[发明专利]具有背对背场效应晶体管的双向开关

权利要求书

1.一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；

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；

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。

2.如权利要求1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。

3.如权利要求2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。

4.如权利要求3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。

5.如权利要求4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。

6.如权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括一个形成在衬底第一边上的第一金属层，其中第一FET的源极电连接到第一金属层的第一部分，其中第二FET的源极电连接到第一金属层的第二部分。

7.一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；

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；

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；

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。

8.如权利要求7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。

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，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。

10.如权利要求9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。