[发明专利]半导体器件和绝缘栅双极晶体管

说明书

本发明涉及半导体器件和绝缘栅双极晶体管。半导体器件（500）的晶体管单元区域（610）包括电连接到第一负载电极（310）的晶体管单元（TC）。闲置区域（630）包括电连接到所述晶体管单元（TC）的栅极电极（150）的栅极布线结构（330）。夹在所述晶体管单元区域（610）和所述闲置区域（630）之间的过渡区域（620）包括电连接到感测电极（340）的至少一个传感器单元（SC）。所述传感器单元（SC）在所述晶体管单元（TC）的接通状态期间传递单极电流。

技术领域

本发明涉及半导体器件和绝缘栅双极晶体管。

背景技术

用于功率应用的半导体开关器件包括具有并联电布置的多个晶体管单元的晶体管单元阵列。晶体管单元控制功率应用的负载路径中的负载电流。集成在单元阵列中的感测晶体管单元感测通过感测路径的电流。可以共同地控制晶体管和感测单元。基于感测和负载路径中的电压差，过流检测电路可以估计流过晶体管单元的电流并且可以在所估计的负载电流超过预定义阈值时关闭半导体开关器件。

以器件性能的低损耗和低复杂度来精确地检测负载电流是所期望的。

发明内容

目的利用独立权利要求的主题来实现。从属权利要求与进一步实施例相关。

根据实施例，一种半导体器件包括具有晶体管单元的晶体管单元区域，其中，所述晶体管单元电连接到第一负载电极。闲置区域包括电连接到所述晶体管单元的栅极电极的栅极布线结构。夹在所述晶体管单元区域和所述闲置区域之间的过渡区域包括电连接到感测电极的传感器单元。所述传感器单元在所述晶体管单元的接通状态期间传递单极电流。

根据实施例，一种绝缘栅双极晶体管包括具有晶体管单元的晶体管单元区域，其中，所述晶体管单元电连接到第一负载电极。闲置区域包括电连接到所述晶体管单元的栅极电极的栅极布线结构。夹在所述晶体管单元区域和所述闲置区域之间的过渡区域包括电连接到感测电极的传感器单元。所述传感器单元在所述晶体管单元的接通状态期间传递单极电流。

本领域技术人员在阅读下文详细描述后并且在查看附图时将意识到额外的特征和优点。

附图说明

附图被包含以提供对本发明的进一步理解并且被并入到本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了本发明的实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到本发明的其他实施例和预期的优点，因为它们通过参考下面详细描述变得更好理解。

图1A是根据实施例的涉及感测单元的半导体器件的部分的示意性垂直横截面视图，其中，横截面贯穿感测单元。

图1B是与图1A的横截面平行的图1A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图，其中，横截面贯穿清除（purge）单元。

图1C是图1A、1C的半导体器件部分的示意性平面视图。

图1D是图1A、1C和1D的半导体器件的功率部分的示意性电路图。

图2A是示出了通过感测单元的单极电流和通过晶体管单元的双极负载电流之间的关联用于图示实施例的效应的示意图。

图2B是根据实施例的涉及将感测单元与负载电极连接的结合线的半导体器件的示意性平面视图。

图3A是根据实施例的涉及具有条状单元台面的晶体管单元的半导体器件的部分的示意性垂直横截面视图。

图3B是图3A的半导体器件部分的示意性平面视图。

图4A是根据实施例的涉及具有点状有源单元台面的晶体管单元的半导体器件的部分的示意性垂直横截面视图。

图4B是图4A的半导体器件部分的示意性平面视图。

图5是根据进一步实施例的具有感测单元的半导体器件的示意性布局。