[发明专利]具有温度传感器的芯片封装结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种具有温度传感器的芯片封装结构及其制造方法，芯片封装结构包括：芯片本体和温度传感器；芯片本体的中部设置有源区，有源区的外侧设置终端区，终端区围绕有源区设置；芯片本体包括晶体管和设置于晶体管上的钝化层，温度传感器包括传感器本体以及与传感器本体连接的传感器电极，传感器电极连接于钝化层上，传感器本体设置于终端区，且设置于钝化层上。温度传感器集成在芯片内部，可以实现对芯片温度的精准监测，此外温度传感器集成在终端区的钝化层之上，不占用有源区的面积，不影响芯片原本的电特性，且将温度传感器集成在终端区的钝化层上，不影响芯片原本的封装打线，便于标准化封装。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种具有温度传感器的芯片封装结构及其制造方法。

背景技术

功率器件在工作过程中会产生大量热量，热量积累会导致器件性能退化，如铝线融化、栅氧失效等，尤其是对于碳化硅这类功率半导体器件，由于其材料特性，碳化硅功率器件特别适合应用于高温环境，因此，其温度监测显得尤为重要。

功率器件传统温度监测的方法是在芯片的外围电路监测或传感器探测，外围电路监测的方式增加了系统的复杂程度且监测温度具有一定延迟性，传感器探测无法反应实际芯片的温度，探测得到的温度主要是封装管壳温度。

主流的集成温度传感器包括肖特基势垒温度传感器和PN结温度传感器，肖特基势垒温度传感器功耗低，PN结温度传感器线性度高，测温灵敏。但目前报道的碳化硅集成温度传感器都将温度传感器集成在有源区，虽然做到了精确测温，但严重影响芯片性能。一方面由于碳化硅芯片面积小，而温度传感器需要单独引出电极，这就需要更大的芯片面积，不利于碳化硅芯片小型化发展趋势，另一方面在碳化硅芯片有源区集成的温度传感器占用芯片有源区面积，不利于碳化硅芯片比导通电阻降低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种具有温度传感器的芯片封装结构。

一种具有温度传感器的芯片封装结构，包括：芯片本体和温度传感器；

所述芯片本体的中部设置有源区，所述有源区的外侧设置终端区，所述终端区围绕所述有源区设置；

所述芯片本体包括晶体管和设置于所述晶体管上的钝化层，所述温度传感器包括传感器本体以及与所述传感器本体连接的传感器电极，所述传感器电极连接于所述钝化层上，所述传感器本体设置于所述终端区，且设置于所述钝化层上。

在其中一个实施例中，所述传感器本体围绕所述有源区设置。

在其中一个实施例中，所述传感器本体包括多晶硅层，所述传感器电极与所述多晶硅层连接。

在其中一个实施例中，所述多晶硅层包括N型多晶硅层和P型多晶硅层，所述N型多晶硅层和所述P型多晶硅层分别设置于所述钝化层上，所述传感器电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接于所述N型多晶硅层，所述第二电极连接于所述P型多晶硅层。

在其中一个实施例中，所述传感器电极的材质为金属铝或金属钛。

一种具有温度传感器的芯片封装结构的制造方法，所述芯片设置有源区和围绕所述有源区设置的终端区，包括：

制作芯片本体；

在所述芯片本体上制作钝化层；

在所述终端区的所述钝化层上制作传感器电极；

将所述传感器本体制作在所述终端区的所述钝化层上，且使得所述传感器本体与所述传感器电极连接。

在其中一个实施例中，所述传感器本体包括多晶硅层，所述在所述钝化层上制作传感器电极的步骤包括：

在所述钝化层上制作所述多晶硅层；

在所述多晶硅层上制作所述传感器电极。