[發(fā)明專利]感測(cè)功率半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110274144.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN113066852B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱袁正;黃薛佺;楊卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L27/02;H01L29/78
• 代理公司: 無錫市興為專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32517
• 代理人: 屠志力

1.一種感測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：

主晶體管（1），其具有第一電流路徑（11），電流從漏極焊盤（5）流經(jīng)主晶體管（1）的第一漏極金屬（15）、第一源極金屬（16），最后進(jìn)入第一源極焊盤（8）；

副晶體管（2），其具有第二電流路徑（12），用于監(jiān)測(cè)第一電流路徑（11）中的電流，電流從漏極焊盤（5）流經(jīng)副晶體管（2）的第二漏極金屬（17）、第二源極金屬（18），最后進(jìn)入第一源極焊盤（8）；

感測(cè)晶體管（3），其具有第三電流路徑（13），用于監(jiān)測(cè)第二電流路徑（12）中的電流，電流從漏極焊盤（5）流經(jīng)感測(cè)晶體管（3）的第三漏極金屬（19）、第三源極金屬（20），最后進(jìn)入第二源極焊盤（9）；

測(cè)溫二極管（4），其具有第四電流路徑（14），用于監(jiān)測(cè)功率半導(dǎo)體的芯片溫度，電流從正極焊盤（10）流經(jīng)測(cè)溫二極管（4）的正極金屬（22）、負(fù)極金屬（21），最后進(jìn)入漏極焊盤（5）；

主晶體管（1）的第一漏極金屬（15）、副晶體管（2）的第二漏極金屬（17）、感測(cè)晶體管（3）的第三漏極金屬（19）、測(cè)溫二極管（4）的負(fù)極金屬（21）和漏極焊盤（5）彼此電耦合；主晶體管（1）的第一源極金屬（16）、副晶體管（2）的第二源極金屬（18）和第一源極焊盤（8）彼此電耦合；感測(cè)晶體管（3）的第三源極金屬（20）通過第一金屬連接線（25）和第二源極焊盤（9）彼此電耦合；測(cè)溫二極管（4）的正極金屬（22）通過第二金屬連接線（24）和正極焊盤（10）彼此電耦合；主晶體管（1）的第一柵極金屬（23）和第一柵極焊盤（6）彼此電耦合；副晶體管（2）的第二柵極金屬（27）、感測(cè)晶體管（3）的第三柵極金屬（26）和第二柵極焊盤（7）彼此電耦合；

主晶體管（1）與副晶體管（2）的源極區(qū)面積之比為n：1，所述n的范圍為1＜n≤1000；副晶體管（2）與感測(cè)晶體管（3）的源極區(qū)面積之比為m：1，所述m的范圍為1＜m≤1000；

所述感測(cè)晶體管（3）與測(cè)溫二極管（4）位于所述功率半導(dǎo)體器件的中心位置；

所述主晶體管（1）與副晶體管（2）設(shè)置在不同的區(qū)域中；

所述主晶體管（1）的第一源極金屬（16）與副晶體管（2）的第二源極金屬（18）分別設(shè)置在不同的源極區(qū)域中，感測(cè)晶體管（3）的第三源極金屬（20）與測(cè)溫二極管（4）的正極金屬（22）位于所述功率半導(dǎo)體器件的中心位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種感測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述主晶體管（1）、副晶體管（2）與感測(cè)晶體管（3）有相同的功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種感測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，

主晶體管（1）包括：

在所述漏極焊盤（5）的上方設(shè)有第一導(dǎo)電類型襯底（28），在所述第一導(dǎo)電類型襯底（28）的上方設(shè)有第一導(dǎo)電類型外延層（29），在所述第一導(dǎo)電類型外延層的表面設(shè)有第二導(dǎo)電類型體區(qū)（35），在所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)（35）的表面設(shè)有第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37），在所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)（35）內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型源區(qū)（36），在所述第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37）的表面設(shè)有溝槽（30），所述溝槽（30）穿透第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37）與第二導(dǎo)電類型體區(qū)（35），然后進(jìn)入第一導(dǎo)電類型外延層（29）內(nèi)，所述溝槽（30）呈條狀互相平行且等間距分布，所述溝槽（30）的側(cè)壁與底部設(shè)有場(chǎng)氧層（31），所述場(chǎng)氧層（31）包裹著屏蔽柵多晶硅（32），在所述屏蔽柵多晶硅（32）頂部的兩側(cè)設(shè)有柵極多晶硅（33），所述柵極多晶硅（33）通過柵氧層（34）與第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37）、第二導(dǎo)電類型體區(qū)（35）、第一導(dǎo)電類型外延層（29）互相絕緣，在所述溝槽（30）與第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37）的上方設(shè)有絕緣介質(zhì)層（38），在所述絕緣介質(zhì)層（38）的上方設(shè)有第一源極金屬（16），所述第一源極金屬（16）穿透絕緣介質(zhì)層（38）與第一導(dǎo)電類型源區(qū)（37）、第二導(dǎo)電類型源區(qū)（36）歐姆接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種感測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，

對(duì)于N型功率半導(dǎo)體器件，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型；對(duì)于P型功率半導(dǎo)體器件，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種感測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，

所述主晶體管（1）的第一柵極金屬（23）環(huán)繞在所述功率半導(dǎo)體器件的外圍；第一柵極金屬（23）通過通孔連接?xùn)艠O多晶硅（33）。