[發(fā)明專利]器件過壓檢測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710356498.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN107450002A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.卡萊蒂;A.皮杜蒂;G.施里特瑟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 申屠偉進(jìn),杜荔南

技術(shù)領(lǐng)域

下面的公開涉及半導(dǎo)體器件過壓檢測(cè)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件諸如功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）以及其他包括二極管的此類器件有時(shí)被用在超過由器件制造商所施加的最大操作要求的應(yīng)力大的（stressful）應(yīng)用中。例如，作為一種降低成本的方式，較低定額的（并且通常較便宜的）半導(dǎo)體器件部件可以被用在經(jīng)常超過部件的最大額定值的系統(tǒng)中。應(yīng)力大的操作環(huán)境可以使部件損壞或降級(jí)并且可以最終使部件永久地失效。當(dāng)部件失效時(shí)，失效部件可能受到失效分析。

為了充分地執(zhí)行失效或受損壞部件的分析，可能期望理解部件從逐漸導(dǎo)致失效的時(shí)間起以及在失效期間的操作狀況。例如，可能導(dǎo)致失效半導(dǎo)體器件的大多數(shù)常見應(yīng)力狀況之一是過壓，所述過壓超過器件的最大額定電壓（例如，在漏極和源極之間或者集電極和發(fā)射極之間）并導(dǎo)致器件的結(jié)擊穿。盡管一些部件可以常常經(jīng)受高功耗（這可能作為此類過壓狀況的結(jié)果而發(fā)生）達(dá)短的時(shí)間量，最終長(zhǎng)期或反復(fù)暴露于過壓可以導(dǎo)致永久損壞（例如，根據(jù)器件的Wunsch-Bell擊穿特性）。當(dāng)器件受到失效分析時(shí)，根據(jù)關(guān)于其失效的視覺檢查和/或其他證據(jù)可能不總清楚是否發(fā)生了此類過壓，這可能造成不適當(dāng)?shù)幕蛘`診斷的失效。

發(fā)明內(nèi)容

總之，描述了用于向半導(dǎo)體器件提供過壓檢測(cè)系統(tǒng)的電路和技術(shù)，該過壓檢測(cè)系統(tǒng)在過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)。經(jīng)由對(duì)半導(dǎo)體器件的視覺檢查，響應(yīng)于過壓事件而發(fā)生的狀態(tài)改變可以是可觀察的，無(wú)論是否發(fā)生半導(dǎo)體的失效。

在一個(gè)示例中，本公開涉及一種半導(dǎo)體部件，其包括：器件；和包括電流路徑的過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)，該電流路徑包括與熔斷器串聯(lián)連接的齊納二極管。該齊納二極管被配置成響應(yīng)于該器件處的過壓狀況傳導(dǎo)電流，并且該熔斷器被配置成響應(yīng)于該齊納二極管傳導(dǎo)電流而斷開該過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的電流路徑。

在另一示例中，本公開涉及一種半導(dǎo)體管芯，其包括：器件；以及包括電流路徑的過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的至少一部分，該電流路徑包括與熔斷器串聯(lián)連接的齊納二極管。該齊納二極管被配置成響應(yīng)于該器件處的過壓狀況而傳導(dǎo)電流，并且該熔斷器被配置成響應(yīng)于該齊納二極管傳導(dǎo)電流而斷開該過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的電流路徑。

在另一示例中，本公開涉及一種方法，其包括：響應(yīng)于器件處的過壓狀況，由過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的齊納二極管來(lái)使電流傳導(dǎo)通過電流路徑，該電流路徑由過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的熔斷器和齊納二極管之間的串聯(lián)連接形成；以及響應(yīng)于使電流傳導(dǎo)通過電流路徑，由該過壓檢測(cè)結(jié)構(gòu)的該熔斷器斷開電流路徑。

在下面的附圖和描述中闡述一個(gè)或多個(gè)示例的細(xì)節(jié)。根據(jù)該描述和附圖并且根據(jù)權(quán)利要求，本公開的其他特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

附圖說(shuō)明

圖1是圖示根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的示例系統(tǒng)的概念圖，該示例系統(tǒng)包括被配置成當(dāng)過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)的示例過壓檢測(cè)系統(tǒng)。

圖2是圖示圖1的示例系統(tǒng)的各種部件的示例Wunsch Bell特性的曲線圖。

圖3是圖示根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的、由被配置成當(dāng)過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)的示例過壓檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行的操作的流程圖。

圖4A-4C是圖示根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的、被配置成當(dāng)過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)的不同過壓檢測(cè)系統(tǒng)的概念圖。

圖5是圖示根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的、被配置成當(dāng)過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)的示例過壓檢測(cè)系統(tǒng)的不同示例熔斷器的概念圖。

具體實(shí)施方式

總之，描述了用于向半導(dǎo)體部件提供過壓檢測(cè)系統(tǒng)的電路和技術(shù)，該過壓檢測(cè)系統(tǒng)在過壓事件發(fā)生時(shí)永久地改變狀態(tài)。經(jīng)由對(duì)半導(dǎo)體部件的視覺檢查，響應(yīng)于過壓事件而發(fā)生的狀態(tài)改變可以是可觀察的，無(wú)論是否發(fā)生半導(dǎo)體的失效。

例如，半導(dǎo)體部件可以包括作為由與熔斷器串聯(lián)的齊納二極管構(gòu)成的集成結(jié)構(gòu)的過壓檢測(cè)系統(tǒng)。僅當(dāng)發(fā)生跨半導(dǎo)體部件的漏極和源極端子、或跨集電極和發(fā)射極端子、或跨陽(yáng)極和陰極端子的過壓時(shí)，該齊納二極管可以提供去到熔斷器的電流路徑。到達(dá)熔斷器的電流可以導(dǎo)致熔斷器燃燒并斷開，由此永久地存儲(chǔ)可以引起應(yīng)力或失效的過壓事件已發(fā)生的指示。在一些示例中，該熔斷器可以由導(dǎo)致熔斷器中的斷開在x射線檢查期間清楚可見的材料制成。