半导体器件及其制造方法、温度检测电路技术

一种半导体器件及其制造方法、温度检测电路，其中，所述半导体器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底的正面具有相邻的第一区域和第二区域，围绕所述第一区域形成有第一隔离带，所述第一隔离带适于连接第一电压；MOS器件，位于所述第一区域；温度检测二极管，位于所述第二区域，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一适于连接第二电压，其中之另一适于连接电流源，所述第二电压和所述第一电压之间的差值小于预设容忍范围。通过本公开方案能够使温度检测二极管更靠近MOS器件部署，提高温度检测精度和响应速度。测精度和响应速度。测精度和响应速度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法、温度检测电路


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体地涉及一种半导体器件及其制造方法、温度检测电路。

技术介绍

[0002]在一些包含功率金属
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氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor，简称MOSFET)和控制电路的电源管理芯片中，由于功率MOSFET发热较大，通常需要实时监测功率MOSFET的温度。
[0003]目前，半导体芯片的温度检测通常利用PN结(PN junction)压降随温度变化的特性实现。该PN结可以是一个二极管，也可以是三极管的基极b(Base)和发射极e(Emitter)间的PN结，还可以是其他器件中的PN结结构，这里统称为二极管。具体而言，二极管的伏安特性对于温度比较敏感，因此可以利用二极管来做温度传感器。由二极管特性曲线可知，温度每上升1℃，二极管正向电压下降约2.2mV(毫伏)；而温度每下降1℃，其正向电压上升约2.2mV。因此，可以通过测量二极管正向电压的变化来计算其温度变化，从而可以很好的控制过热保护电路。
[0004]通常情况下，温度检测二极管距离热点的位置越近，其检测热点温度的精度越高、响应越快。以温度检测点的位置距离发热的功率MOSFET约20um(微米)为例，在功率MOSFET经历瞬时大功率时会产生30℃以上的温差。
[0005]随着电源管理芯片中功率MOSFET的功率越来越大，功率MOSFET的发热问题越来越严重，有必要将温度检测二极管布置在距离发热的功率MOSFET距离最近的位置以及时、准确的检测到功率MOSFET的发热现象。然而，受到结构等多方因素制约，现有电源管理芯片中功率MOSFET和温度检测二极管之间的距离远远无法满足前述最近设置的需求，严重影响温度检测精度和响应速度。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是如何实现温度检测二极管更靠近MOS器件部署，以提高温度检测精度和响应速度。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底的正面具有相邻的第一区域和第二区域，围绕所述第一区域形成有第一隔离带，所述第一隔离带适于连接第一电压；MOS器件，位于所述第一区域；温度检测二极管，位于所述第二区域，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一适于连接第二电压，其中之另一适于连接电流源，所述第二电压和所述第一电压之间的差值小于预设容忍范围。
[0008]可选的，所述预设容忍范围根据所述温度检测二极管和所述第一隔离带之间的击穿电压确定。
[0009]可选的，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中与所述第一隔离带的掺杂类型相反的区域适于连接所述第二电压。
[0010]可选的，所述第二区域形成有第一阱区，所述温度检测二极管位于所述第一阱区，所述第一阱区和所述第一隔离带具有不为零的间隙。
[0011]可选的，所述第一隔离带包括：第一型阱，围绕所述第一区域设置并至少位于所述第一区域和第二区域之间；第一埋层，位于所述第一区域下方并和所述第一型阱相连。
[0012]可选的，所述MOS器件包括漏区和源区，所述漏区相较于所述源区更靠近所述第一型阱，所述第一型阱和所述漏区相连或具有不为零的间隙。
[0013]可选的，所述半导体器件还包括：第二埋层，位于所述第二区域下方，所述第二埋层和所述第一埋层相连。
[0014]可选的，所述第一埋层和所述第二埋层位于同一层。
[0015]可选的，围绕所述第二区域形成有第二隔离带，所述第二隔离带由位于所述第一区域和第二区域之间的第一型阱和所述第二埋层共同围成。
[0016]可选的，位于所述温度检测二极管和所述第一型阱之间的半导体衬底适于连接第四电压，所述第四电压小于等于所述第二电压。
[0017]可选的，所述半导体器件还包括：隔离沟槽，围绕所述第一区域设置并位于所述第一区域远离所述第二区域的一侧。
[0018]可选的，所述温度检测二极管的数量为多个，多个所述温度检测二极管串联连接并分散设置于所述第二区域。
[0019]为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底的正面具有相邻的第一区域和第二区域；围绕所述第一区域形成第一隔离带，所述第一隔离带适于连接第一电压；在所述第一区域形成MOS器件；在所述第二区域形成温度检测二极管，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一适于连接第二电压，其中之另一适于连接电流源，所述第二电压和所述第一电压之间的差值小于预设容忍范围。
[0020]可选的，所述预设容忍范围根据所述温度检测二极管和所述第一隔离带之间的击穿电压确定。
[0021]可选的，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中与所述第一隔离带的掺杂类型相反的区域适于连接所述第二电压。
[0022]可选的，所述在所述第二区域形成温度检测二极管包括：在所述第二区域内掺杂形成第一阱区，所述第一阱区和所述第一隔离带具有不为零的间隙；在所述第二阱区形成所述温度检测二极管。
[0023]可选的，所述围绕所述第一区域形成第一隔离带包括：在所述第一区域下方形成第一埋层；围绕所述第一区域形成第一型阱并与所述第一埋层连接，所述第一型阱至少位于所述第一区域和第二区域之间。
[0024]可选的，所述在所述第一区域形成MOS器件包括：在所述第一区域分别形成源区和漏区，其中，所述漏区相较于所述源区更靠近所述第一型阱，所述第一型阱和所述漏区相连或具有不为零的间隙。
[0025]可选的，所述制造方法还包括：在形成所述第一埋层的同时/之前/之后，在所述第二区域下方形成第二埋层并与所述第一埋层相连。
[0026]可选的，所述第一埋层和所述第二埋层位于同一层。
[0027]可选的，在所述第二区域形成温度检测二极管之前，所述制造方法还包括：基于位于所述第一区域和第二区域之间的第一型阱和所述第二埋层共同围成第二隔离带。
[0028]可选的，位于所述温度检测二极管和所述第一型阱之间的半导体衬底适于连接第四电压，所述第四电压小于等于所述第二电压。
[0029]可选的，所述制造方法还包括：在所述第一区域远离所述第二区域的一侧围绕所述第一区域形成隔离沟槽。
[0030]可选的，所述在所述第二区域形成温度检测二极管包括：在所述第二区域内分散形成多个温度检测二极管；串联连接多个所述温度检测二极管。
[0031]为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种温度检测电路，包括：上述半导体器件；第一电压输出端，与所述第一隔离带电连接以提供第一电压；第二电压输出端，与所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一电连接以提供第二电压，所述第二电压和所述第一电压之间的差值小于预设容忍范围；电流源，与所述温度检测二极管的阴极区和阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底的正面具有相邻的第一区域和第二区域，围绕所述第一区域形成有第一隔离带，所述第一隔离带适于连接第一电压；MOS器件，位于所述第一区域；温度检测二极管，位于所述第二区域，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一适于连接第二电压，其中之另一适于连接电流源，所述第二电压和所述第一电压之间的差值小于预设容忍范围。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述预设容忍范围根据所述温度检测二极管和所述第一隔离带之间的击穿电压确定。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中与所述第一隔离带的掺杂类型相反的区域适于连接所述第二电压。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第二区域形成有第一阱区，所述温度检测二极管位于所述第一阱区，所述第一阱区和所述第一隔离带具有不为零的间隙。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一隔离带包括：第一型阱，围绕所述第一区域设置并至少位于所述第一区域和第二区域之间；第一埋层，位于所述第一区域下方并和所述第一型阱相连。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述MOS器件包括漏区和源区，所述漏区相较于所述源区更靠近所述第一型阱，所述第一型阱和所述漏区相连或具有不为零的间隙。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，还包括：第二埋层，位于所述第二区域下方，所述第二埋层和所述第一埋层相连。8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述第一埋层和所述第二埋层位于同一层。9.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，围绕所述第二区域形成有第二隔离带，所述第二隔离带由位于所述第一区域和第二区域之间的第一型阱和所述第二埋层共同围成。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，位于所述温度检测二极管和所述第一型阱之间的半导体衬底适于连接第四电压，所述第四电压小于等于所述第二电压。11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：隔离沟槽，围绕所述第一区域设置并位于所述第一区域远离所述第二区域的一侧。12.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述温度检测二极管的数量为多个，多个所述温度检测二极管串联连接并分散设置于所述第二区域。13.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底的正面具有相邻的第一区域和第二区域；围绕所述第一区域形成第一隔离带，所述第一隔离带适于连接第一电压；在所述第一区域形成MOS器件；在所述第二区域形成温度检测二极管，所述温度检测二极管的阴极区和阳极区中之一适于连接第二电压，其中之另一适于连接电流源，所述第二电压和所述第一电压之间的差
值小于预设容忍范围。14.根据权利要求13所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆玮，叶正煜，
申请(专利权)人：瓴芯电子科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：