[发明专利]具有叉指状背对背MOSFET的器件结构

权利要求书

1.一种双向半导体开关器件，其特征在于，包括：

一个半导体衬底；

两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)形成在衬底上，它们的漏极连接在一起，但是源极和栅极相互隔离；

其中选择多个组件的间距，使两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管之间的源极至源极电流通路，以两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的漂流区中的横向电流为主。

2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管包括一个具有多个组件的第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管，以及一个具有一个或多个组件的第二垂直金属氧化物半导体场效应晶体管，其中第二垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的一个或多个组件包括沉积在第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管多个组件中两个组件之间的一个组件。

3.如权利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管多个组件的间距在10微米至100微米之间。

4.如权利要求2所述的器件，其特征在于，其中半导体衬底的厚度大于75微米。

5.如权利要求2所述的器件，其特征在于，其中半导体衬底的厚度为3mil至6mil。

6.如权利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管和第二垂直金属氧化物半导体场效应晶体管中多个组件中每个组件的宽度为500微米至5毫米。

7.如权利要求2所述的器件，其特征在于，其中第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管和第二垂直金属氧化物半导体场效应晶体管中多个组件中每个组件的有源晶胞的数量为10至200。

8.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上的电隔离金属层，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极和源极区电连接到金属层相应的隔离部分。

9.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上的电隔离金属层，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的源极区电连接到金属层相应的隔离且交叉的指状部分。

10.如权利要求9所述的器件，其特征在于，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极区电连接到金属层相应的隔离栅极垫部分。

11.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上的第一电隔离金属层，以及一个形成在一层绝缘材料上的第二电隔离金属层，绝缘材料夹在第一金属层和第二金属层之间，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的源极区电连接到第一金属层相应的隔离且交叉的指状部分上，第一金属层相应的隔离且交叉的指状部分，通过形成在第一金属层和第二金属层之间的隔离材料层中的导电通孔电连接到第二金属层相应的电隔离部分上。

12.如权利要求11所述的器件，其特征在于，其中两个叉指状背对背垂直金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极区电连接到第一金属层相应的隔离栅极部分，第一金属层相应的隔离栅极部分，通过形成在第一金属层和第二金属层之间的隔离材料层中的导电通孔电连接到第二金属层相应的电隔离栅极垫部分。

13.如权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括一个端接结构，形成在第一垂直金属氧化物半导体场效应晶体管和第二垂直金属氧化物半导体场效应晶体管之间。

14.如权利要求13所述的器件，其特征在于，其中端接结构包括一个或多个沟槽，内衬绝缘物材料，并用导电材料填充。