晶圆温度检测以及IGBT模块温度检测处理的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种晶圆温度检测以及IGBT模块温度检测处理的方法和装置。该晶圆温度检测方法包括：获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度；根据设置于所述晶圆上的半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述当前状态下的功率损耗；根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差；以及根据所述基础温度和所述当前状态下的温度差来确定所述晶圆在所述当前状态下的实际温度。通过该技术方案，能够更加准确地得到晶圆的实际温度，从而更加安全有效地对晶圆进行过温保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体地，涉及一种晶圆温度检测以及IGBT模块温度检测处理的方法和装置。
技术介绍
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片。在电路工作的时候，晶圆温度会升高，当超过一定温度时，会引起晶圆的性能下降甚至损毁。目前，通常根据温度检测单元设计温度采样电路，以程序查表的方式进行温度采样，得到晶圆的温度。当晶圆的温度超过过温保护点时，可以采取一定的措施对晶圆进行过温保护。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块是广泛应用于电力电子领域中的一种半导体功率器件。由于温度对该器件的工作性能有很重要的影响，因此，通常都会有针对IGBT模块的过温保护措施。IGBT模块中所包含的半导体器件(例如，IGBT元件、二极管)通常都设置在晶圆上。对IGBT模块进行过温保护主要是对其中的晶圆进行过温保护。现有技术中，温度检测单元检测到的温度认为是该IGBT模块中所有晶圆共同的温度也就是IGBT模块的温度。当检测到IGBT模块的温度高于一预设的过温保护点时，系统会立即采取相应的保护措施。但是，由于各种复杂的因素，导致温度检测单元采集的晶圆温度与晶圆的实际温度之间会有一定的差距。尤其是三电平IGBT模块，其晶圆多且布局复杂、温度检测单元布局远，如果将温度检测单元采集的温度直接作为晶圆的共同温度，容易使晶圆出现过温损坏或承受短时过温导致IGBT模块的寿命降低。因此，目前温度采样电路检测的晶圆温度并不准确，难以对IGBT模块进行有效的过温保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种晶圆温度检测以及IGBT模块温度检测处理的方法和装置，使得检测得到的晶圆温度更准确，对晶圆的保护更安全有效。为了实现上述目的，本专利技术提供一种晶圆温度检测方法，该方法包括：获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度；根据设置于所述晶圆上的半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述当前状态下的功率损耗；根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差；以及根据所述基础温度和所述当前状态下的温度差来确定所述晶圆在所述当前状态下的实际温度。优选地，所述温度检测单元为热敏电阻。优选地，所述半导体器件为IGBT元件或二极管。优选地，根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差的步骤通过以下方式执行：ΔT1＝R·ΔP1，其中，ΔT1为所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差，R为所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，ΔP1为所述当前状态下的功率损耗。优选地，通过以下方式来预先确定所述热阻：检测所述半导体器件在一试验条件下的功率损耗；检测所述温度检测单元和所述晶圆在所述试验条件下的温度；根据所述温度检测单元和所述晶圆在所述试验条件下的温度，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述试验条件下的温度差；以及根据所述试验条件下的功率损耗和所述试验条件下的温度差，确定所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻。优选地，所述试验条件为以下中的一者：将所述半导体器件正向通直流电；或者在所述半导体器件为IGBT元件的情况下，将所述半导体器件通交
流电。优选地，在所述试验条件为将所述半导体器件正向通直流电的情况下，检测所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗的步骤包括：检测所述半导体器件两端的电压；检测流过所述半导体器件的电流；以及根据所述电压和所述电流确定所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗；在所述试验条件为将所述IGBT元件通交流电的情况下，检测所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗的步骤为：根据所述半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗。本专利技术还提供一种用于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的温度检测处理方法，该温度检测处理方法包括：根据本专利技术提供的晶圆温度检测方法检测所述IGBT模块中的所有晶圆的实际温度；以及根据所述所有晶圆的实际温度来确定所述IGBT模块的实际温度。优选地，根据所述所有晶圆的实际温度来确定所述IGBT模块的实际温度的步骤为下列中的任意一者：将所述IGBT模块中所检测的所有晶圆的实际温度的平均值作为所述IGBT模块的实际温度；或者将所述IGBT模块中所检测的所有晶圆的实际温度中的最大值作为所述IGBT模块的实际温度。优选地，该温度检测处理方法还包括：判断所述IGBT模块的实际温度是否达到预设的过温保护点，并在所述IGBT模块的实际温度大于或等于所述过温保护点的情况下，对所述IGBT模块进行过温保护。本专利技术还提供一种晶圆温度检测装置，该装置包括：接收模块，用于获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度；以及处理模块，用于根据设置于所述晶圆上的半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述当前状态下的功率损耗；根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差；以及根据所述基础温度和所述当前状态下的
温度差来确定所述晶圆在所述当前状态下的实际温度。本专利技术还提供一种用于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的温度检测处理装置，该温度检测处理装置包括：本专利技术提供的晶圆温度检测装置，用于检测所述IGBT模块中的所有晶圆的实际温度；以及温度确定装置，用于根据所述所有晶圆的实际温度来确定所述IGBT模块的实际温度。通过上述技术方案，根据与一晶圆对应的半导体器件的损耗模型确定该半导体器件的功率损耗，在已知该晶圆与温度检测单元之间的热阻的情况下，由热阻计算公式计算出温度检测单元与该晶圆在当前状态下的温度差。本专利技术的晶圆温度检测方法中，根据温度检测单元检测到的基础温度与上述温度差得到晶圆的实际温度。因此，根据本专利技术的晶圆温度检测方法考虑了由温度检测单元和晶圆之间的热阻引起的温度差，这样能够更加准确地得到晶圆的实际温度，从而能够使得对晶圆的过温保护更加安全有效。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的实施方式提供的晶圆温度检测方法的流程图；图2是本专利技术的实施方式提供的预先确定温度检测单元与晶圆之间的热阻的方法的流程图；图3是本专利技术的一实施方式提供的用于IGBT模块的温度检测处理方法的流程图；图4是本专利技术的另一实施方式提供的用于IGBT模块的温度检测处理方法的流程图；图5是本专利技术的实施方式提供的晶圆温度检测装置的结构示意图；图6是本专利技术的一实施方式提供的用于IGBT模块的温度检测处理装置的结构示意图；以及图7是本专利技术的另一实施方式提供的用于IGBT模块的温度检测处理装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术的实施方式提供的晶圆温度检测方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：首先，步骤S10，获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度T0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆温度检测方法，该方法包括：获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度；根据设置于所述晶圆上的半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述当前状态下的功率损耗；根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差；以及根据所述基础温度和所述当前状态下的温度差来确定所述晶圆在所述当前状态下的实际温度。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆温度检测方法，该方法包括：获取由温度检测单元检测的一晶圆在当前状态下的基础温度；根据设置于所述晶圆上的半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述当前状态下的功率损耗；根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差；以及根据所述基础温度和所述当前状态下的温度差来确定所述晶圆在所述当前状态下的实际温度。2.根据权利要求1所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，所述温度检测单元为热敏电阻。3.根据权利要求1所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，所述半导体器件为IGBT元件或二极管。4.根据权利要求1所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，根据所述当前状态下的功率损耗和预定的所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差的步骤通过以下方式执行：ΔT1＝R·ΔP1其中，ΔT1为所述温度检测单元与所述晶圆在所述当前状态下的温度差，R为所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻，ΔP1为所述当前状态下的功率损耗。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，通过以下方式来预先确定所述热阻：检测所述半导体器件在一试验条件下的功率损耗；检测所述温度检测单元和所述晶圆在所述试验条件下的温度；根据所述温度检测单元和所述晶圆在所述试验条件下的温度，确定所述温度检测单元与所述晶圆在所述试验条件下的温度差；以及根据所述试验条件下的功率损耗和所述试验条件下的温度差，确定所述温度检测单元与所述晶圆之间的热阻。6.根据权利要求5所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，所述试验条件为以下中的一者：将所述半导体器件正向通直流电；或者在所述半导体器件为IGBT元件的情况下，将所述半导体器件通交流电。7.根据权利要求6所述的晶圆温度检测方法，其特征在于，在所述试验条件为将所述半导体器件正向通直流电的情况下，检测所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗的步骤包括：检测所述半导体器件两端的电压；检测流过所述半导体器件的电流；以及根据所述电压和所述电流确定所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗；在所述试验条件为将所述IGBT元件通交流电的情况下，检测所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗的步骤为：根据所述半导体器件的损耗模型来确定所述半导体器件在所述试验条件下的功率损耗。8.一种用于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的温度检测处理方法，该温度检测处理方法包括：根据权利要求1-7中任一权利要求所述的晶圆温度检测方法检测所述IGBT模块中的所有晶圆的实际温度；以及根据所述所有晶圆的实际温度来确定所述IGBT模块的实际温度。9.根据权利要求8所述的温度检测处理方法，其特征在于，根据所述所有晶圆的实际温度来确定所述IGBT模块的实际温度的步骤为下列中的任意一者：将所述IGBT模块中所检测的所有晶圆的实际温度的平均值作为所述IGBT模块的实际温度；或者将所述IGBT模块中所检测的所有晶圆的实际温度中的最大值作为所述IGBT模块的实际温度。10.根据权利要求8或9所述的温度检测处理方法，其特征在于，该温度检测处理方法还包括：判断所述IGBT模块的实际温度是否达到预设的过温保护点，并在所述IGBT模块的实际温度大于或等于所述过温保护点的情况下，对所述IGBT模块进行过温保护。11.一种晶圆温度检测装置，该晶圆温度检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻轶龙，李晓刚，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44