本发明属于半导体领域，具体涉及一种集成温度感应器的sicmosfet器件。
背景技术：
sicmosfet、jfet、bjt、igbt等晶体管器件经过多年的研究，已经有一些厂商率先推出了商业化产品，并且已经在工业上进行了广泛的应用。
一般情况下，半导体器件的规格书中都严格规定了器件工作的最高结温，超过规定的最高结温将导致器件的可靠性和寿命的急剧下降。在器件的实际应用中，都会严格控制结温，使器件在低于规定的最高结温下工作，从而保证器件和系统的稳定和可靠运行。因此，实时监控器件在工作过程中的结温非常必要。如果有方法可以实时监控器件的结温，那么在实际应用过程中可以即时响应，如可以通过调节功率来影响结温，确保器件在最高结温以下的温度下工作。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成温度感应器的sicmosfet器件，其采用在表面嵌入横向肖特基二极管的方法，根据肖特基电流随温度的变化规律，得到实时温度监控值。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种集成温度感应器的sicmosfet器件，所述sicmosfet器件的有源区选择一个区域a作为栅电极的压块区，选择另外一个区域b作为嵌入的横向肖特基二极管区；源电极的压块在所述有源区除所述区域a、区域b以外区域的原胞上面，通过层间介质与栅极隔离；源电极、栅电极与嵌入的用于检测sicmosfet器件温度的所述横向肖特基二极管区都互相隔离；其中嵌入的横向肖特基二极管作为芯片的温度传感器，通过外接电路的连接，实时检测芯片结温。
进一步，在n沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的p型肖特基二极管；在p沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的n型肖特基二极管。
进一步，所述横向肖特基二极管的p阱与sicmosfet器件的p阱层同时注入形成；而作为横向肖特基二极管欧姆接触的p++区也与sicmosfet器件的p++区同步注入形成。
进一步，所述横向肖特基二极管的p阱区与sicmosfet器件的p阱区之间设置有n型外延层。
进一步，所述横向肖特基二极管的欧姆区与肖特基接触区之间的间隔大于1μm。
进一步，所述横向肖特基二极管的肖特基金属为ti、au、mo、w、pt、ni或cr。
进一步，所述横向肖特基二极管的阳极和阴极上的电极压块金属的厚度大于1μm。
本发明具有以下有益技术效果：
本申请采用在表面嵌入横向肖特基二极管的方法，根据肖特基电流随温度的变化规律，得到实时温度监控值。sic肖特基二极管的耐温可以达到300℃以上，因此满足高温sic器件的应用。同时，本发明工艺兼容sicmosfet工艺，工艺简单。
附图说明
图1为本发明集成温度传感器的sicmosfet芯片的俯视图(虚线表示是电极下面的原胞结构)；
图2为本发明集成温度传感器的sicmosfet器件的截面结构示意图(图1中a-a’面剖视图)。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
本申请采用在芯片表面嵌入横向肖特基二极管的方法，根据肖特基电流随温度变化的规律，得到实时温度监控值的理论依据如下：
理论上，在电压小于势垒的情况下，漂移区的导通电阻可以忽略，肖特基二极管的电流与电压的关系如公式：
a**是理查德常数，
因此，在小于势垒的一定大小电压下，电流与温度为指数关系，温度的变化对电流影响非常大，即电流对温度的灵敏度非常高。因此，可以通过外部电路连接肖特基二极管的阳极和阴极，根据在一定电压下电流随温度的变化关系，或者在一定电流下电压降随温度的变化关系来确定芯片的温度，非常灵敏并具有非常高的精度。因此，本发明采用集成的横向肖特基二极管作为温度传感器。
相比较而言，外延层电阻随温度的变化为幂次关系，用外延层电阻随温度的变化关系来检测芯片的温度的方法灵敏度相对较低。本发明比外延层电阻检测温度的方法要灵敏和有效的多。
如图1所示，本发明了提供了一种集成温度感应器的sicmosfet器件，器件结构分为有源区、结终端区和划片区。在有源区内由一系列规则排列的原胞(cell)组成，每个原胞即为一个小的mosfet功能单元。原胞结构可以为六角形、条形、矩形等各种形式。在sicmosfet器件的有源区选择一个区域a作为栅电极的压块区，选择另外一个区域b作为嵌入的横向肖特基二极管区；源电极的压块在所述有源区除区域a、区域b以外区域的原胞上面，通过层间介质1与栅极隔离；源电极、栅电极与嵌入的用于检测sicmosfet器件温度的横向肖特基二极管区都互相隔离；其中嵌入的横向肖特基二极管作为芯片的温度传感器，通过外接电路的连接，实时检测芯片结温。肖特基二极管的位置靠近芯片中心，可有效检测中心附近的温度。
在n沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的p型肖特基二极管；在p沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的n型肖特基二极管。
如图2所示，横向肖特基二极管的p阱区2与sicmosfet器件的p阱层3同时注入形成；而作为横向肖特基二极管欧姆接触的p++区4也与sicmosfet器件的p++区5同步注入形成。
衬底(或称之为基板)为高掺杂低电阻的n+层，浓度大于1e18cm-3。缓冲层的浓度大概为1e18cm-3，厚度大于0.5μm，缓冲层可以非常好的减少衬底与外延层之间的晶格不匹配，同时终结部分衬底的缺陷在缓冲层中，避免缺陷延伸到漂移层。漂移层的浓度在1e14-1e17cm-3之间，厚度大于5μm，承担器件耐压功能，浓度、厚度根据器件的额定耐压优化设计而定。jfet区的掺杂浓度可以与漂移区相同，更优地jfet区的掺杂浓度比漂移区更高，则需要在漂移区上再外延一层jfet层，浓度在1e15-1e17cm-3之间,厚度一般大于0.5μm。p阱区的浓度大于1e16cm-3，p++区的浓度大于1e19cm-3。
横向肖特基二极管的p阱区2与sicmosfet器件的p阱区3之间设置有n型外延层，起到隔离作用，间隔小于mosfet的jfet宽度，确保在mosfet反偏下能有效耗尽，不影响mosfet的反偏泄漏电流。
横向肖特基二极管的欧姆区6与肖特基接触区7之间的间隔大于1μm，二者通过介质8隔离。肖特基二极管阳极、阴极的尺寸大小由电引出的引线大小决定，一般地宽度大于20μm，电极之间有介质进行隔离。
肖特基二极管的欧姆接触与mosfet的源欧姆接触是在多晶硅栅工艺后同时完成的，随后是单独的肖特基接触工艺，形成肖特基二极管的肖特基接触。
在n沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的p型肖特基二极管，肖特基二极管的肖特基金属可选用ti、au、mo、w、ni、al、cr等，一层或多层金属。在p沟道mosfet器件上，温度传感器为嵌入的n型肖特基二极管，肖特基金属可选用ti、au、mo、w、pt、ni、cr等,一层或多层金属。肖特基二极管的漂移区与衬底形成pn二极管，从而与衬底隔离。肖特基势垒为0.8-2v之间，小于pn结的内建电势(约为2.7v)。进行温度检测时，肖特基二极管的电压远小于pn二极管的开启电压，因此确保肖特基二极管与mosfet的源漏不导通。
肖特基金属淀积后，在真空或惰性气氛中进行快速热退火处理。退火温度为300℃至800℃之间。退火可以改善肖特基金属与半导体表面的接触性能和一致性。退火不影响mosfet器件已完成的结构。
肖特基金属完成后淀积层间介质，与常规的sicmosfet工艺流程一样，分别在原胞的源极和栅电极压块处开窗口，同时也在肖特基二极管的阳极和阴极上开窗口，分别做上电极压块金属。电极压块金属可以是多层，第一层为ti、tita、tiw等，第二层为al，alsi(含少量si)，alcu(含少量cu),ag，cu，au等，厚度大于1μm。后续的工艺流程与sicmosfet工艺流程一样，sicmosfet的源极压块、栅极压块和肖特基二极管电极分别由钝化介质隔离，并在芯片的背面做上厚的电极金属。
本发明在在sicmosfet芯片上集成温度传感器的结构和方法，可以用到sic的其他多种晶体管，如jfet、bjt、igbt等。同时本发明的方法也不仅仅能应用于sic晶体管，同时也可以用于其他材料的晶体管器件，如gan、ga2o3、gaas、si等各种半导体材料器件。
本发明可以应用于多种sicmosfet结构芯片上，如平面型mosfet、沟槽型mosfet、集成肖特基二极管的mosfet、集成电流传感器的mosfet等，原理和方法是一致的。
上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。