[发明专利]隔离式温度传感器装置

说明书

本申请案的实施例涉及隔离式温度传感器装置。在所描述实例中，一种设备包含：封装衬底(图6D，603)，其包含经配置用于安装半导体裸片的裸片垫(609)、连接到所述裸片垫(609)的第一引线(611)以及第二引线及第三引线(605)；及半导体裸片(310)，其包含安装在所述裸片垫上的温度传感器(401)。所述半导体裸片(310)包含：第一金属化层，其是最接近所述半导体裸片的有源表面的金属化层，且连续金属化层(411)上覆于前一金属化层，所述金属化层包含用于特定金属化层的电介质材料中的相应导体层及导电通路；及所述温度传感器(401)，其由最上金属化层中的导体层形成且耦合到所述第二引线及所述第三引线。

技术领域

本技术领域大体上涉及封装半导体温度传感器装置，且更特定来说涉及对包含电隔离的半导体温度传感器的封装。

背景技术

对于半导体温度传感器，半导体装置包含具有随温度变动的参数的组件。所述参数应以一种方式变动使得所述参数可用以产生随温度可预测地变动的信号。所述装置是温度传感器。半导体温度传感器可使用阻抗、电容、电感或晶体管电压阈值作为温度传感器装置，且可实施与所述装置组合的电路系统以输出取决于温度传感器装置且随温度变动的信号、电流或电压。在实例中，使用具有随温度变动的介电常数的电容。在另一实例中，可使用阻抗或阻抗对。在实例中，一对阻抗结合与绝对温度成正比(“PTAT”)电路中的电流源使用。可使用增量VBE(基极-发射极电压)温度感测，从而使用具有随温度变化的基极到发射极电压特性的双极晶体管以感测温度。

当感测高压应用的温度时，半导体温度传感器必定暴露于高压。集成电路装置用于将越来越高的电压，例如数百或数千伏递送到负载。峰值或浪涌电压可为几千伏。其中需要温度传感器的系统区域，例如总线或大导体，也可在其上具有非常高的电压。半导体温度传感器可能无法承受与高压相关联的电场。当电压超过半导体装置的电介质击穿电压时，半导体温度传感器的故障可能因电介质击穿而发生。即使当所述温度传感器热耦合到导体、总线或其它所关注表面时，温度传感器装置也需要电隔离。光学传感器有时用以感测温度且实现所需电隔离，然而并非所有应用均提供适合光学感测的信号。需要半导体温度传感器的改进。

发明内容

在所描述实例中，一种设备包含：封装衬底，其包含经配置用于安装半导体裸片的裸片垫、连接到所述裸片垫的第一引线以及与所述第一引线及所述裸片垫隔开并隔离的第二引线及第三引线；及半导体裸片，其包含安装在所述裸片垫上的温度传感器。所述半导体裸片包含：半导体衬底，其具有导电地安装到所述裸片垫的背侧表面且具有与所述背侧表面相对的有源表面；连续金属化层，其堆叠在所述半导体裸片的所述有源表面上方，第一金属化层是最接近所述有源表面的金属化层，且所述连续金属化层上覆于前一金属化层，最上金属化层距所述有源表面最远，所述连续金属化层包括用于特定金属化层的电介质材料中的相应导体层，且包含从所述相应导体层延伸穿过所述电介质材料到邻近金属化层的导电通路。所述温度传感器由所述最上金属化层中的所述相应导体层形成；且由所述最上金属化层中的所述相应导体层形成的高压环与所述温度传感器隔开且环绕所述温度传感器。接合垫由所述最上金属化层中的所述导体层形成，经配置用于进行电连接；且电连接将所述接合垫耦合到所述第二引线及所述第三引线。

附图说明

图1是小外形集成电路(SOIC)半导体装置封装的投影视图。

图2是四方扁平无引线(QFN)半导体装置封装的投影视图。

图3A是包含半导体裸片的半导体晶片的投影视图，图3B是半导体裸片的投影视图。

图4A以平面视图说明包含温度传感器的布置的半导体裸片；图4B以横截面视图说明图4A的温度传感器的一些特征；图4C以横截面视图说明图4A到4B的半导体裸片的一部分，展示所述布置的温度传感器的额外细节。

图5以平面视图说明图4A到4C的温度传感器的电场模拟结果。

图6A到6D以横截面视图说明形成在布置中具有温度传感器的封装式半导体裸片时的选定步骤。