[发明专利]功率半导体模块、掩模、测量方法、计算机软件和记录介质

权利要求书

1.一种功率半导体模块，该功率半导体模块包括：

-至少一个绝缘栅双极晶体管IGBT，其具有形成第一电极的栅极G和形成第二电极的发射极E，或者

-至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，其具有形成第一电极的栅极G和形成第二电极的源极S；

包括制成单件的多晶硅材料的所述第一电极的特征在于：

所述单件部分地由监测部分制成，

所述监测部分与所述第二电极电接触，使得在所述功率半导体模块的操作状态下泄漏电流在所述第一电极和所述第二电极之间流动；

所述监测部分具有一起选择的位置、形式、尺寸和材料组成，使得所述监测部分在所述功率半导体模块的所述操作状态期间根据其温度具有可变电阻。

2.根据前述权利要求所述的功率半导体模块，其中，所述监测部分具有一起选择的材料组成和有效横截面，使得：

-对于所述功率半导体模块的预期操作温度范围，所述监测部分的电阻值具有介于10kΩ和1MΩ之间的值；和/或

-在所述功率半导体模块的所述预期操作温度范围内，所述监测部分的电阻值具有至少2％的变化。

3.根据前述权利要求中的一项所述的功率半导体模块，其中，所述监测部分包括下列中的至少一个：

-通道，该通道被布置为穿过所述第一电极的沟槽的壁内衬的氧化物层；

-多晶硅层，该多晶硅层连续地至少覆盖所述第一电极的沟槽和所述第二电极的虚设沟槽；

-延伸部，该延伸部设置在所述第一电极的多晶硅材料元件与所述第二电极的多晶硅材料元件之间以确保所述两个电极之间的电链接。

4.根据前述权利要求中的一项所述的功率半导体模块，该功率半导体模块还包括电连接在所述第一电极与所述第二电极之间的测量电路。

5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其中，所述测量电路包括：

-至少一个模数转换器；

-具有电阻值Rm的电阻，Rm等于α×R，其中R是所述监测部分的电阻，并且α是介于0.1和10之间的因子；以及

-布置为将所述电阻与包括所述第一电极、所述第二电极和栅极驱动器的电压源的封闭电气网络连接和断开的一组开关。

6.一种在制造根据前述权利要求中的一项所述的功率半导体模块期间用于多晶硅沉积操作的掩模，所述掩模被配置为使得形成所述第一电极和所述监测部分的所述多晶硅材料在单个沉积操作期间按单件沉积。

7.一种用于估计根据权利要求1至5中的任一项所述的功率半导体模块的温度的测量方法；

所述测量方法包括以下步骤：

a)当没有从所述绝缘栅双极晶体管IGBT的所述发射极E或者从所述金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET的所述源极S提供电流时，触发测量；

b)生成所述功率半导体模块的所述第一电极的诊断模式，在此期间电阻位于包括所述第一电极、所述第二电极和栅极驱动器的电压源的封闭电气网络中；

c)至少监测所述回路上的电压或电流；

d)根据校准数据将所监测到的值转换为温度。

8.一种用于估计根据权利要求1至5中的任一项所述的功率半导体模块的连接的健康状态的测量方法，

所述测量方法包括以下步骤：

1)当高电流穿过所述绝缘栅双极晶体管IGBT的所述发射极E或者所述金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET的所述源极S的连接时，触发测量；

2)生成所述功率半导体模块的所述第一电极的诊断模式，在此期间所述第一电极电断开；

3)至少监测电压；

4)根据校准数据将所监测到的值转换为损坏指数。

9.一种包括指令的计算机软件，当所述计算机软件由处理器执行时实现根据权利要求7或权利要求8所述的方法的至少一部分。

10.一种注册有软件的计算机可读非瞬态记录介质，当所述软件由处理器执行时实现根据权利要求7或权利要求8所述的方法。