集成温度检测二极管的半导体器件、电池系统及用电设备技术方案

本公开提供了一种集成温度检测二极管的半导体器件，包括：第一元胞区，第一元胞区形成充电控制场效应管，充电控制场效应管的栅极用于接收控制信号以处于导通状态；以及，第二元胞区，第二元胞区形成有温度检测二极管，温度检测二极管检测半导体器件的当前温度；其中，第一元胞区与第二元胞区相邻地设置。本公开还提供一种电池系统及用电设备。提供一种电池系统及用电设备。提供一种电池系统及用电设备。

【技术实现步骤摘要】
集成温度检测二极管的半导体器件、电池系统及用电设备


[0001]本公开涉及电流检测/测量
，本公开尤其涉及一种集成温度检测二极管的半导体器件、电池系统及用电设备。

技术介绍

[0002]现有技术中电动汽车、手机等使用电池组(或电池单元、电池包) 提供电能，需要通过电池组的放电为负载提供电能，并且也需要外接充电器对电池组进行充电。
[0003]电池组在充电和放电的过程中，需要对充电电流和放电电流进行检测，也需要对电池包内的温度进行检测，避免发生安全事故。
[0004]现有技术中，电流检测的方式通常在电池组回路中设置检测电阻，然而，检测电阻的设置必然会导致能量损耗、产生热量等，导致诸多不利后果。
[0005]另外，充放电电流的大小往往会发生变化，需要对充放电电流进行准确的测量。
[0006]现有技术中一般通过采用检流电阻R
sns
来对充放电电流进行测量，然而由于R
sns
的使用，对充放电控制FET的导通阻抗提出更高要求，使得充放电控制FET的制作更加复杂。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供一种集成温度检测二极管的半导体器件、电池系统及用电设备。
[0008]根据本公开的一个方面，提供一种集成温度检测二极管的半导体器件，包括：
[0009]第一元胞区，所述第一元胞区形成充电控制场效应管，所述充电控制场效应管的栅极用于接收控制信号以处于导通状态；以及，第二元胞区，所述第二元胞区形成有温度检测二极管，所述温度检测二极管检测所述半导体器件的当前温度；其中，所述第一元胞区与所述第二元胞区相邻地设置。
[0010]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一元胞区还形成有放电控制场效应管，所述放电控制场效应管的栅极用于接收控制信号以处于导通状态。
[0011]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一元胞区与所述第二元胞区具有共同的金属基底，所述第二元胞区还形成第一金属电极，所述第一金属电极作为温度检测二极管的阳极，所述金属基底能够作为所述温度检测二极管的阴极。
[0012]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述P型硅层临近所述第一金属电极设置，所述N型硅层临近所述金属基底设置。
[0013]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一金属电极经由两个以上的接触孔与所述P型硅层接触。
[0014]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述接触
孔的底部形成有P型重掺杂区。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二元胞区经由至少一个隔离沟槽与第一元胞区进行功能间隔。
[0016]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述隔离沟槽由所述第一金属电极下方的氧化介质层延伸，穿过所述P型硅层并延伸进入N型硅层。
[0017]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述隔离沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。
[0018]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述第一元胞区与所述第二元胞区共用所述P型硅层以及所述N型硅层；所述金属基底能够作为所述充电控制场效应管的漏极，所述P型硅层的远离所述金属基底的一侧设置有第二金属电极以及第三金属电极，所述第二金属电极能够作为所述充电控制场效应管的源极，所述第三金属电极能够作为所述充电控制场效应管的栅极。
[0019]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第三金属电极经由一个接触孔与经由P型硅层延伸进入N 型硅层的第三沟槽接触。
[0020]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第三沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。
[0021]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二金属电极经由四个接触孔与P型硅层接触，其中两个接触孔沿第一方向排列，另两个接触孔沿第二方向排列，第一方向垂直于第二方向，所述四个接触孔的底部均形成有P型重掺杂区，且沿第一方向排列的两个接触孔的侧方均形成N型重掺杂区。
[0022]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二金属电极下方的各个所述接触孔被第二沟槽间隔开。
[0023]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。
[0024]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一元胞区与所述第二元胞区具有共同的金属基底，所述第二元胞区还形成两个第一金属电极，所述两个第一金属电极分别作为温度检测二极管的阳极和阴极。
[0025]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述P型硅层临近所述第一金属电极设置，所述N型硅层临近所述金属基底设置。
[0026]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，作为阳极的所述第一金属电极经由一个接触孔与所述P型硅层接触，作为阴极的所述第一金属电极经由一个接触孔以及N型重掺杂区与所述N型硅层接触。
[0027]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述N型硅层具有凸形部，所述凸形部延伸进入所述P型硅层，且所述凸形部的顶端形成所述N型重掺杂区。
[0028]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述金属基底与所述N型硅层之间形成有N型重掺杂基底层。
[0029]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第二元胞区经由至少一个隔离沟槽与第一元胞区进行功能间隔。
[0030]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述隔离沟槽由所述第一金属电极下方的氧化介质层延伸，穿过所述P型硅层并延伸进入N型硅层。
[0031]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述隔离沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。
[0032]根据本公开的至少一个实施方式的集成温度检测二极管的半导体器件，所述第一元胞区与所述第二元胞区具有共同的金属基底，所述第二元胞区还形成两个第一金属电极，所述两个第一金属电极分别作为温度检测二极管的阳极和阴极；
[0033]所述阳极与所述阴极分别通过接触孔与多晶硅层接触，所述多晶硅层中临近所述阳极的接触孔的区域形成P型掺杂区，所述多晶硅层中临近所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，包括：第一元胞区，所述第一元胞区形成充电控制场效应管，所述充电控制场效应管的栅极用于接收控制信号以处于导通状态；以及第二元胞区，所述第二元胞区形成有温度检测二极管，所述温度检测二极管检测所述半导体器件的当前温度；其中，所述第一元胞区与所述第二元胞区相邻地设置。2.根据权利要求1所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第一元胞区还形成有放电控制场效应管，所述放电控制场效应管的栅极用于接收控制信号以处于导通状态。3.根据权利要求1或2所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第一元胞区与所述第二元胞区具有共同的金属基底，所述第二元胞区还形成第一金属电极，所述第一金属电极作为温度检测二极管的阳极，所述金属基底能够作为所述温度检测二极管的阴极。4.根据权利要求3所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述P型硅层临近所述第一金属电极设置，所述N型硅层临近所述金属基底设置。5.根据权利要求4所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第一金属电极经由两个以上的接触孔与所述P型硅层接触。6.根据权利要求5所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述接触孔的底部形成有P型重掺杂区。7.根据权利要求4所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二元胞区经由至少一个隔离沟槽与第一元胞区进行功能间隔。8.根据权利要求7所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述隔离沟槽由所述第一金属电极下方的氧化介质层延伸，穿过所述P型硅层并延伸进入N型硅层。9.根据权利要求8所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述隔离沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。10.根据权利要求8所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第一元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述第一元胞区与所述第二元胞区共用所述P型硅层以及所述N型硅层；所述金属基底能够作为所述充电控制场效应管的漏极，所述P型硅层的远离所述金属基底的一侧设置有第二金属电极以及第三金属电极，所述第二金属电极能够作为所述充电控制场效应管的源极，所述第三金属电极能够作为所述充电控制场效应管的栅极。11.根据权利要求10所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第三金属电极经由一个接触孔与经由P型硅层延伸进入N型硅层的第三沟槽接触。12.根据权利要求11所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第三沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。13.根据权利要求10所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二金属电极经由四个接触孔与P型硅层接触，其中两个接触孔沿第一方向排列，另两个接触孔沿第二方向排列，第一方向垂直于第二方向，所述四个接触孔的底部均形成有P型重掺杂
区，且沿第一方向排列的两个接触孔的侧方均形成N型重掺杂区。14.根据权利要求13所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二金属电极下方的各个所述接触孔被第二沟槽间隔开。15.根据权利要求14所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二沟槽填充氧化层介质或氧化层
‑
多晶硅介质。16.根据权利要求1或2所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第一元胞区与所述第二元胞区具有共同的金属基底，所述第二元胞区还形成两个第一金属电极，所述两个第一金属电极分别作为温度检测二极管的阳极和阴极。17.根据权利要求16所述的集成温度检测二极管的半导体器件，其特征在于，所述第二元胞区还包括P型硅层以及N型硅层，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：珠海迈巨微电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：