[发明专利]具有第一温度测量元件的半导体构件以及用于确定流过半导体构件的电流的方法

说明书

描述一种半导体构件(10)，其具有衬底和至少两个温度测量元件(20，22)。所述两个温度测量元件(20，22)在所述半导体构件(10)的裸晶片(11)上布置在所述半导体构件(10)内的不同位置上。尤其是，温度测量元件(20)能够布置在所述半导体构件(10)的有源区域(14)中，并且温度测量元件(22)能够布置在所述半导体构件(10)的无源区域(16)中。所述温度测量元件(20，22)测量两个不同的温度T_J、T_sense，借助所述两个不同的温度然后能够计算流过所述半导体构件(10)的电流IDS。所述半导体构件能够是功率MOSFET(18)。此外，描述一种用于确定流过半导体构件(10)的电流IDS的方法，其中，使用在所述半导体构件(10)的不同位置上测量的两个温度。所描述的半导体构件(10)以及所描述的方法例如适合于应用在用于车辆的控制装置中。

技术领域

本发明涉及一种半导体构件、优选地一种功率MOSFET元件，以及一种用于制造半导体构件的方法和一种用于车辆的控制装置。

背景技术

对现代的半导体开关——如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)和IGBT (绝缘栅双极型晶体管，英语：insulated-gate bipolar Transistor)的要求除了包括非常小的导通损耗和开关损耗以及高的阻挡能力之外，包括越来越多的单片集成的功能，所述单片集成的功能使得能够可靠地探测到过负荷——如ESD-脉冲(静电放电，英语：Electrostatic Discharge)、过热温度、击穿或者过电流。在例如用于发动机控制的功率电子系统中，用于调节系统的相电流有决定性的意义。在开关过程期间过高的电流可能导致元件击穿和必要时导致其损坏。因此，在许多情况中，例如通过分流或者磁性传感器测量电流。这是费事的并且昂贵的。如果借助分流测量相电流，则为此需要在DBC(直接键合铜)上或者在冲压栅格(Stanzgitter)上的附加的面。此外，借助分流或者磁性传感器，需要另外的部件，这同样导致成本。

替代地，存在以下可能性：在设备中在内部通过隔开的单元区域进行相电流的测量。但在这里，至少一个外部的电阻以及外部的、通常模拟的分析处理电路也是必需的。

DE 10 2011 001 185 A1描述了一种用于借助漏极-源极电压的测量来进行电流感测的方法。在此，求取阻挡层的温度并且由所述温度计算与温度相关的电阻R_DSon，由该电阻又可以计算当前的电流。

US 2007/00061099 A1也描述了一种借助漏极-源极电压和温度确定相电流的方法。布置在FET(场效应晶体管)附近的热敏电阻提供温度，处理器由所述温度与漏极-源极电压一起估计相电流。这通过在假定在热敏电阻和FET的阻挡层之间的温度差在瞬态振荡的状态中是恒定的情况下进行。

US 2011/0210711 A1描述了一种可能性：由处理器对在半导体构件内的过程建模，以便能够进行构件的状态的评估和随后必要时进行部件的控制。为此，考虑例如由热敏电阻提供的温度、漏极-源极电压和栅极-源极电压作为输入参数。

发明内容

根据本发明，提供一种半导体构件，其具有衬底和第一温度测量元件，其中，所述第一温度测量元件布置在所述半导体构件的大的损耗功率的位置附近，其中，第二温度测量元件在空间上与所述第一温度测量元件间隔开地布置在所述衬底上。半导体构件可以是例如MOSFET、IGBT或者其他的功率半导体。衬底可以是半导体衬底(例如硅)、其他的半导体衬底或者绝缘体上硅结构(Silicon-on-Insulator，SOI)。