[發明專利]半導體器件、半導體器件監控方法和半導體器件表征方法

在審

• 申請號: 202211208118.4
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115985911A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 托馬斯·艾興格爾;馬克西米利安·沃爾夫岡·法伊爾;安德烈·卡巴科夫;漢斯·賴辛格
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/07
• 分類號: H01L27/07;H01L21/66
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;謝琳

1.一種半導體器件，包括：

半導體本體；

形成在所述半導體本體的有源區中的電子器件，所述有源區包括所述半導體本體與絕緣材料之間的界面；以及

傳感器，其具有如下帶寬，所述帶寬被調整至當在累積與反轉之間驅動所述電子器件時由所述界面處的載流子復合發射的光的能譜的至少一部分，其中，所發射的光的強度與所述界面處的電荷俘獲狀態的密度成比例，其中，所述傳感器被配置成輸出與感測到的光的強度成比例的信號。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體本體是SiC半導體本體，其中所述電子器件是晶體管，其中，所述絕緣材料是柵極電介質，其中，所述界面是溝道界面，并且其中，由所述傳感器輸出的所述信號的幅度的變化與閾值電壓漂移成比例。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：

放大電路，其被配置成放大由所述傳感器輸出的所述信號。

4.根據權利要求3所述的半導體器件，還包括：

條件監控電路，其被配置成將所述放大電路的輸出與閾值進行比較。

5.根據權利要求4所述的半導體器件，其中，所述條件監控電路還被配置成在所述放大電路的輸出超過所述閾值的情況下，禁用所述電子器件或調整所述電子器件的柵極電壓以將柵極過驅動維持在恒定值。

6.根據權利要求3所述的半導體器件，其中，所述傳感器與第一半導體管芯中的電子器件被單片集成在同一半導體本體中，其中，所述放大電路被布置在第二半導體管芯中，其中，所述第一半導體管芯還包括被電耦接至所述傳感器的引腳，其中，所述第一半導體管芯的引腳被電耦接至所述第二半導體管芯的對應引腳，并且其中，所述第二半導體管芯的引腳被電耦接至所述放大電路的輸入。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述傳感器與所述電子器件被單片集成在同一半導體本體中。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述半導體本體中的直接光學路徑將所述傳感器光學耦接至所述界面，以用于當在累積與反轉之間驅動所述電子器件時由所述界面處的載流子復合發射的光的能譜的至少一部分。

9.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述傳感器被形成在所述半導體本體的有源區中。

10.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述傳感器被形成在所述半導體本體的邊緣終端區中，所述邊緣終端區橫向圍繞所述有源區并且沒有所述電子器件的任何全功能單元。

11.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述傳感器被布置在所述電子器件的柵極焊盤之下，或被布置成鄰近從所述柵極焊盤延伸的柵極流道。

12.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述傳感器被布置在形成在所述半導體本體中的溝槽中。

13.根據權利要求12所述的半導體器件，其中，所述傳感器包括被布置在所述溝槽的下部中的具有第一導電類型的半導體材料，和所述溝槽的上部中的被布置在所述具有第一導電類型的半導體材料上的、具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的半導體材料。

14.根據權利要求12所述的半導體器件，其中，所述傳感器包括襯在所述溝槽的側壁和底部上的具有第一導電類型的第一層半導體材料，和在所述第一層半導體材料上形成的具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的第二層半導體材料。

15.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體本體和形成在所述半導體本體的有源區中的所述電子器件被包括在第一半導體管芯中，并且其中，所述傳感器被包括在第二半導體管芯中。