[发明专利]带温度检测的功率半导体器件及其制作方法

说明书

本发明提出了一种带温度检测的功率半导体器件，通过在第一导电类型衬底的正面形成有相互连接的第一金属区和第二金属区，且所述第一金属区和第二金属区在相同的温度下可以产生不同的感应电势，当需要进行温度检测时，只需要将从第一金属区引出的第一金属电极和从第二金属区引出的第二金属电极与外部电流检测元件连接形成回路，通过检测回路中的电流即可检测功率半导体器件的温度，根据本发明实施例中的功率半导体器件，热量的传递无需通过功率器件到传导介质再到温度检测元件的热传导路径，能够更准确的检测功率半导体器件的温度。

技术领域

本发明属于基本电气元件领域，涉及半导体器件，特别涉及一种带温度检测的功率半导体器件及其制作方法。

背景技术

功率器件具有响应速度快，过大电流，导通压降低，控制简单等特点，但是由于半导体的温度特性限制，只能工作的某一特定的温度区间，超过这一温度区间后很易造成不可逆的失效。现在功率器件的温度检测往往是通过外置在功率器件附近放置热敏电阻，通过检测热敏电阻上的电流来判断热敏电阻的温度，然后再利用热敏电阻的温度近似评估功率器件的温度。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：利用热敏电阻来检测功率器件的温度是一种间接检测的方式，由于热阻及传导环境和功率器件发热功率的差异，热敏电阻与功率器件之间的温度差异并不是固定的，因此，通过附近的热敏电阻来评估功率器件的温度误差往往很大，往往不能及时有效的检测反馈，不能及时的保护功率器件。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种带温度检测的功率半导体器件及其制作方法，该功率半导体器件的温度检测单元内置在功率半导体器件的内部，热量的传递无需通过功率器件到传导介质再到温度检测元件的热传导路径，能够更准确、及时的检测功率半导体器件的温度。

为了实现本发明的目的，一方面，本发明的实施例提供了一种带温度检测的功率半导体器件，第一导电类型衬底的正面形成有相互连接的第一金属区和第二金属区，从所述第一金属区引出有第一金属电极，从所述第二金属区引出有第二金属电极，所述第一金属电极与第二金属电极之间通过绝缘层隔离，且所述第一金属区和第二金属区在相同的温度下可以产生不同的感应电势。

根据本发明的实施例，通过在第一导电类型衬底的正面形成有相互连接的第一金属区和第二金属区，且所述第一金属区和第二金属区在相同的温度下可以产生不同的感应电势，当需要进行温度检测时，只需要将从第一金属区引出的第一金属电极和从第二金属区引出的第二金属电极与外部电流检测元件连接形成回路，通过检测回路中的电流即可检测功率半导体器件的温度。根据本发明实施例中的功率半导体器件，通过将温度检测单元内置在功率半导体器件的内部，热量的传递无需通过功率器件到传导介质再到温度检测元件的热传导路径，能够更准确、及时的检测功率半导体器件的温度。

优选地，所述第一金属区和第二金属区通过高温熔融相互连接。

优选地，所述第一金属区的材质为铂铑合金、镍铬合金或铜。

优选地，所述第一金属区的材质为铂铑合金、所述第二金属区的材质为铂；或者所述第一金属区的材质为镍铬合金、所述第二金属区的材质为镍硅合金；或者所述第一金属区的材质为铜、第二金属区的材质为铜镍合金。

优选地，所述第一金属区的形状为矩形，所述第二金属区的形状为矩形，所述第一金属区的厚度为0.1um-10um，所述第二金属区的厚度为0.1um-10um。

优选地，所述第一金属区和第二金属区被所述绝缘层包绕，且所述绝缘层内第一金属区的上方设置有第一开口，所述绝缘层内第二金属区的上方设置有第二开口，所述第一开口内填充有第一金属电极，所述第二开口内填充有第二金属电极。

优选地，所述绝缘层为半导体氧化物层。

优选地，所述第一金属区和第二金属区与第一导电类型衬底之间形成有隔离层，所述隔离层为绝缘氧化物半导体层。