[發(fā)明專利]具有第一溫度測量元件的半導(dǎo)體構(gòu)件以及用于確定流過半導(dǎo)體構(gòu)件的電流的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680069206.7
• 申請日: 2016-10-05
• 公開（公告）號: CN108291843B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·朱斯;W·馮埃姆登
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01K7/01
• 分類號: G01K7/01;B62D5/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

描述一種半導(dǎo)體構(gòu)件(10)，其具有襯底和至少兩個溫度測量元件(20，22)。所述兩個溫度測量元件(20，22)在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的裸晶片(11)上布置在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)內(nèi)的不同位置上。尤其是，溫度測量元件(20)能夠布置在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的有源區(qū)域(14)中，并且溫度測量元件(22)能夠布置在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的無源區(qū)域(16)中。所述溫度測量元件(20，22)測量兩個不同的溫度T_J、T_sense，借助所述兩個不同的溫度然后能夠計算流過所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的電流IDS。所述半導(dǎo)體構(gòu)件能夠是功率MOSFET(18)。此外，描述一種用于確定流過半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的電流IDS的方法，其中，使用在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(10)的不同位置上測量的兩個溫度。所描述的半導(dǎo)體構(gòu)件(10)以及所描述的方法例如適合于應(yīng)用在用于車輛的控制裝置中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體構(gòu)件、優(yōu)選地一種功率MOSFET元件，以及一種用于制造半導(dǎo)體構(gòu)件的方法和一種用于車輛的控制裝置。

背景技術(shù)

對現(xiàn)代的半導(dǎo)體開關(guān)——如功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，英語：Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)和IGBT (絕緣柵雙極型晶體管，英語：insulated-gate bipolar Transistor)的要求除了包括非常小的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗以及高的阻擋能力之外，包括越來越多的單片集成的功能，所述單片集成的功能使得能夠可靠地探測到過負(fù)荷——如ESD-脈沖(靜電放電，英語：Electrostatic Discharge)、過熱溫度、擊穿或者過電流。在例如用于發(fā)動機控制的功率電子系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相電流有決定性的意義。在開關(guān)過程期間過高的電流可能導(dǎo)致元件擊穿和必要時導(dǎo)致其損壞。因此，在許多情況中，例如通過分流或者磁性傳感器測量電流。這是費事的并且昂貴的。如果借助分流測量相電流，則為此需要在DBC(直接鍵合銅)上或者在沖壓柵格(Stanzgitter)上的附加的面。此外，借助分流或者磁性傳感器，需要另外的部件，這同樣導(dǎo)致成本。

替代地，存在以下可能性：在設(shè)備中在內(nèi)部通過隔開的單元區(qū)域進(jìn)行相電流的測量。但在這里，至少一個外部的電阻以及外部的、通常模擬的分析處理電路也是必需的。

DE 10 2011 001 185 A1描述了一種用于借助漏極-源極電壓的測量來進(jìn)行電流感測的方法。在此，求取阻擋層的溫度并且由所述溫度計算與溫度相關(guān)的電阻R_DSon，由該電阻又可以計算當(dāng)前的電流。

US 2007/00061099 A1也描述了一種借助漏極-源極電壓和溫度確定相電流的方法。布置在FET(場效應(yīng)晶體管)附近的熱敏電阻提供溫度，處理器由所述溫度與漏極-源極電壓一起估計相電流。這通過在假定在熱敏電阻和FET的阻擋層之間的溫度差在瞬態(tài)振蕩的狀態(tài)中是恒定的情況下進(jìn)行。

US 2011/0210711 A1描述了一種可能性：由處理器對在半導(dǎo)體構(gòu)件內(nèi)的過程建模，以便能夠進(jìn)行構(gòu)件的狀態(tài)的評估和隨后必要時進(jìn)行部件的控制。為此，考慮例如由熱敏電阻提供的溫度、漏極-源極電壓和柵極-源極電壓作為輸入?yún)?shù)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供一種半導(dǎo)體構(gòu)件，其具有襯底和第一溫度測量元件，其中，所述第一溫度測量元件布置在所述半導(dǎo)體構(gòu)件的大的損耗功率的位置附近，其中，第二溫度測量元件在空間上與所述第一溫度測量元件間隔開地布置在所述襯底上。半導(dǎo)體構(gòu)件可以是例如MOSFET、IGBT或者其他的功率半導(dǎo)體。襯底可以是半導(dǎo)體襯底(例如硅)、其他的半導(dǎo)體襯底或者絕緣體上硅結(jié)構(gòu)(Silicon-on-Insulator，SOI)。