半导体器件及IGBT芯片制造技术

本技术提供了一种半导体器件及IGBT芯片。该半导体器件中，将温度传感器内嵌至相邻的功率器件之间，从而能够在器件的内部实时、精确的监测器件温度，有利于及时的调控器件的工作温度，并且还有利于使第一电极层同时覆盖元胞区和部分温度感测区，以使功率器件的源区和温度传感器的第一端短接而形成开尔文接触，从而可屏蔽外界的杂散电感，提高器件的开关速度，降低开关损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体，特别涉及一种半导体器件及igbt芯片。

技术介绍

1、功率器件由于其耐高压、高效率和低损耗等特性而被广泛应用于各个领域中。例如，绝缘栅双极型场效应晶体管igbt其结合了mos器件的高开关频率和bjt器件的大电流处理能力能等优点，而被广泛应用于智能功率模块当中。

2、而功率器件在使用过程中会产生大量的热量，如果热量过高就会影响到器件的性能，并引起其使用寿命缩短等问题，甚至将导致器件直接损坏，因此有必要对模块内的器件温度进行实时、准确的监控，以确保模块的正常运行。目前，在功率模块内会设置有温度传感器，以利用温度传感器实现温度监测，然而该温度传感器通常是设置在功率模块的角落，其距离功率器件较远而难以精准的感应出器件的温度。

3、此外，功率器件的性能还容易受到外界的杂散电感的影响，例如在外界的杂散电感的作用下容易导致器件的速度降低，进而导致器件开关的损耗增大。

技术实现思路

1、本技术的目的之一在于提供一种半导体器件，以提高对半导体器件内部的温度监测精度，并且还有利于优化器件的开关速度、降低开关损耗。

2、为此，本技术提供了一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底中具有多个元胞区和至少一个温度感测区，所述温度感测区位于相邻的元胞区之间；功率器件，形成在所述元胞区内；温度传感器，形成在所述温度感测区内；第一电极层，覆盖所述元胞区以电连接所述功率器件的源区，并且所述第一电极层还覆盖部分所述温度感测区，以电连接所述温度传感器的第一端；以及，第二电极层，覆盖部分所述温度感测区以电连接所述温度传感器的第二端。

3、可选的，所述温度传感器包括串联有至少一个pn结结构的第一支路，所述第一电极层电连接所述第一支路的阴极端，所述第二电极层电连接所述第一支路的阳极端。

4、可选的，所述温度传感器还包括连接有pn结结构的第二支路，所述第一电极层电连接所述第二支路的阳极端，所述第二电极层电连接所述第二支路的阴极端。

5、可选的，所述温度传感器包括形成在衬底上的多个n型掺杂区和多个p型掺杂区，以由所述多个n型掺杂区和多个p型掺杂区构成多个pn结结构，其中，不同的pn结结构之间相互间隔设置，同一pn结结构内的n型掺杂区和p型掺杂区相互接触。

6、可选的，所述温度感测区沿着第一方向延伸，所述n型掺杂区和p型掺杂区均沿着第一方向延伸；其中，同一pn结结构内的n型掺杂区和p型掺杂区沿着第二方向排布并相互接触。

7、可选的，所述温度感测区内的多个pn结结构排布成沿着第二方向对齐排布的两列，并且相邻的pn结结构之间，其中一个pn结结构的n型掺杂区靠近另一个pn结结构的p型掺杂区。其中，第一列中至少排布在首尾位置的两个pn结结构和第二列中的所有pn结结构串联连接形成所述第一支路；以及，第一列中排布在首尾位置之间的至少一个pn结结构形成所述第二支路。

8、可选的，所述温度感测区内形成有隔离结构，所述温度传感器形成在所述隔离结构上。

9、可选的，所述温度感测区的衬底内还形成有反型掺杂区，所述反型掺杂区的导电类型与所述衬底的导电类型相反。

10、可选的，所述元胞区沿着第一方向延伸，多个元胞区沿着第二方向依次排布，所述温度感测区布置在相邻的元胞区之间并沿着第一方向延伸。

11、本技术还提供了一种igbt芯片，包括如上所述的半导体器件，所述半导体器件中的功率器件为igbt器件，所述温度传感器设置在相邻的igbt器件之间。

12、在本技术提供的半导体器件中，将温度传感器内嵌至相邻的功率器件之间，从而能够在器件的内部实时、精确的监测器件温度，有利于及时的调控器件的工作温度，保障了半导体器件的可靠性。并且，还有利于使第一电极层同时覆盖元胞区和部分温度感测区，以通过第一电极层使功率器件的源区和温度传感器的第一端短接而形成开尔文接触(例如，针对igbt器件而言即可形成开尔文发射极)，从而可屏蔽外界的杂散电感，提高器件的开关速度，降低开关损耗。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器包括串联有至少一个PN结结构的第一支路，所述第一电极层电连接所述第一支路的阴极端，所述第二电极层电连接所述第一支路的阳极端。

3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器还包括连接有PN结结构的第二支路，所述第一电极层电连接所述第二支路的阳极端，所述第二电极层电连接所述第二支路的阴极端。

4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器包括形成在衬底上的多个N型掺杂区和多个P型掺杂区，以由所述多个N型掺杂区和多个P型掺杂区构成多个PN结结构，其中，不同的PN结结构之间相互间隔设置，同一PN结结构内的N型掺杂区和P型掺杂区相互接触。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述温度感测区沿着第一方向延伸，所述N型掺杂区和P型掺杂区均沿着第一方向延伸；其中，同一PN结结构内的N型掺杂区和P型掺杂区沿着第二方向排布并相互接触。

6.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述温度感测区内的多个PN结结构排布成沿着第二方向对齐排布的两列，并且相邻的PN结结构之间，其中一个PN结结构的N型掺杂区靠近另一个PN结结构的P型掺杂区；

7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述温度感测区内形成有隔离结构，所述温度传感器形成在所述隔离结构上。

8.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述温度感测区的衬底内还形成有反型掺杂区，所述反型掺杂区的导电类型与所述衬底的导电类型相反。

9.如权利要求1-8任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述元胞区沿着第一方向延伸，多个元胞区沿着第二方向依次排布，所述温度感测区布置在相邻的元胞区之间并沿着第一方向延伸。

10.一种IGBT芯片，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的半导体器件，所述半导体器件中的功率器件为IGBT器件，所述温度传感器设置在相邻的IGBT器件之间。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器包括串联有至少一个pn结结构的第一支路，所述第一电极层电连接所述第一支路的阴极端，所述第二电极层电连接所述第一支路的阳极端。

3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器还包括连接有pn结结构的第二支路，所述第一电极层电连接所述第二支路的阳极端，所述第二电极层电连接所述第二支路的阴极端。

4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述温度传感器包括形成在衬底上的多个n型掺杂区和多个p型掺杂区，以由所述多个n型掺杂区和多个p型掺杂区构成多个pn结结构，其中，不同的pn结结构之间相互间隔设置，同一pn结结构内的n型掺杂区和p型掺杂区相互接触。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述温度感测区沿着第一方向延伸，所述n型掺杂区和p型掺杂区均沿着第一方向延伸；其中，同一pn结结构内的n型掺杂区和p型掺杂区沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：高尚，丛茂杰，陆珏，宋飞，徐旭东，
申请(专利权)人：芯联集成电路制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：