[发明专利]一种环形温度传感器

说明书

本发明公开了一种环形温度传感器，用于测量晶体管的温度，包括：按由内而外顺序依次设置在所述晶体管的有源区的环形P型重掺杂区、环形N型重掺杂区、环形阳极、环形N阱区以及环形P阱区；以及环形阴极，所述环形阴极设置在所述环形N型重掺杂区；其中，所述环形阴极与所述晶体管的源极短路设置。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种环形温度传感器。

背景技术

宽禁带半导体材料SiC是制备高压电力电子器件的理想材料，但是SiC功率器件相对于硅基功率器件而言鲁棒性较差，为了提高SiC功率器件的栅氧化层可靠性，我们需要密切关注器件温度的变化，从而降低栅氧化层的性能退化。

目前，用于采集SiC的温度传感器主要有两类，一类是利用PN结势垒上的压降和温度的线性关系进行测温；第二类是利用肖特基势垒上的压降和温度的线性关系进行测温，此类传感器功耗更低。

但是现报道的利用上述原理测温的温度传感器不能完全解决其与主器件之间的串扰问题，因而无法实时地监测温度。此外这类温度传感器均利用局部温度反映芯片整体温度，不能得到温度最高点的温度。

发明内容

为了解决上述问题的至少一个方面，本发明提供了一种环形温度传感器，用于测量晶体管的温度，包括：

按由内而外顺序依次设置在所述晶体管的有源区的环形P型重掺杂区、环形N型重掺杂区、环形阳极、环形N阱区以及环形P阱区；以及环形阴极，所述环形阴极设置在所述环形N型重掺杂区；

其中，所述环形阴极与所述晶体管的源极短路设置。

进一步地，所述环形阳极采用肖特基接触。

进一步地，所述环形阴极采用欧姆接触。

进一步地，所述环形N阱区通过N离子掺杂形成。

进一步地，所述N离子的掺杂浓度为5E17～1E18cm^-3。

进一步地，所述环形P阱区通过Al离子掺杂形成。

进一步地，所述Al离子的掺杂浓度为1E16～2E8cm^-3。

进一步地，所述环形P型重掺杂区的环宽为1μm～3μm。

进一步地，所述环形N型重掺杂区的环宽为1μm～3μm。

进一步地，所述传感器还包括与所述环形阳极连接的阳极焊盘，所述阳极焊盘向所述环形P型重掺杂区延伸。

与现有技术相比，本发明具有以下优点之一：

1、本发明提供的温度传感器集成在晶体管有源区的边缘，用于更准确的测温精度。

2、利用P阱区和N阱区形成双重电学隔离，可以将温度传感器与晶体管进行隔离，完全消除了两者之间的串扰。

3、通过温度传感器独立的电极，可以为其不间断地提供工作电流，能够实时监测晶体管的温度，且晶体管的漏极电压对温度传感器的工作状态不会造成任何影响。

4、用于集成温度传感器的工艺兼容度高，其所需要的P阱、N阱、N型重掺杂区和P型重掺杂区均可以在制作晶体管时同时完成掺杂，从而大幅度的减少了工艺步骤。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其他目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1为本发明实施例提供的温度传感器的俯视图；

图2为本发明实施例提供的温度传感器的剖视图；