[发明专利]感测功率半导体器件

权利要求书

1.一种感测功率半导体器件，其特征在于，包括：

主晶体管（1），其具有第一电流路径（11），电流从漏极焊盘（5）流经主晶体管（1）的第一漏极金属（15）、第一源极金属（16），最后进入第一源极焊盘（8）；

副晶体管（2），其具有第二电流路径（12），用于监测第一电流路径（11）中的电流，电流从漏极焊盘（5）流经副晶体管（2）的第二漏极金属（17）、第二源极金属（18），最后进入第一源极焊盘（8）；

感测晶体管（3），其具有第三电流路径（13），用于监测第二电流路径（12）中的电流，电流从漏极焊盘（5）流经感测晶体管（3）的第三漏极金属（19）、第三源极金属（20），最后进入第二源极焊盘（9）；

测温二极管（4），其具有第四电流路径（14），用于监测功率半导体的芯片温度，电流从正极焊盘（10）流经测温二极管（4）的正极金属（22）、负极金属（21），最后进入漏极焊盘（5）；

主晶体管（1）的第一漏极金属（15）、副晶体管（2）的第二漏极金属（17）、感测晶体管（3）的第三漏极金属（19）、测温二极管（4）的负极金属（21）和漏极焊盘（5）彼此电耦合；主晶体管（1）的第一源极金属（16）、副晶体管（2）的第二源极金属（18）和第一源极焊盘（8）彼此电耦合；感测晶体管（3）的第三源极金属（20）通过第一金属连接线（25）和第二源极焊盘（9）彼此电耦合；测温二极管（4）的正极金属（22）通过第二金属连接线（24）和正极焊盘（10）彼此电耦合；主晶体管（1）的第一栅极金属（23）和第一栅极焊盘（6）彼此电耦合；副晶体管（2）的第二栅极金属（27）、感测晶体管（3）的第三栅极金属（26）和第二栅极焊盘（7）彼此电耦合；

主晶体管（1）与副晶体管（2）的源极区面积之比为n：1，所述n的范围为1＜n≤1000；副晶体管（2）与感测晶体管（3）的源极区面积之比为m：1，所述m的范围为1＜m≤1000；

所述感测晶体管（3）与测温二极管（4）位于所述功率半导体器件的中心位置；

所述主晶体管（1）与副晶体管（2）设置在不同的区域中；

所述主晶体管（1）的第一源极金属（16）与副晶体管（2）的第二源极金属（18）分别设置在不同的源极区域中，感测晶体管（3）的第三源极金属（20）与测温二极管（4）的正极金属（22）位于所述功率半导体器件的中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种感测功率半导体器件，其特征在于，所述主晶体管（1）、副晶体管（2）与感测晶体管（3）有相同的功率半导体结构。

3.根据权利要求2所述的一种感测功率半导体器件，其特征在于，

主晶体管（1）包括：

在所述漏极焊盘（5）的上方设有第一导电类型衬底（28），在所述第一导电类型衬底（28）的上方设有第一导电类型外延层（29），在所述第一导电类型外延层的表面设有第二导电类型体区（35），在所述第二导电类型体区（35）的表面设有第一导电类型源区（37），在所述第二导电类型体区（35）内设有第二导电类型源区（36），在所述第一导电类型源区（37）的表面设有沟槽（30），所述沟槽（30）穿透第一导电类型源区（37）与第二导电类型体区（35），然后进入第一导电类型外延层（29）内，所述沟槽（30）呈条状互相平行且等间距分布，所述沟槽（30）的侧壁与底部设有场氧层（31），所述场氧层（31）包裹着屏蔽栅多晶硅（32），在所述屏蔽栅多晶硅（32）顶部的两侧设有栅极多晶硅（33），所述栅极多晶硅（33）通过栅氧层（34）与第一导电类型源区（37）、第二导电类型体区（35）、第一导电类型外延层（29）互相绝缘，在所述沟槽（30）与第一导电类型源区（37）的上方设有绝缘介质层（38），在所述绝缘介质层（38）的上方设有第一源极金属（16），所述第一源极金属（16）穿透绝缘介质层（38）与第一导电类型源区（37）、第二导电类型源区（36）欧姆接触。

4.根据权利要求3所述的一种感测功率半导体器件，其特征在于，

对于N型功率半导体器件，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；对于P型功率半导体器件，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。

5.根据权利要求3所述的一种感测功率半导体器件，其特征在于，

所述主晶体管（1）的第一栅极金属（23）环绕在所述功率半导体器件的外围；第一栅极金属（23）通过通孔连接栅极多晶硅（33）。