專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
半導(dǎo)體器件
背景技術(shù)：
1. 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種裝備有主要半導(dǎo)體元件和，檢測(cè)元件的半導(dǎo)，件。
2. 相關(guān)技術(shù)描述
人們希望用于功率開關(guān)的半導(dǎo)體器件具有過(guò)熱保護(hù)功能以防止半導(dǎo)體器件由于過(guò)載電流弓l起的熱擊穿。使用二極管根據(jù)溫度發(fā)生正向和反向特性變化的功能一般被稱為過(guò)熱保護(hù)功能。例如，二極管的正向電壓基本上根據(jù)溫度線性改變。因此，當(dāng)半導(dǎo)體器件和二極管被分別用作主要元件(以下稱作主要半導(dǎo)體元件)和溫度檢測(cè)元件時(shí)，主要半導(dǎo)體元件的驢可以通過(guò)監(jiān)領(lǐng)u其中流迚恒
定電流的二極管的正向電壓而被檢測(cè)(例如參見專利文獻(xiàn)l、 2和3)。通過(guò)響應(yīng)于檢測(cè)到主要半導(dǎo)體元件的高溫狀態(tài)而降低主要半導(dǎo)體元件的柵電壓以限制主要半導(dǎo)體元件中的電流，主要半導(dǎo)體元件可以被保護(hù)，不至于由于過(guò)熱而擊穿。
圖11的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)鵬件的結(jié)構(gòu)。如圖11所示，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)觸件具有N—漂移層3、主要半導(dǎo)體元件1的表面結(jié)構(gòu)、和，檢測(cè)二極管2。主要半導(dǎo)體元件1的表面結(jié)構(gòu)和溫度檢測(cè)二極管2位于N—漂移層3的第一主表面中。主要半導(dǎo)體元件1的表面結(jié)構(gòu)具有P基區(qū)4a、 N+發(fā)射(源)區(qū)5、柵絕緣膜6、柵電極7、和發(fā)射(源)電極8。溫度檢測(cè)元件2具有P型陽(yáng)極區(qū)(P基區(qū)4b和P+區(qū)9)、 N+陰極區(qū)10、陽(yáng)極電極(未示出)、和陰極電極(未示出)。
另一方面，具有主要半導(dǎo)體元件l、形自主要半導(dǎo)體元件1的組成半導(dǎo)體部件的第一主表面上的絕緣膜11、和形成在絕緣膜11上的M^檢測(cè)二極管2的半導(dǎo) 件通常被作為圖12所示半導(dǎo)，件的代表(例如參見專利文獻(xiàn)4)。另外，在功率模塊中用于檢測(cè)開關(guān)電路和整流電路發(fā)出的熱的熱敏電阻被放置在開關(guān)電路和整流電路附近，這是所公知的(例如參見專利文獻(xiàn)5)。在本說(shuō)明書
及附圖中，帶有N或P前綴的層或區(qū)分別表示其中電子或空穴是多M;流子。
此外，帶有附加到N或P的"+"或"—"上標(biāo)的層或區(qū)分別表示層或區(qū)的雜質(zhì)濃度的比不帶任何附加到N或P的"+"或"一"上標(biāo)的層或區(qū)更高或更低。
『專利文獻(xiàn)1』JP-A-1-157573 (US 4903106A)『專利文獻(xiàn)2』JP-A-2006-302977 (US 2006255361 Al)『專利文獻(xiàn)3』日本專利No.3538505『專利文獻(xiàn)4』JP-A-6-117942『專利文獻(xiàn)5』JP-A-2005-286270
在圖11所示的半導(dǎo) 件中，然而由溫度檢測(cè)二極管的陽(yáng)極區(qū)和N—漂移層形成寄生二極管。當(dāng)溝道形成在主要半導(dǎo)體元件中時(shí)，溝道中的電流也流過(guò)寄生二極管。為此，這里出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即鵬檢湖i仁極管的正向電壓隨著主要半導(dǎo)體元件是處于開啟狀態(tài)還是關(guān)閉狀態(tài)而改變。
另外，當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)時(shí)，寄生晶閘管(thyristor)由第二主表面中的P集電層、N—漂移層和 鵬檢測(cè)二極管的P型陽(yáng)極區(qū)和N+陰極區(qū)形成。當(dāng)該IGBT被關(guān)閉時(shí)，會(huì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)寄生晶閘管的故障將弓l起閂鎖擊穿，因?yàn)樽鳛槎鄶?shù)載流子的空穴被從N—漂移層注入陽(yáng)極區(qū)。
主要半導(dǎo)體元件和^S檢測(cè)二極管被電絕緣禾,離的結(jié)構(gòu)在前面提及的專利文獻(xiàn)3中被揭露。在該結(jié)構(gòu)中，然而由主要半導(dǎo)體元件和t鵬檢測(cè)二極管形成寄生晶閘管。為此，這里出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)開關(guān)時(shí)電壓改變(dV/dt)大時(shí)和當(dāng)電流值大時(shí)寄生晶閘管會(huì)弓胞閂鎖擊穿。
另一方面，在圖12所示的半導(dǎo)條件中，因?yàn)闇囟葯z測(cè)二極管由多晶硅(多結(jié)晶硅)形成，M檢測(cè)二極管的正向電壓會(huì)改變。另外，由于漏電流是非常地大，開啟電壓的溫度相關(guān)性偏離了理論曲線。由于這些原因，這里會(huì)出現(xiàn)主要半導(dǎo)體元件的驢檢須啲精度低的問(wèn)題。另外，由于形成在絕緣膜上的溫度檢測(cè)二極管的尺寸小，這里會(huì)出現(xiàn)溫度檢測(cè)二極管的靜電容限低的問(wèn)題以及主要半導(dǎo)體元件對(duì)皿變化的響自度慢的問(wèn)題。另外，這里會(huì)出現(xiàn)制造步驟的數(shù)量顯著上升的問(wèn)題。特別地，當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是溝槽柵型元件時(shí)，不可能用摻雜多晶硅形成^^檢測(cè)二極管，盡管摻雜多晶硅一般用于柵電極。也就是說(shuō)，這里會(huì)出現(xiàn)制造步驟的數(shù)量進(jìn)一步上升的問(wèn)題，因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)與柵電極分開地層疊多晶硅去形 ^檢測(cè)二極管。
人們遂一，望用于功率開關(guān)的半導(dǎo)體器件具有過(guò)熱保護(hù)功能以防止半導(dǎo)mi件由于過(guò)載電流弓胞的熱擊穿。使用二極管根據(jù)溫度發(fā)生正向和反向特性變化的功能一般被稱為過(guò)熱保護(hù)功能。例如，二極管的飽和電壓基本上根據(jù)溫度線性改變。因此，當(dāng)半導(dǎo)體器件和二極管被分別用作主要元件(以下稱作主要半導(dǎo)體元件)和溫度檢測(cè)元件時(shí)，主要半導(dǎo)體元件的溫度可以通過(guò)監(jiān)測(cè)二極
管的飽和電壓而被檢測(cè)(例如參見專利文獻(xiàn)l、 2、 3和4)。通過(guò)響應(yīng)于檢測(cè)到
主要半導(dǎo)體元件的高溫狀態(tài)而降低主要半導(dǎo)體元件的柵電壓來(lái)限制主要半導(dǎo)體元件中的電流，主要半導(dǎo)體元件可以被保護(hù)，不至于由于過(guò)熱而擊穿。
圖21的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖21所示，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)皿件具有N—漂移層3'、主要半導(dǎo)體元件l'的表面結(jié)構(gòu)、和溫度檢測(cè)二極管2'。主要半導(dǎo)體元件r的表面結(jié)構(gòu)和溫度檢測(cè)二極管2'位于Nl票移層3怖第一主表面上。主要半導(dǎo)體元件l怖表面結(jié)構(gòu)具有P基區(qū)4a'、 N+對(duì)寸(源)區(qū)5'、柵絕緣膜6'、柵電極7'、和發(fā)射(源)電極8'。溫度檢測(cè)元件2'具有P型陽(yáng)極區(qū)(P基區(qū)4b鄰P+區(qū)9')、 N+陰極區(qū)10'、陽(yáng)極電極(未示出)、和陰極電極(未示出)。
另一方面，具有主要半導(dǎo)體元件r、形成在主要半導(dǎo)體元件r的組成半導(dǎo)體部件的第一主表面上的絕緣膜ir、和形成在絕緣膜n'上的Mit檢測(cè)二極管
2怖半導(dǎo)mi件通常被作為圖22所示半導(dǎo)體器件的代表(例如參見專利文獻(xiàn)5 )。在本說(shuō)明書及附圖中，帶有N或P前綴的層或區(qū)分別表示其中電子或空穴是多纖流子。此外，帶有附力倒N或P的"+"或"—"上標(biāo)的層或區(qū)分別表示層或區(qū)的雜質(zhì)濃度的比不帶任何附加到N或P盼'+"或'一"上標(biāo)的層或區(qū)更高或更低。
『專利文獻(xiàn)1』JP-A-1-157573 (US 4903106A)
『專利文獻(xiàn)2』JP-A-2006-324412
『專利文獻(xiàn)3』日本專利No. 3538505
『專利文獻(xiàn)4』JP-A-2006-302977 (US 2006255361 Al)
『專利文獻(xiàn)5』JP-A-6-l 17942
在圖21所示的半導(dǎo)體器件中，然而由St檢測(cè)二極管的陽(yáng)極區(qū)和N—漂移層形成寄生二極管。當(dāng)溝道形成在主要半導(dǎo)體元件中，溝道中的電流也流過(guò)寄生二極管。為此，這里出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即纟鵬檢測(cè)二極管的飽和電壓隨著主要半導(dǎo)體元件是處于開啟狀態(tài)還是關(guān)閉狀態(tài)而改變。另外，當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是IGBT時(shí)，寄生晶閘管由第二主表面中的P集電層、N—漂移層和鵬檢測(cè)二極管的P型陽(yáng)極區(qū)和N+陰極區(qū)形成。當(dāng)IGBT被關(guān)閉時(shí)，會(huì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)寄生晶閘管的故障將弓胞閂鎖擊穿，因?yàn)樽鳛槎嗬w流子的空穴l彭人N—漂移層注入陽(yáng)極區(qū)。
另一方面，在圖22所示的半導(dǎo)f機(jī)件中，因?yàn)镸jt檢觀仁極管由多晶硅(多結(jié)晶硅)形成，所以溫度檢測(cè)二極管的飽和電壓會(huì)改變。另外，由于漏電流是非常地大，開啟電壓的溫度相關(guān)性偏離了理論曲線。由于這些原因，這里會(huì)出現(xiàn)主要半導(dǎo)體元件的溫度檢測(cè)的精度低的問(wèn)題。另外，由于形成在絕緣膜上的溫度檢測(cè)二極管的尺寸小，這里會(huì)出現(xiàn)^^檢測(cè)二極管的靜電容限低的問(wèn)題以及主要半導(dǎo)體元件對(duì)溫度變化的響應(yīng)速度慢的問(wèn)題。另外，這里會(huì)出現(xiàn)偉U造步驟的數(shù)量顯著上升的問(wèn)題。特別地，當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是溝槽柵型元件時(shí)，不可能用摻雜多晶硅形^Mit檢測(cè)二極管，盡管摻雜多晶硅一般用于柵電極。也就是說(shuō)，這里會(huì)出現(xiàn)制造步驟的數(shù)量進(jìn)一步上升的問(wèn)題，因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)與柵電極分開地層疊多晶硅去形成^^檢測(cè)二極管。
發(fā)明概要
為了解決相關(guān)技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種裝備有具有與主要半導(dǎo)體元件的狀態(tài)無(wú)關(guān)的恒定M^特性的^^檢測(cè)元件的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是劍共一種高閂鎖容限的半導(dǎo) 件。本發(fā)明的一^4一步的目的是提供一種高溫度檢測(cè)精度的半導(dǎo)體器件。為了解決上述問(wèn)題和達(dá)到這些目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件裝備有主要半導(dǎo)體元件和用于檢測(cè)主要半導(dǎo)體元件纟鵬的 鵬檢測(cè)元件。主要半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)位于具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層的主表面中。具有第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)與主要半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)隔開并且選擇性地位于第一半導(dǎo)體層的主表面中。具有第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)位于第二半導(dǎo)體區(qū)。具有第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)位于第三半導(dǎo)體區(qū)中。具有第一導(dǎo)電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)位于第四半導(dǎo)體區(qū)中。第三半導(dǎo)體區(qū)和第四半導(dǎo)體區(qū)被電連接。溫度檢測(cè)元件形成為二極管，該二極管將第四半導(dǎo)體區(qū)用作陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)，并將第五半導(dǎo)體區(qū)用作陽(yáng)極和陰極中的另一個(gè)。
第二半導(dǎo)體區(qū)可以與主要半導(dǎo)體元件的電極電絕緣或者連接到主要半導(dǎo)體元件的接地電極。第二半導(dǎo)體區(qū)可以被溝槽圍繞。
根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)溝道形成在主要半導(dǎo)體元件中時(shí)，溝道中的電流也不受溫度檢測(cè)元件的纟，特性影響，因?yàn)闇囟葯z測(cè)元件通過(guò)結(jié)與主要半導(dǎo)體元件隔離。此外，第二半導(dǎo)體區(qū)能夠抑制寄生晶閘管的激活。第三半導(dǎo)體區(qū)和第四半導(dǎo)體區(qū)的電連接能夠抑制寄生晶閘管的激活。形成在與深度方向交叉的方向
(作為橫向)上的npn晶體管的激活能夠被溝槽阻止，使得寄生晶閘管的激活能夠被阻止。通過(guò)在第一半導(dǎo)體層中形成主要半導(dǎo)體元件和溫度元件，主要半導(dǎo)體元件的離能夠被精確檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有一個(gè)效果可以提供一種裝備有具有與主要
半導(dǎo)體元件的狀態(tài)無(wú)關(guān)的恒定溫度特性的，檢測(cè)元件的半導(dǎo)體器件。另一個(gè)
效果是可以提供一種高閂鎖容限的半導(dǎo)體器件。又一個(gè)效果是提供一種高》M檢測(cè)精度的半導(dǎo)，件。


圖1的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)傳器件的結(jié)構(gòu)；
圖2的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)併器件平面布圖的一個(gè)示
圖3的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)飾器件平面布圖的另一個(gè)示例；
圖4的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo) 件的結(jié)構(gòu)；圖5的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)皿件的結(jié)構(gòu)；圖6的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件平面布圖的一個(gè)示
圖7的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)條件的結(jié)構(gòu)；圖8的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo),件的結(jié)構(gòu)；圖9的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；圖10的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件平面布圖的一個(gè)示
例；
圖11的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)皿件結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例；以及圖12的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo) 件結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例；圖13的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；圖14的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的半導(dǎo) 件的結(jié)構(gòu)；圖15的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的半導(dǎo)皿件的結(jié)構(gòu)；圖16的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的半導(dǎo)皿件的結(jié)構(gòu)；圖17的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo) 件的結(jié)構(gòu)；圖18的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)體器件平面布圖的一個(gè)示例；
圖19的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)傳器件平面布圖的另一個(gè)示例；
圖20的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例12的半導(dǎo)傳器件的結(jié)構(gòu)；
圖21的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo) 件結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例；以及
圖22的截面圖顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo) 件結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例；
雌實(shí)施例的詳細(xì)描述
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體器件的im實(shí)施例。在實(shí)施例
和附圖的下列描述中，相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記或符號(hào)表示，并且重復(fù)的描述將被省略。實(shí)施例1
圖1的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，半導(dǎo) 件100具有第一 P阱24b，其作為第一半導(dǎo)體層N—漂移層23的第一主表面中的第二半導(dǎo)體區(qū)。第三半導(dǎo)體區(qū)N阱25位于第一P阱24b中。檢測(cè)二極管(溫度檢測(cè)元件)22位于N阱25中。
也就是說(shuō)，高濃度P+陽(yáng)極區(qū)26作為第四半導(dǎo)體區(qū)位于N阱25中。高濃度N+陰極接觸區(qū)27作為第五半導(dǎo)體區(qū)位于P+陽(yáng)極區(qū)26中。陽(yáng)極電極(A) 28與P+陽(yáng)極區(qū)26及N阱25接觸。也就是說(shuō)，P+陽(yáng)極區(qū)26和N阱25被陽(yáng)極電極28短路。陰極電極(K) 29與N+陰極接觸區(qū)27接觸。
第一 P阱24b具有足夠高的濃度以fflih由寄生晶閘管弓胞的閂鎖擊穿。另夕卜，第一 P阱24b足夠深以阻止由寄生晶閘管引起的閂鎖擊穿。例如，第一P阱24b被絕緣膜30覆蓋并且電浮置。也就是說(shuō)，半導(dǎo)皿件100進(jìn)一步裝備有主要半導(dǎo)體元件，其中該主要半導(dǎo)體元件沒(méi)有被顯示出但由N—漂移層23形成。例如，第一P阱24b不連接到主要半導(dǎo)體元件的倒可電極。纟驢檢測(cè)二極管22通過(guò)第一P阱24b和N阱25之間的PN結(jié)與未示出的主要半導(dǎo)體元件隔離。在N—漂移層23的第一主表面，第二 P阱24c位于第一 P阱24b的外面以便與第一 P阱24b隔離。例如，第二 P阱24c形成分流器(diverter)以抽取空穴。在該情況下，例如，空穴抽取電極31與第二P阱24c接觸。與未示出的主要半導(dǎo)體元件的^M極(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)通過(guò)空穴抽取電極31被施加到第二P阱24c。
當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是垂直IGBT時(shí)，P集電區(qū)36和集電極37位于N—漂移層23的第二主表面中。當(dāng)主要半導(dǎo)體元件是垂直MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)時(shí)，N漏區(qū)38和漏電極39位于N—漂移層23的第二主表面中。
圖2的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件平面布圖的一個(gè)示例。如圖2所示，半導(dǎo)i機(jī)件100的平面布圖具有以N+陰極區(qū)27為其中心的同心圓的形狀。圖3顯示了提供多個(gè)皿檢測(cè)二極管22盼瞎況的平面布圖，例如，盡管Mit檢測(cè)二極管22的數(shù)量沒(méi)有具體限制但是可以提供三個(gè)離檢測(cè)二極管22。如圖3所示，三個(gè)鵬檢測(cè)二極管22并排地布置并且第二 P阱24c被提供以圍^H個(gè)》鵬檢觀仁極管22。
對(duì)于圖1所示的半導(dǎo) 件勵(lì)的制造，第一 P阱24b可以在形成未示出的主要半導(dǎo)體元件的抗壓結(jié)構(gòu)部分的P型場(chǎng)限制環(huán)或P型RESURF層的同時(shí)形成。這樣，半導(dǎo)j機(jī)件廳的制紅藝可以簡(jiǎn)化，因?yàn)椴恍枰c主要半導(dǎo)體元件分開形成第一 P阱24b。另外，P+陽(yáng)極區(qū)26可以在形成主要半導(dǎo)體元件的P+體區(qū)的同時(shí)形成。另外，N+陰極接觸區(qū)27可以在形成主要半導(dǎo)體元件的N+發(fā)射(源)區(qū)的同時(shí)形成。這樣，半導(dǎo)，件100的制造工藝可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化，因?yàn)椴恍枰c主要半導(dǎo)體元件分開形成P+陽(yáng)極區(qū)26和N+陰極接觸區(qū)27。
另外，第一 P阱24b和N阱25可以在形成P型場(chǎng)限制環(huán)或P型RESURF層的同時(shí)形成。當(dāng)?shù)谝?P阱24b和N阱25的形成及P+陽(yáng)極區(qū)26和N+陰極接觸區(qū)27的形成被用于半導(dǎo)體器件100的制造時(shí)，，檢測(cè)二極管22會(huì),在主要半導(dǎo)體元件的制造工藝中被制造，而不需要附加任何特殊的工藝。因此，所述制造工藝對(duì)比于圖12所示的相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造能夠被顯著地簡(jiǎn)化。在這樣的情況下，需要選擇擴(kuò)散系數(shù)不同的離子種類，用于形成P型區(qū)和N型區(qū)。例如，硼會(huì),用作形成P型區(qū)的離子種類，并且砷會(huì),用作形成N型區(qū)的離子種類。
根據(jù)實(shí)施例1，甚至當(dāng)溝道被形成在主要半導(dǎo)體元件中且電流在溝道中流動(dòng)
10時(shí)，也不會(huì)影響至股驢檢測(cè)二極管22的正向電壓，因?yàn)閊^檢測(cè)二極管22與
主要半導(dǎo)體元件通過(guò)結(jié)隔離。也就是說(shuō)，可以制造一種具有與主要半導(dǎo)體元件
的狀態(tài)無(wú)關(guān)的恒定正向電壓的Mit檢測(cè)二極管22，因?yàn)槟軌蚍乐?、鵬檢測(cè)二極 管22的正向電壓隨主要半導(dǎo)體元件的狀態(tài)而改變。另外，可以制造一種裝純 這種M^檢測(cè)二極管22的半導(dǎo)#^[牛100。
此外，寄生晶閘管的激活能夠l條一 P阱24b抑制。另外，寄生晶閘管的 激活能夠被以作為空穴抽取區(qū)的第二 P阱24c圍繞的^g檢測(cè)二極管22抑制。 此外，寄生晶閘管的激活能夠被N阱25和P+陽(yáng)極區(qū)26之間的短路抑制。因而，
抑制寄生晶閘管帶來(lái)的閂鎖擊穿是可能的，從而制造具有高閂鎖容限的半導(dǎo)體 器件100是可能的。另外，對(duì)比于^^檢測(cè)二極管22與主要半導(dǎo)體元件簡(jiǎn)單地
電絕緣和隔離的結(jié)構(gòu)，主要半導(dǎo)體元件能夠更穩(wěn)定i艇行。另外，獲得高溫度 檢測(cè)精度是可能的，因?yàn)閷?duì)比于相關(guān)技術(shù)的裝備有由絕緣膜上多晶硅形成的溫 度檢測(cè)二極管的器件，正向電壓的變化低且漏電流小。另外，主要半導(dǎo)體元件 對(duì)M變化的響應(yīng)速度高。 實(shí)施例2
圖4的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖4所 示，除了第一 P阱24b與未示出的主要半導(dǎo)體元件的P型溝道區(qū)同時(shí)形成外， 半導(dǎo)條件200以與根據(jù)圖1所示的實(shí)施例1中的半導(dǎo)i機(jī)件100的相同方式 酉度。第二 P阱24c與主要半導(dǎo)體元件的P型溝道區(qū)同時(shí)形成。因此，在實(shí)施 例1中第一 P阱24b的深度和第二 P阱24c的深度不是始終互相相等。盡管第 一 P阱24b的深度和第二 P阱24c的深度沒(méi)有特別限定，但是在圖1所示的例 子中的第一P阱24b比第二P阱24c淺。另一方面，圖4所示的實(shí)施例2中的 第一 P阱24b與第二 P阱24c具有相同的深度。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同。
實(shí)施例3
圖5的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)飾器件的結(jié)構(gòu)。圖6的俯 視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件平面布圖的一個(gè)示例。如圖5和6 所示，除了N阱25的一側(cè)被溝槽柵結(jié)構(gòu)41圍繞外，半導(dǎo)，件300以與根據(jù) 圖1所示的實(shí)施例1中的半導(dǎo) 件100的相同方式形成。另外，橫向上閂鎖 的發(fā)生倉(cāng),被抑制，因?yàn)樾?橫向上的npn晶體管的激活倉(cāng)嫩被溝槽柵結(jié)構(gòu) 41抑制。溝槽柵結(jié)構(gòu)41位于第一P阱24b中的N阱25的端部。溝槽柵結(jié)構(gòu)41擴(kuò)展 得比N阱25更深。諸如氧化膜之類的絕緣膜42位于與溝槽柵結(jié)構(gòu)41的半導(dǎo)體 接觸的部分中，也就是位于溝槽的內(nèi)圓周表面中。絕緣膜42的內(nèi)部填充有如多 晶硅43的導(dǎo)體。j雌地，多晶硅43電極設(shè)置為與陰極具有相同的電勢(shì)。例如 當(dāng)主要半導(dǎo)體元件的柵結(jié)構(gòu)是溝槽柵結(jié)構(gòu)時(shí)，溝槽柵結(jié)構(gòu)41可以在形成主要半 導(dǎo)體元件的溝槽柵結(jié)構(gòu)時(shí)同時(shí)形成。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同。
實(shí)施例4
圖7的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖7所 示，除了第一P阱24b的一側(cè)被溝槽柵結(jié)構(gòu)41圍繞外，半導(dǎo)皿件400以與根 據(jù)圖1所示的實(shí)施例1中的半導(dǎo)i機(jī)件100的相同方式形成。另外，橫向上閂 鎖的發(fā)生能夠被抑制，因?yàn)樾纬稍跈M向上的npn晶體管的激活能夠被溝槽柵結(jié) 構(gòu)41完全地抑制。溝槽柵結(jié)構(gòu)41與實(shí)施例3相同。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的 相同。
實(shí)施例5
圖8的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)，件的結(jié)構(gòu)。如圖8所 示，除了電極32與第一 P阱24b接觸以及與未示出的主要半導(dǎo)體元件的^l寸極 (源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)通過(guò)電極32施加至勝一P阱24b夕卜，半導(dǎo)鵬件500 以與根據(jù)圖1所示的實(shí)施例1中的半導(dǎo)4機(jī)件100的相同方式形成。也就是說(shuō)， 第一 P阱24b電連接到作為主要半導(dǎo)體元件的接地電極的發(fā)射(源)電極。這 樣，由高dV/dt引起的閂鎖的發(fā)生會(huì),被抑制，因?yàn)殚_關(guān)時(shí)電壓變化(dV/dt) 變得平緩。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同。順便提及的是，在實(shí)施例2到4的 相應(yīng)結(jié)構(gòu)中第一 P阱24b也可以連接到主要半導(dǎo)體元件的接地電極。
實(shí)施例6
圖9的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖9所 示，半導(dǎo)〗機(jī)件600包括如圖1所示配置的t鵬檢測(cè)二極管22和它的外圍結(jié)構(gòu)。 第二 P阱24c構(gòu)成分流器51的空穴抽取區(qū)。主要半導(dǎo)體元件21包括P溝道區(qū) 61、 p+體區(qū)62、 n+激寸(源)區(qū)63、柵絕緣膜64、柵電極65和發(fā)射(源)電 極66。在圖9所示的例子中，空穴抽取電極31與發(fā)射(源)電極66集成并且
同劃寸(源)電極66—樣iOT—個(gè)相同的圖案形成。
圖10的俯視圖顯示了整個(gè)半導(dǎo)休器件的平面布圖的一個(gè)示例。如圖10所示，主要半導(dǎo)體元件的有源區(qū)71被抗壓結(jié)構(gòu)部分72圍繞。溫度檢測(cè)二極管22 位于有源區(qū)71中。陽(yáng)極焊墊73、陰極焊墊74和柵焊墊75位于有源區(qū)71上。 陽(yáng)極焊墊73和陰極焊墊74分別通過(guò)陽(yáng)極引線76和陰極引線77連接到溫度檢 測(cè)二極管22。實(shí)施例1中描述的P型場(chǎng)限制環(huán)或P型RESURF層位于抗壓結(jié)構(gòu) 部分72中。順便提及的是，位于主要半導(dǎo)體元件的有源區(qū)71中的相應(yīng)部分的 結(jié)構(gòu)在圖10中被省略，以避免圖形復(fù)雜化。
在以上的描述中，本發(fā)明不被限制于上述實(shí)施例而是能夠有各種變化。例 如，主要半導(dǎo)體元件的柵結(jié)構(gòu)可以是溝槽柵結(jié)構(gòu)。另外，盡管各個(gè)實(shí)施例被描 述為第一導(dǎo)電類型是N型且第二導(dǎo)電類型是P型，但是當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是P型 且第二導(dǎo)電類型是N型時(shí)，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件對(duì)于裝備有用于過(guò)熱保護(hù)用途的^S 檢測(cè)元件的半導(dǎo)體器件是有用的，并且尤其適合于功率半導(dǎo)體器件，如IGBT 或MOSFET。
實(shí)施例7
圖13的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)#11件的結(jié)構(gòu)。如圖13 所示，半導(dǎo)條件歸'具有位于第一半導(dǎo)體層N—漂移層23'的第一主表面中的 第二半導(dǎo)體區(qū)第一 P阱24b'。第三半導(dǎo)體區(qū)N阱25'位于第一 P阱24b'中。
檢測(cè)二極管(溫度檢測(cè)元件)22'位于N阱25'中。
也就是說(shuō)，高濃度P+陽(yáng)極區(qū)26'作為第四半導(dǎo)體區(qū)及高濃度N+陰極接觸區(qū) 27'位于N阱25'中。陽(yáng)極電極(A)連接到P+陽(yáng)極區(qū)26'。陰極電極(K)連接 到N+陰極接觸區(qū)27。 N+陰極接觸區(qū)27'用于將陰極電極與N阱25'低阻接觸， 該N阱25'用作陰極區(qū)域。半導(dǎo)體器件100'進(jìn)一步裝備有主要半導(dǎo)體元件，該主 要半導(dǎo)體元件未示出但由N—漂移層23'形成。溫度檢測(cè)二極管22'與未示出的主 要半導(dǎo)體元件通過(guò)第一 P阱24b'與N阱25'之間的PN結(jié)隔離。
第一P阱24b'具有足夠高的濃度以ffiih由寄生晶閘管弓胞的閂鎖擊穿。另 外，第一P阱24b'足夠得深以[5M:由寄生晶閘管弓胞的閂鎖擊穿。N阱25怖一 側(cè)被作為第五半導(dǎo)體區(qū)的P+高濃度區(qū)28屈繞。P+高濃度區(qū)28'具有比第一 P阱 24b更高的濃度。P+高濃度區(qū)28'被絕緣膜29'覆蓋。第一 P阱24b鄰P+高濃度 區(qū)28'被電浮置。
在N—漂移層23'的第一主表面中，第二 P阱24c'位于第一 P阱24b'的外面以便與第一 p阱24b'隔離。例如，第二 P阱24c被設(shè)置為具有與未示出的主要 半導(dǎo)體元件的ai付及(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)，從而第二 P阱24c'形成用于抽 取空穴的分流器。例如，半導(dǎo)體器件100'的平面布圖沒(méi)有顯示，但是具有以P+ 陽(yáng)極區(qū)26'為其中心的同心圓的形狀。
對(duì)于圖13所示的半導(dǎo)j機(jī)件100'的制造，第一P阱24b'可以在形成未示出 的保護(hù)環(huán)的同時(shí)形成。另外，P+陽(yáng)極區(qū)26可以在形鵬于使得電極與主要半導(dǎo) ^H件的P型半導(dǎo)體區(qū)有低電阻接觸的P+接觸區(qū)的同時(shí)形成。另外，N+陰極接 觸區(qū)27可以在形成用于使得電極與主要半導(dǎo)體元件的N型半導(dǎo)體區(qū)剤氐電阻接 觸的N+接觸區(qū)或N+對(duì)寸(源)區(qū)的同時(shí)形成。這樣，半導(dǎo)^機(jī)件勵(lì)'的帝U造 工藝可以被簡(jiǎn)化。當(dāng)^H個(gè)步驟都用于半導(dǎo)^機(jī)件脂'的帝隨時(shí)，對(duì)比于圖22 所示的相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造，所述制造工藝能夠被顯著地簡(jiǎn)化，因?yàn)?僅有需要形成N阱25'的附加工藝。
根據(jù)實(shí)施例7，甚至當(dāng)溝道被形成在主要半導(dǎo)體元件中且電流在溝道中流動(dòng) 時(shí)，也不會(huì)影響至股鵬檢測(cè)二極管22'的飽和電壓，因?yàn)椤幅i檢測(cè)二極管22'與 主要半導(dǎo)體元件通過(guò)結(jié)隔離。也就是說(shuō)，可以制造一種具有與主要半導(dǎo)體元件 的狀態(tài)無(wú)關(guān)的恒定飽和電壓的鵬檢測(cè)二極管22'，因?yàn)橛齡夠防止鵬檢測(cè)二極 管22'的飽和電壓隨主要半導(dǎo)體元件的狀態(tài)而改變。另外，可以制造一種裝備有 這種驗(yàn)檢測(cè)二極管22'的半導(dǎo)體器件100'。
此外，由于寄生晶閘管的激活能夠被第一P阱24b'抑制，所以寄生晶閘管 帶來(lái)的閂鎖擊穿能夠被抑制。另外，由于形成在橫向(與深度方向交叉的方向) 上的npn晶體管的激活能夠被P+高濃度區(qū)28'抑制，所以橫向上閂鎖的發(fā)生會(huì)辦 被抑制。因此，制造具有高閂鎖容限的半導(dǎo)鵬件100'是可能的。另外，獲得 高溫度檢測(cè)精度是可能的，因?yàn)閷?duì)比于相關(guān)技術(shù)的裝備有由絕緣膜上多晶硅形 成的溫度檢測(cè)二極管的器件，飽和電壓的變化低且漏電流小。另外，主要半導(dǎo) 體元件對(duì)鵬變化的響艦度高。順便駄的是，P+陽(yáng)極區(qū)26和N+陰極接觸 區(qū)27可以互相接觸。這樣，開啟電壓的變化能夠斷氐。
實(shí)施例8
圖14的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖14 所示，除了 N阱25'的一側(cè)被溝槽柵結(jié)構(gòu)31'而不是P+高濃度區(qū)28屈繞外，半 導(dǎo)，件200'以與根據(jù)圖13所示的實(shí)施例7中的半導(dǎo)體器件100'的相同方式形成。橫向上閂鎖的發(fā)生能夠被阻止，因?yàn)闄M向npn晶體管的激活能夠被溝槽柵 結(jié)構(gòu)31完全阻止。
溝槽柵結(jié)構(gòu)31'位于第一P阱24b'中的N阱25'的端部。溝槽柵結(jié)構(gòu)31'擴(kuò)展 得比N阱25'更深。諸如氧化膜之類的絕緣膜32'位于與溝槽柵結(jié)構(gòu)31'的半導(dǎo)體 接觸的部分中，也就是位于溝槽的內(nèi)圓周表面中。絕緣膜32怖內(nèi)部填充有如多 晶硅33'的導(dǎo)體。{腿地，多晶硅33'設(shè)置為與陰極具有相同的電勢(shì)。例如當(dāng)主 要半導(dǎo)體元件的柵結(jié)構(gòu)是溝槽柵結(jié)構(gòu)時(shí)，溝槽柵結(jié)構(gòu)31'可以在形成主要半導(dǎo)體 元件的溝槽柵結(jié)構(gòu)時(shí)同時(shí)形成。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例7中的相同。
實(shí)施例9
圖15的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的半導(dǎo)傳器件的結(jié)構(gòu)。如圖15 所示，半導(dǎo)體器件300'包括如圖13所示配置的^g檢測(cè)二極管22鄰它的外圍 結(jié)構(gòu)。然而相比于實(shí)施例7中的第一 P阱24b'，第一 P阱24b'在橫向上進(jìn)一步 延伸，以至第一P阱24b'形成分流器41'的空穴抽取區(qū)42'。高濃度P+接觸區(qū)43' 位于形成分流器41'的第一 P阱24b'的一部分的前表面中?？昭ǔ槿^(qū)42'設(shè)置 成具有與主要半導(dǎo)體元件21'的^l科及(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)。具有這樣的結(jié) 構(gòu)，第一 P阱24b'具有與^l科及(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)。結(jié)果，由高dV/dt 引起的閂鎖的發(fā)生能夠被抑制，因?yàn)殚_關(guān)時(shí)電壓變化(dV/dt)變得平緩。
可供選掛也，空穴抽取區(qū)42'可以由與第一 P阱24b'隔離的另一個(gè)P阱形成。 這樣，以與實(shí)施例7中的相同方式，形成空穴抽取區(qū)42'的P阱可以設(shè)置為具有 與主要半導(dǎo)體元件21怖劃抖及(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)并且第一P阱24b可以 電浮置。可供選擇地，空穴抽取區(qū)42'可以通過(guò)與主要半導(dǎo)體元件21'相同的P 基區(qū)形成并且P基區(qū)可以設(shè)置成具有與對(duì)寸極(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)。
盡管主要半導(dǎo)體元件21'沒(méi)有被具體限定，主要半導(dǎo)體元件21'的例子包括 具有平面柵結(jié)構(gòu)的垂直IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、具有平面柵結(jié)構(gòu)的垂直 MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等等。當(dāng)主要半導(dǎo)體元件21'是 IGBT時(shí)，P集電區(qū)46鄰集電極47'位于N—漂移層23怖第二主表面中。當(dāng)主要 半導(dǎo)體元件21'是MOSFET時(shí)，N漏區(qū)48'和漏電極49'位于N—漂移層23怖第二 主表面中。N—漂移層23'的第二主表面?zhèn)冉Y(jié)構(gòu)也被應(yīng)用到實(shí)施例10至12中。
實(shí)施例10
圖16的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的半導(dǎo)皿件的結(jié)構(gòu)。如圖16
15所示，半導(dǎo)體器件400'包括如圖14所示構(gòu)造的溫度檢測(cè)二極管22'以及它的外 圍結(jié)構(gòu)。如圖14所示構(gòu)造的、鵬檢測(cè)二極管22'適于主要半導(dǎo)體元件21'的柵結(jié) 構(gòu)是溝槽柵結(jié)構(gòu)51'的情況，因?yàn)闇喜蹡沤Y(jié)構(gòu)31'位于N阱25怖端部。這樣，溫 度檢測(cè)二極管22'的溝槽柵結(jié)構(gòu)31'能夠在形成主要半導(dǎo)體元件21怖溝槽柵結(jié)構(gòu) 51'的同時(shí)形成。
另外，分流器41'的空穴抽取區(qū)42'由P基區(qū)形成?？昭ǔ槿^(qū)42'在其前表 面具有高濃度P+接觸區(qū)43'并且設(shè)置為具有與主要半導(dǎo)體元件21'的劃種及(源 極)的電勢(shì)相同的電勢(shì)。順便提及的是，第一P阱24b'可以電浮置并且可以設(shè) 置為具有與主要半導(dǎo)體元件21'的發(fā)射極(源極)的電勢(shì)相同的電勢(shì)。
實(shí)施例ll
圖17的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。圖18的 俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)j機(jī)件平面布圖的一個(gè)示例。如圖17 所示，除了分流器41'的空穴抽取區(qū)42'由與第一 P阱24b'隔離設(shè)置的另一個(gè)P 阱形成外，半導(dǎo)體器件500'以與根據(jù)圖16所示的實(shí)施例10中的半導(dǎo)體器件400' 的相同方式配置。這樣，高濃度P+接觸區(qū)43'位于作為空穴抽取區(qū)42'的P阱的 前表面中并且空穴抽取區(qū)42'設(shè)置為具有與主要半導(dǎo)體元件21'的發(fā)射極(源極) 電勢(shì)相同的電勢(shì)。第一P阱24b'可以電浮置并且可以設(shè)置為具有與主要半導(dǎo)體 元件21'的激科及(源極)電勢(shì)相同的電勢(shì)。
圖19的俯視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)皿件平面布圖的另一 個(gè)示例。圖19顯示的半導(dǎo)體器件平面布圖中具有多個(gè)^g檢測(cè)二極管22'，例 如，盡管^it檢測(cè)二極管22'的數(shù)量沒(méi)有具體限制但是可以提供四個(gè) 鵬檢測(cè)二 極管22'。如圖19所示，四個(gè)，檢測(cè)二極管22'并排地布置并且分流器的空穴 抽取區(qū)42'被設(shè)置成圍繞四個(gè)M^檢測(cè)二極管22'。
實(shí)施例12
圖20的截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例12的半導(dǎo)皿件的結(jié)構(gòu)。如圖20 所示，除了第一P阱24b'在橫向上延伸以與實(shí)施例9相同的方式形成分流器41' 的空穴抽取區(qū)42'外，半導(dǎo)傳器件600'以與根據(jù)圖17所示的實(shí)施例11中的半導(dǎo) 皿件500'的相同方式配置。這等效于4OT—個(gè)且相同的圖案形成第一P阱24b' 及空穴抽取區(qū)42'。順便提及的是，具有溝槽柵結(jié)構(gòu)的主要半導(dǎo)體元件和不具有 任何溝槽柵結(jié)構(gòu)的纟鵬檢測(cè)二極管~^'」如如圖13所示配置的^g檢測(cè)二極管22'^^T以組合在實(shí)施例10至12中。
在以上的描述中，本發(fā)明不被限制于上述實(shí)施例而是能夠有各種變化。例 如，盡管各個(gè)實(shí)施例被描述為第一導(dǎo)電類型是N型且第二導(dǎo)電類型是P型，但 是當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是P型且第二導(dǎo)電類型是N型時(shí)，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件對(duì)于裝備有用于過(guò)熱保護(hù)用途的溫度 檢測(cè)元件的半導(dǎo)體器件是有用的，并且尤其適合于功率半導(dǎo)體器件，如IGBT 或MOSFET。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其裝備有主要半導(dǎo)體元件和用于檢測(cè)所述主要半導(dǎo)體元件的溫度的溫度檢測(cè)元件，包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層，其具有用以提供所述主要半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)的主表面；第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)，其與所述主要半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)隔開并且選擇性地位于所述第一半導(dǎo)體層的主表面中；第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)，其位于所述第二半導(dǎo)體區(qū)中；第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)，其位于所述第三半導(dǎo)體區(qū)中；以及第一導(dǎo)電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)，其位于所述第四半導(dǎo)體區(qū)中；其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)與所述第四半導(dǎo)體區(qū)電連接；以及所述溫度檢測(cè)單元形成為二極管，其將所述第四半導(dǎo)體區(qū)用作陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)，并且將所述第五半導(dǎo)體區(qū)用作所述陽(yáng)極和陰極中的另一個(gè)。
2. 根據(jù)權(quán)禾腰求1戶脫的半導(dǎo)條件，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體區(qū)與 所述主要半導(dǎo)體元件的電極電絕緣。
3. 根據(jù)權(quán)禾腰求1戶脫的半導(dǎo)條件，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體區(qū)連 接至'J所述主要半導(dǎo)體元件的接地電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所 述第二半導(dǎo)體區(qū)被溝槽圍繞。
5. —種半導(dǎo)皿件，其裝備有主要半導(dǎo)體元件和用于檢測(cè)所述主要半導(dǎo)體 元件的，的^Uit檢測(cè)元件，包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層，其形成^ 述主要半導(dǎo)體元件； 第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)，其位于戶，第一半導(dǎo)體層中； 第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)，其位于BW第二半導(dǎo)體區(qū)中；以及 第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)，其位于所述第三半導(dǎo)體區(qū)中；其中-MS檢測(cè)單元位于通過(guò)PN結(jié)與所述第一半導(dǎo)體層隔離的一個(gè)區(qū)中；以及 所述溫度檢測(cè)單元形成為二極管，期每所述第三半導(dǎo)體區(qū)用作陰極和陽(yáng)極中的一個(gè)，并且將戶;M第四半導(dǎo)體區(qū)用作戶，陰極和陽(yáng)極中的另一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)皿件，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體區(qū)電浮置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，進(jìn)一步包括第二導(dǎo) 電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)，其圍繞所述第三半導(dǎo)體區(qū)的一側(cè)并且具有比第二半導(dǎo) 體區(qū)更高的濃度。
8. 根據(jù)權(quán)禾腰求5戶脫的半導(dǎo)條件，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體區(qū)具 有與所述主要半導(dǎo)體元件^l寸極和源極中的一個(gè)的電勢(shì)相同的電勢(shì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)皿件，其特征在于，所述第三半導(dǎo)體區(qū)被比所述第三半導(dǎo)體區(qū)更深的溝槽圍繞。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)，件，其特征在于，導(dǎo)體M絕緣膜嵌 入溝槽中，以使得戶脫導(dǎo)體具有與戶艦陰極相同的電勢(shì)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10中的任意一項(xiàng)戶，的半導(dǎo)#^件，其特征在于， 所述陽(yáng)極和陰極被用于抽取空穴的一個(gè)區(qū)圍繞。
全文摘要
主要半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)和第一P阱24b位于N^-漂移層23的主表面中。溫度檢測(cè)二極管22由位于第一P阱24b中的N阱25中的P⁺陽(yáng)極區(qū)26以及位于P⁺陽(yáng)極區(qū)26中的N⁺陰極區(qū)27構(gòu)成，以使得溫度檢測(cè)二極管22通過(guò)結(jié)與主要半導(dǎo)體元件隔離。第一P阱24b具有足夠高的濃度和足夠的深度以使得由寄生晶閘管引起的閂鎖擊穿能夠被阻止。N阱25和P⁺陽(yáng)極區(qū)26短路以阻止由寄生晶閘管引起的閂鎖擊穿。溫度檢測(cè)二極管22′位于N^-漂移層23′的第一主表面中的第一P阱24b′中的N阱25′中。主要半導(dǎo)體元件位于N^-漂移層23′中。溫度檢測(cè)二極管22′通過(guò)結(jié)與主要半導(dǎo)體元件隔離。第一P阱24b′具有足夠高的濃度和足夠的深度以使得由寄生晶閘管引起的閂鎖擊穿能夠被阻止。N阱25′的一側(cè)被具有比第一P阱24b′濃度高的P⁺高濃度區(qū)28′圍繞，以使得橫向npn晶體管的激活能夠被抑制。結(jié)果，可以提供一種裝備有主要半導(dǎo)體元件和溫度檢測(cè)元件的半導(dǎo)體器件，其中溫度檢測(cè)元件的溫度特性能夠與主要半導(dǎo)體元件的元件狀態(tài)無(wú)關(guān)而保持不變；能夠獲得高閂鎖容限；以及獲得高溫度檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)H01L27/06GK101540321SQ200910138719
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者吉川功, 小野澤勇一, 山崎智幸 申請(qǐng)人:富士電機(jī)電子技術(shù)株式會(huì)社