[发明专利]具有集成霍尔传感器的半导体装置

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种具有诸如晶体管的半导体器件和电流测量器件的半导体装置。

背景技术

晶体管广泛地用作用于开关提供给负载的电流的开关。在许多应用中期望测量通过负载的电流。已知若干不同的用于测量分别通过晶体管和负载的电流的概念。

根据第一概念，分流电阻器与晶体管串联连接，并且测量跨越电阻器的电压。根据欧姆定律，该电压与通过晶体管的电流成比例。然而，分流电阻器引起功率损失。

根据另一概念，提供在与负载串联连接的负载晶体管相同的操作点中操作的测量晶体管，使得通过测量晶体管的测量电流与通过负载的负载电流成比例。尽管负载晶体管和测量晶体管可以被配置成使得测量电流比负载电流小得多，但是结合电流测量仍出现损失。

需要一种包括被配置成与负载串联连接的半导体器件和测量器件的半导体装置，其中测量器件具有极低的损失并且可以在公共的半导体本体中与半导体器件集成。

发明内容

一个实施例涉及一种半导体装置。该半导体装置包括半导体本体、半导体器件以及至少一个霍尔传感器。该半导体器件包括在半导体本体的第一方向上彼此远离布置的第一和第二负载端子以及在第一和第二负载端子之间的半导体本体中布置的负载路径。至少一个霍尔传感器在与第一方向垂直的第二方向上布置在远离半导体器件的半导体本体中并且包括两个电流提供端子和两个测量端子。

本领域技术人员在阅读以下详细描述之后并且在查看附图之后，将认识到另外的特征和优点。

附图说明

现将参照附图说明示例。附图用于说明基本原理，使得仅图示对理解基本原理所需的方面。附图未依比例绘制。在附图中相同的附图标记表示相同的特征。

图1包括图1A至1C，图示了包括被实现为晶体管的半导体器件和霍尔传感器的半导体装置的第一实施例。

图2包括图2A至2C，图示了包括被实现为晶体管的半导体器件和霍尔传感器的半导体装置的第二实施例。

图3图示了包括晶体管和霍尔传感器的半导体装置的电路图。

图4图示了被实现为二极管的半导体器件的实施例。

图5包括图5A至5C，图示了包括被实现为晶体管的半导体器件和霍尔传感器的半导体装置的第三实施例。

图6包括图6A至6C，图示了包括晶体管和霍尔传感器的半导体装置的另一实施例。

具体实施方式

在下面的描述中，参照形成描述的一部分的附图，并且在附图中借助于图示示出了其中可以实践本发明的具体实施例。在这一点上，参照所描述的附图的取向使用了诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“头”、“尾”等方向性术语。由于实施例的部件可以在许多不同的取向上定位，因此方向性术语用于图示的目的而决非进行限制。将理解，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑的改变而不偏离本发明的范围。因此，下面的详细描述不要被视为限制性意义，并且本发明的范围由所附权利要求限定。将理解，除非另外明确指出，否则这里描述的各个示例性实施例的特征可以彼此组合。

图1A至1C图示了包括半导体器件和霍尔传感器的半导体装置的第一实施例。该半导体装置包括半导体本体10。图1A在截面平面I-I中图示了半导体本体10的竖直横截面视图，图1B图示了半导体本体10的第一表面10₁上的俯视图，并且图1C图示了另一竖直截面平面III-III中的竖直横截面视图。图1A图示了其中实现半导体器件的区域中的竖直横截面视图，并且图1C图示了其中实现霍尔传感器的区域中的竖直横截面视图。图1A至1C仅示出了部分半导体本体10，即其中实现半导体器件和霍尔传感器的那些部分。特别地在水平方向上，半导体本体10可以延伸越过图1A至1C中所示的边界。

参照图1A——示出了半导体器件的竖直横截面视图，该半导体器件包括在半导体本体10的第一方向x上彼此远离布置的第一和第二负载端子51、52。在图1A中所示的实施例中，第一方向x是半导体本体10的水平方向。半导体器件的负载路径布置在半导体本体10内的第一和第二负载端子51、52之间。第一和第二负载端子51、52可以包括诸如金属的导电材料，和/或可以包括掺杂半导体区域。

图1A的半导体器件被实现为晶体管，其中第一负载端子51形成源极端子，第二负载端子52形成漏极端子，并且该晶体管进一步包括栅极电极53。栅极电极53布置在第一和第二负载端子51、52之间。