[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310410073.3
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103681667A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 外村文男;石井秀雄;太田毅
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L27/02;H01L21/822
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

相關申請交叉引用

于2012年9月10日提交的日本專利申請No.2012-198568的公開內容，包括說明書、附圖以及摘要，通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法，以及涉及一種具有垂直晶體管結構的半導體器件以及制造該半導體器件的方法。

背景技術

近年來，高容量且小尺寸的Li離子（鋰離子）電池已經用于包括手機和筆記本PC的各種產品。雖然Li離子電池具有高性能，但是由于過充電、過放電、短路等而造成的發熱和劣化可能會在其中發生，且取決于情況會出現諸如爆炸的問題。需要保護電路以便安全地使用Li離子電池。因此，在電池組中，提供保護電路襯底，該保護電路襯底監測過充電、過放電、過電流、異常發熱等，并控制充電和放電。

保護電路襯底具有MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）、電阻器、溫度檢測元件以及控制IC。MOSFET打開/關閉充電路徑和放電路徑。作為MOSFET，例如使用雙向MOSFET，其中具有公共漏電極的兩個FET形成在一個芯片中。電阻器檢測充電和放電電流。溫度檢測元件檢測MOSFET和保護電路襯底的溫度，且例如利用熱敏電阻器等作為溫度檢測元件?？刂艻C處理來自這些元件的信息并控制MOSFET。

隨著手機和筆記本PC的小型化發展和價格的降低，對于保護電路襯底來說也需要尺寸的降低、厚度的減小以及價格的降低。在這種情況下，提出一種將溫度檢測元件安裝到MOSFET上的技術。在日本專利特開No.2004-31980（專利文獻1）中，溫度檢測元件被提供在形成了功率MOSFET的區域上方具有最高溫度的有源區上方與源極焊盤鄰近的位置。這種溫度檢測元件耦合至同一芯片中的控制電路形成區，且不能從外部提取檢測信號。

日本專利特開No.2007-95848（專利文獻2）描述了一種技術，其中提供分別耦合至兩個輸出MOSFET的柵極的兩個雙極晶體管，且其中通過檢測相應的雙極晶體管的漏電流來檢測輸出MOSFET的過熱狀態。

發明內容

在專利文獻2中，因為雙極晶體管都耦合至輸出MOSFET的柵極，因此增加耦合至柵極的電容。由于這個原因，因此存在輸出MOSFET受雙極晶體管的影響且其操作速度變慢的可能性。

本說明書和附圖的描述將使其他問題和新的特征變得清楚。

根據一個實施例，在半導體器件中，在形成在芯片的第一區域中的第一MOSFET的第一源極端子和形成在芯片的第二區域中的第二MOSFET的第二源極端子之間布置有溫度檢測二極管。溫度檢測二極管的第一端子和第二端子對齊的方向是基本上平行于第一MOSFET的第一源極端子和第一柵極端子對齊的方向的第一方向，或是基本上與其垂直的第二方向。

根據本實施例，變得能夠在不影響MOSFET的操作的情況下執行溫度檢測。

附圖說明

圖1是示出根據第一實施例的半導體器件的構造的電路圖；

圖2是示出圖1中所示的半導體器件的表面布局的示意圖；

圖3是沿圖2中所示的線III-III截取的半導體器件的截面圖；

圖4是沿圖2中所示的線IV-IV截取的半導體器件的截面圖；

圖5是示出用于圖2中所示的半導體器件的溫度檢測二極管的構造的示意圖；

圖6是圖5中所示的溫度檢測二極管的局部放大截面圖；

圖7是示出用于圖2中所示的半導體器件的雙向齊納二極管的構造的示意圖；

圖8A是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8B是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8C是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8D是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8E是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8F是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖8G是說明制造根據第一實施例的半導體器件的方法的制造工藝截面圖；

圖9是示出使用根據第一實施例的半導體器件的電池保護電路的構造的電路圖；

圖10是示出使用根據第一實施例的半導體器件的電池保護電路安裝在襯底上的狀態的示意圖；

圖11是示出使用根據第一實施例的半導體器件的電池保護電路安裝在襯底上的狀態的示意圖；