[实用新型]用于测量集成电路器件中的温度和电流的系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及集成电路，并且更特别地涉及测量集成电路器件中的电流和温度。

背景技术

用于开关或其它应用的诸如功率二极管、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）及功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）之类的功率半导体器件，在操作期间可以经历高电流和高温度。电流和温度一般都在功率器件中被测量或监控。例如，高电流可能导致散热问题，而与之相关的高温度可以导致器件故障、损坏、破坏或减少的寿命。

用于测量和监控电流与温度的常规方法包括把诸如二极管或其它电路系统的器件与功率器件集成。由于技术工艺变化以及半导体器件的非线性和不可重复特性，然而，这些方法不是非常精确的，对于温度以+/-15摄氏度（degree C）或更大来变化，而对于电流以+/-5A或更大来变化。此外，温度测量器件一般要求附加的校准以及因此的存储器，因为温度感测器件感测其相对于功率器件本身在功率器件模块中定位处的温度，而这可能不能精确地反映器件或器件的部分正经历的温度。

因此，存在对于用于感测功率半导体器件和其它半导体器件中的电流和温度的改进的器件、系统和方法的需要。

实用新型内容

实施例涉及单片半导体和传感器器件，其中所述半导体诸如功率半导体之类，所述传感器诸如电流或温度传感器。

在实施例中，单片半导体器件包括：半导体器件部分；以及传感器部分，所述传感器部分与半导体器件部分一起单片形成，且被配置为感测半导体器件部分的至少一个特性。

在实施例中，半导体器件包括：半导体器件部分；感测部分，所述感测部分被配置为感测半导体器件部分的温度或电流中的至少一个；以及隔离层，所述隔离层被耦合在半导体器件部分与感测部分之间，使得半导体器件部分、隔离层和感测部分形成单片半导体器件。

在实施例中，方法包括：形成半导体器件；形成传感器器件，以感测半导体器件的至少一个特性；形成隔离层，以耦合半导体器件和传感器器件以形成单片结构。

在实施例中，方法包括：提供单片功率半导体和感测器件；以及由感测器件来感测功率半导体器件的特性。

附图说明

结合附图，考虑到本发明的各种实施例的下面的详细描述，可更完全地理解本发明，在其中：

图1是根据实施例的单片半导体和传感器件的方框图；

图2是根据实施例的电路图；

图3A是根据实施例的电路图；

图3B是根据实施例的电路图；

图4A是根据实施例的电路图；

图4B是根据实施例的电路图；

虽然本发明适合于各种修改和可替换的形式，其细节已经借助于附图中的例子被示出，并将被详细描述。然而，应该理解的是，意图不是把本发明限于所述的特定实施例。相反，意图是，覆盖落入如由所附权利要求定义的那样的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物及可替换物。

具体实施方式

实施例涉及半导体器件中的温度和电流的测量。特别地，实施例涉及诸如功率半导体器件之类的单片半导体器件、及诸如电流或温度传感器器件之类的传感器器件。在实施例中，温度和/或电流感测特征被单片集成在半导体器件内。与在实际半导体器件附近或沿着实际半导体器件提供温度和电流感测但是不被集成在实际半导体器件内的常规解决方案相比，这些实施例从而可提供温度和电流的直接测量。例如，在一个实施例中，附加的层结构在后端处理中应用于功率半导体叠层（semiconductor stack）。该单片集成保证了温度和/或电流的局部测量，即胜过常规的并列配置的优点。

参考图1，描绘了单片半导体叠层布置100。叠层100包括诸如功率半导体器件或其它半导体器件之类的半导体结构102。虽然被描绘为单层，但是半导体结构102可包括形成特定半导体器件的结构的多个层和/或元件。例如，半导体结构100可包括功率MOSFET，IGBT或一些其它半导体器件。结构102的特定器件不限于本发明，且在器件内集成温度和/或电流感测结构和功能的概念可以可应用于大量半导体器件。在这里，功率半导体器件自始至终将被用作给定关于影响那些器件的电流和温度的特定问题的例子，但这些例子一般关于本发明的实施例决不被看作限制性的。

在实施例中，平面化和/或隔离结构104在半导体结构102上被形成。结构104，像结构102一样，可包括在实施例中的多个单独的层和/或元件，并且包括主要是隔离半导体结构102与叠层100的其它部分的功能。在实施例中，结构104包括隔离层。