在所述垂直PMOS晶体管的栅极上，以为所述垂直PMOS晶体管的所述栅极提供屏蔽；和

电连接所述垂直NMOS晶体管的所述源极的第二部分，其中所述金属层的所述第二部分覆盖在所述垂直NMOS晶体管的栅极上，以为所述垂直NMOS晶体管的所述栅极提供屏蔽。

10.一种形成半导体器件电压转换器的方法，包括：

将多个沟槽同时蚀刻到半导体层中；和

在所述多个沟槽中的一个内形成用于高端垂直p-沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的导电晶体管栅极，和在所述多个沟槽中的另一个内形成用于低端垂直n-沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的导电晶体管栅极。