[发明专利]包括温度传感器的半导体装置及其制造方法和电路

说明书

半导体装置(1)包括有第一主表面(110)的半导体衬底(100)中的晶体管(10)，其包括源极区(201)、电连至源极区(201)且有第一和第二源极接触部分(202、130)的源极接触件和与本体区(220)相邻的第一主表面中的栅极沟槽(212)中的栅极(210)。栅极(210)配置成控制本体区(220)的沟道导电性。本体区(220)和漂移区(260)沿平行于第一主表面的第一方向布置在源极区(201)与漏极区(205)之间。第二源极接触部分(130)布置在衬底(100)的第二主表面(120)处。第一源极接触部分(202)包括与源极区(201)直接接触的源极导电材料(115)和衬底(100)在该材料(115)与第二源极接触部分(130)之间的部分。装置(1)包括衬底(100)中的温度传感器(30)。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，具体地涉及包括温度传感器的半导体装置、制造该半导体装置的方法，以及包括该半导体装置的电路。

背景技术

通常用于机动车辆和工业电子中的功率晶体管应该具有低导通状态电阻(R_on·A)，同时确保高电压阻断能力。例如，MOS(“金属氧化物半导体”功率晶体管应当能够根据应用要求来阻挡几十到几百或几千伏的漏极到源极电压V_ds。MOS功率晶体管通常传导非常大的电流，其在约2至20V的典型栅极-源极电压处可以达到几百安培。

具有进一步改善的R_on·A特性的晶体管的概念是指横向功率沟槽MOSFET(“场效应晶体管”)。横向功率沟槽MOSFET利用更多的体硅来减小R_on，使得R_on与垂直沟槽MOSFET的R_on相当。

监视功率晶体管的晶体管单元阵列内部的温度变得越来越重要。例如，可以确定功率晶体管内部的温度是否超过特定阈值，使得当阈值温度被超过时晶体管可以关断。此外，可能期望测量晶体管单元阵列内的温度。因此，正在尝试将温度传感器集成到功率晶体管中。

本发明的目的是提供一种包括温度传感器的改进的半导体装置。

根据本发明，上述目的通过根据独立权利要求的要求保护的主题来实现。在从属权利要求中限定了进一步的开发。

发明内容

根据一个实施方式，一种半导体装置包括在具有第一主表面的半导体衬底中的晶体管。晶体管包括源极区以及电连接到源极区的源极接触件，源极接触件包括第一源极接触部分和第二源极接触部分。晶体管还包括在与本体区相邻的第一主表面中的栅极沟槽中的栅极。栅极被配置成控制本体区中的沟道的导电性。本体区和漂移区沿着平行于第一主表面的第一方向被布置在源极区与漏极区之间。第二源极接触部分被布置在半导体衬底的第二主表面处。第一源极接触部分包括与源极区直接接触的源极导电材料。第一源极接触部分还包括半导体衬底的在源极导电材料与第二源极接触部分之间的一部分。半导体装置还包括半导体衬底中的温度传感器。

根据另一实施方式，半导体装置包括半导体本体中的温度传感器，半导体本体包括具有第一导电类型的第一区域和具有第二导电类型的第一部分，第一区域被布置在第一部分之上。温度传感器包括与第一区域接触的第一接触件和与第一部分接触的第二接触件。第二接触件被布置在半导体本体的第一主表面中的第二传感器接触槽中并且延伸到第一部分。

根据一个实施方式，一种用于制造包括半导体本体中的温度传感器的半导体装置的方法，半导体本体包括具有第一导电类型的第一区域和具有第二导电类型的第一部分，第一区域布设置在第一部分之上，该方法包括形成与第一区域接触的第一接触件并且形成与第一部分接触的第二接触件。第二接触件被布置在第一主表面中的第二传感器接触槽中并且延伸到第一部分。

本领域技术人员通过阅读下面的详细描述和查看附图将认识到附加的特征和优点。

附图说明