[发明专利]USB-C型负荷开关的ESD保护

权利要求书

1.一种集成ESD保护的负荷开关器件，包括：

两个或多个MOSFET以及一个静电放电(ESD)保护器件，形成在一个公共芯片上，

其中两个或多个MOSFET中的每一个MOSFET都具有源极、栅极和公共漏极，

其中配置ESD保护器件，以实现二极管功能，防止电流通过公共芯片从地电势流至公共漏极，其中公共芯片包括：

一层第一导电类型的半导体材料；

其中两个或多个MOSFET中的每个MOSFET都包括一个第二导电类型的半导体材料的本体区，形成在第一导电类型的半导体材料层的顶部内；

一组两个或多个沟槽形成在第一导电类型的半导体材料层内，组中的每个沟槽都含有一个栅极电极，通过沿沟槽侧壁和底部的栅极绝缘材料电绝缘，这组沟槽包括至少一个第一沟槽和一个第二沟槽，其中本体区在第一和第二沟槽之间，一个或多个第一导电类型的半导体材料的源极区形成在本体区内，其中所述的两个或多个MOSFET包括第一和第二MOSFET，连接在背对背结构中；

还包括一个控制器集成电路(IC)耦合到所述第一和第二MOSFET的栅极，其中控制器IC形成在一个IC芯片上，IC芯片与公共芯片隔开。

2.如权利要求1所述的器件，其中ESD保护器件包括一个第二导电类型的半导体材料区，其中第一导电类型的半导体材料层和第二导电类型的半导体材料区之间的交界面起结型二极管的作用。

3.如权利要求2所述的器件，其中第二导电类型的半导体材料区为第二导电类型的半导体衬底，其中第一导电类型的半导体材料层为一个外延层，形成在第二导电类型的半导体衬底上。

4.如权利要求2所述的器件，其中ESD保护器件包括一个MOSFET结构，起二极管的作用。

5.如权利要求2或4所述的器件，还包括第一和第二个横向PNP结构，每个横向PNP结构都具有发射极、基极和集电极，其中第一和第二个横向PNP结构的发射极分别连接到第一和第二个MOSFET的源极，其中第一和第二个横向PNP结构的基极相互连接起来，并连接到ESD保护结构，其中第一和第二个横向PNP结构的集电极接地。

6.如权利要求5所述的器件，其中本体区用作集电极，源极区用作发射极，外延层用作第一和第二个MOSFET的漏极，以及第一和第二个横向PNP结构的集电极。

7.如权利要求1所述的器件，还包括一个或多个额外的MOSFET结构，形成在外延层中，其中每个MOSFET结构都有单独的源极接头，并共同使用一个公共漏极。

8.如权利要求1所述的器件，还包括一个第一导电类型的半导体材料额外层，位于第一导电类型的半导体材料的一个底面金属层下方，一个第二导电类型的半导体材料层位于第一导电类型的半导体材料额外层下方，一个第二金属层位于第二导电类型的半导体材料层下方，其中ESD保护器件包括一个垂直PN结，由第一导电类型的半导体材料额外层、第二导电类型的半导体材料层以及所述底面金属层和所述第二金属层制成。

9.一种集成ESD保护的多芯片负荷开关器件，包括：

两个或多个MOSFET，形成在一个公共芯片上，

其中两个或多个MOSFET中的每一个MOSFET都具有源极、栅极和公共漏极，其中所述的两个或多个MOSFET包括第一和第二MOSFET，连接在背对背结构中；

一个控制器集成电路(IC)耦合到所述第一和第二MOSFET的栅极，其中控制器IC形成在一个IC芯片上，IC芯片与公共芯片隔开；

一个ESD保护器件的ESD芯片；

其中IC芯片和含有ESD保护器件的ESD芯片都位于公共芯片的反转顶面上，其中背部金属层就形成在公共芯片上，形成所述公共漏极，其中ESD芯片底部的阴极电极通过导电粘结剂层，连接到背部金属层，IC芯片具有一个底面，通过非导电粘结剂层连接到背部金属层。