具有感测元件的半导体器件的制作方法

文档序号:33953398发布日期:2023-04-26 13:29阅读:25来源:国知局

本公开的示例涉及具有感测元件的宽带隙半导体器件。特别是,本公开涉及功率半导体器件中的温度测量。


背景技术:

1、功率半导体器件的连续状态监控可以通过提供关于功率半导体器件的健康状态的实时信息来潜在地减少故障率并且减轻可靠性关注。特别是,在功率半导体器件工作期间结温度的测量或估计传递出针对其状态的本质信息。使用光纤和红外热成像的光学方法可以提供功率半导体器件的精确的空间温度图。结温度也可以是通过测量功率半导体器件的温度敏感电参数来估计的,温度敏感电参数诸如为在接通期间的di/dt、在关断期间的dv/dt、导通状态的电压降、内部栅极电阻、阈值电压等。

2、针对故障安全系统的持续需求推动了针对更准确地估计结温度的需要。


技术实现思路

1、本公开的实施例使得能够以高准确度、少的附加努力和少的有源芯片面积损失来监控结温度。

2、为此目的,本公开的实施例涉及一种包括晶体管阵列和感测焊盘的半导体器件。晶体管阵列包括在源极电极和漏极结构之间并联电连接的多个晶体管单元,其中漏极结构被形成在基于宽带隙材料的半导体部分中。由宽带隙材料形成的感测元件包括被电连接在感测焊盘和源极电极之间的至少一个整流结。

3、本领域技术人员在阅读以下详细描述并且查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。



技术特征:

1.一种半导体器件(500),包括:

2.根据前项权利要求所述的半导体器件,其中感测元件(400)被在横向上嵌入在晶体管阵列(ta)中。

3.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件,其中源极电极(310)包括源极焊盘(311),并且其中源极焊盘(311)具有直接在感测元件(400)上方的开口(319)。

4.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件,其中感测元件(400)包括一个或多个二极管结构(ds),其中每个二极管结构(ds)包括阴极区(412)和整流金属-半导体结(sc),其中整流金属-半导体结的半导体侧与阴极区(412)直接电连接。

5.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件,其中感测元件(400)包括一个或多个二极管结构(ds),其中每个二极管结构(ds)包括阳极区(411)和阴极区(412),并且其中每个二极管结构(ds)的阳极区(411)和阴极区(412)形成整流结之一。

6.根据前项权利要求所述的半导体器件,进一步包括导电类型与漏极结构(130)的导电类型相反的隔离阱(430),其中隔离阱(430)从前侧延伸到半导体部分(100)中,并且其中所述一个或多个二极管结构(ds)被形成在半导体部分(100)的由隔离阱(430)包围的部分中。

7.根据前项权利要求所述的半导体器件,其中隔离阱(430)和源极电极(310)被通过低导电欧姆路径连接。

8.根据前述两项权利要求中的任何一项所述的半导体器件,进一步包括:具有隔离阱(430)的导电类型的一个或多个分离柱(435),其中每个分离柱(435)被形成在两个邻近的二极管结构(ds)之间。

9.根据前述三项权利要求中的任何一项所述的半导体器件,进一步包括:具有漏极结构(130)的导电类型的一个或多个二极管阱(440),其中所述一个或多个二极管阱(440)将隔离阱(430)和阳极区(411)彼此分离。

10.根据前述五项权利要求中的任何一项所述的半导体器件,进一步包括:一个或多个分离沟槽(453),其从前侧延伸到半导体部分(100)中,其中每个分离沟槽(453)被形成在邻近的二极管结构(ds)之间。

11.根据权利要求4至8中的任何一项所述的半导体器件,进一步包括:至少一个框架沟槽结构(450),其中每个框架沟槽结构(450)在横向上围绕二极管结构(ds)中的一个。

12.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件,进一步包括:掩埋的感测线(480),其电连接感测元件(400)和感测焊盘(345)。

13.根据前项权利要求所述的半导体器件,其中晶体管单元(tc)包括条带形状的沟槽栅极结构(150),并且其中掩埋的感测线(480)和沟槽栅极结构(150)彼此平行地行进。

14.根据前项权利要求所述的半导体器件,其中沟槽栅极结构(150)和掩埋的感测线(480)在正交于纵向延伸的横截面中具有相同的横截面形状。

15.根据权利要求4至10中的任何一项所述的半导体器件,其中源极电极(310)包括薄层金属化(301)的第一区段,并且其中连接二极管结构(ds)中的邻近的二极管结构的布线连接(347)包括薄层金属化(301)的第二区段。

16.根据前项权利要求所述的半导体器件,其中布线连接(347)包括如下的层,该层包括钨。


技术总结
公开了具有感测元件的半导体器件。一种半导体器件(500)包括晶体管阵列(TA)和感测焊盘(345)。晶体管阵列(TA)包括在源极电极(310)和漏极结构(130)之间并联电连接的多个晶体管单元(TC),其中漏极结构(130)被形成在基于单晶宽带隙材料的半导体部分(100)中。由宽带隙材料形成的感测元件(400)包括被电连接在感测焊盘(345)和源极电极(310)之间的至少一个整流结。

技术研发人员:J·韦耶斯,F·希尔勒
受保护的技术使用者:英飞凌科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/11
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