[發明專利]用于測量溫度的系統及方法

無效

• 申請號: 201110463182.2
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102589733A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: T·許茨;R·勒斯納;S·施勒德;D·圖爾比爾;K·基爾伯格
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01K7/01
• 分類號: G01K7/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本文提到的實施例通常涉及半導體裝置領域。更具體地，本文提到的實施例涉及高功率半導體裝置系統領域。

背景技術

一種現有的測量半導體結的溫度的流電測定方法涉及使用與半導體結處于熱交互的熱電偶。但是，由于熱電偶(為了提供要偏壓的讀出需要)與例如半導體結之間的電磁干擾，該方法的可用性可能受限。特別地，當熱電偶用于監測半導體結的溫度時，可能折損在高電壓水平下(也即電壓水平接近在得到半導體裝置峰值輸出時的電壓水平)可靠地操作半導體裝置的能力。此外，在半導體裝置鄰近區域中存在金屬熱電偶組件，可以引發半導體裝置的部分的無意的電短路的風險。

另一種現有的測量半導體結的溫度的流電測定方法涉及測量半導體結的正向電壓變化。但是，因為需要中斷半導體裝置的操作以便進行正向電壓變化測量，該方法的可用性可能受限。此外，正向電壓的微小改變對其精確測量造成實際困難。

另一種現有的測量半導體結的溫度的方法涉及測量半導體裝置的基板的溫度。但是，除非可以得到半導體結與基板之間熱傳導的精確熱模型，否則該方法的可用性可能受限。此外，如果在半導體裝置與基板之間的熱連接發生任何改變(例如如果半導體裝置剝離基板)，可損害模型的精確度。

另一種現有的測量半導體結的溫度的方法涉及使用紅外拍攝裝置以得到半導體結的熱圖像。但是，由于通常緊挨接觸半導體結，該要求造成了半導體裝置沒有封裝在保護性外殼內的狀況，因此該方法的可用性可能受限。

因此強烈需要一種系統，借由該系統能夠可靠地監測半導體結的溫度而不損害操作半導體裝置的能力，并且該系統具有易于改裝至現有將受益于該監測的半導體裝置裝配之內的設計。

發明內容

本文提到的實施例涉及一種系統，包括：具有半導體結的半導體裝置，光纖，所述光纖的近端與所述半導體結電磁通信，以及與所述光纖的遠端電磁通信的處理單元，所述處理單元能夠接收在所述遠端可得到的電磁信息并且處理該電磁信息。

本文提到的實施例涉及一種方法，包括：經由光纖的近端從半導體裝置的半導體結收集電磁信息，以沿著光纖經由所述光纖的遠端傳輸信息至處理單元，并且在所述處理單元內處理經由所述光纖的所述遠端收到的電磁信息。

本文提到的實施例涉及一種方法，包括：提供具有相反的近端和遠端的光纖，以在所述近端從所述半導體結接收電磁信息以便沿著所述光纖傳播的方式，將所述光纖的所述近端設置成與半導體裝置的半導體結接觸，提供配置為經由所述光纖的所述遠端接收電磁信息的處理單元，以及在所述處理單元內處理電磁信息以估計所述半導體結的溫度。

從參照附圖提供的以下詳細說明將更易于理解這些和其它優點和特征。

附圖說明

圖1描述了依照一個實施例的半導體裝置系統。

圖2描述了依照一個實施例的方法。

圖3描述了依照一個實施例的方法。

圖4顯示了依照一個實施例的監測半導體結溫度的典型結果。

具體實施方式

在以下說明書中，每當實施例的特定方面或特征描述為包括一組元件的至少一個及其組合，或者由其構成，需要理解的是，方面或特征可能包括該組中的任意元件，或者由其構成，或者是單獨地或者是與該組的任意其它元件組合。

如下所詳述，本文提到的實施例可能夠監測半導體裝置內半導體結的溫度。例如，實施例可允許當半導體裝置處于工作中時監測半導體結溫度且不會帶來由于監測而發生在半導體裝置上的不適當負荷。在某些情況下，半導體裝置內半導體結的溫度可以提供對于半導體裝置和/或包括該半導體裝置的系統的健康的指示。

圖1描述了半導體裝置系統100。半導體裝置系統100可包括半導體裝置102，例如為高功率半導體裝置。半導體裝置系統100進一步可包括基板103以及其它組件105，其目的對于本領域技術人員是公知的。半導體裝置102可布置為經由半導體裝置系統100的其它組件105而位于基板103上。半導體裝置102包括半導體結114并且可以由可為電絕緣的保護層104(抽象表示)保形地覆蓋。半導體裝置102、基板103、其它組件105以及保護層104一起可布置在外殼106(抽象表示)內，外殼106可包括在位置109處的孔口108。保護管110可穿過孔口108，保護管110可以是電絕緣的。包括近端116和遠端118的光纖112可布置在保護管110內。保護管110以及還有光纖112可進一步在半導體裝置系統100的位置113處穿過保護層104。