一种能够监测温变的纵向制造技术

本发明专利技术提供一种能够监测温变的纵向

【技术实现步骤摘要】
一种能够监测温变的纵向MOSFET器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件及其制备方法
。

技术介绍

[0002]功率
MOSFET(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor
，金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管
)
器件是一种新一代的电力电子开关器件，它在
MOS
集成电路工艺的基础上发展而来，能够满足电力设备高功率大电流的需求
。
该器件具有高输入阻抗
、
低驱动功率
、
高开关速度
、
优越的频率特性和良好的热稳定性等独特特点，因此在开关电源
、
电极调速
、
音频放大
、
高频振荡器
、
不间断电源
、
节能灯
、
汽车电子
、
马达驱动
、
工业控制和逆变器等各个领域得到广泛应用
。
然而，在电力电子系统中，特别是在高功率大电流的情况下，功率
MOSFET
器件会产生热损耗，导致温度升高，进而可能损坏器件并导致整个系统失效
。
因此，对功率
MOSFET
器件的温度进行监测至关重要r/>。
[0003]现有技术中，通常是在靠近功率
MOSFET
器件的散热器或者
PCB
板上安装温度传感器来监测温度
。
然而，这种方法存在温度监测不及时和无法对每个功率
MOSFET
器件单管进行温度监测的问题，仍然可能导致失效
。
或者通过监测整个系统的温度来判断功率
MOSFET
器件的温度，但这种方法无法直接
、
精确地反映功率
MOSFET
的温度，因此也容易导致器件失效
。
[0004]如图1所示，为传统的功率
MOSFET
器件与二极管
(Diode)
器件集成的平面结构图，通过
Diode
器件实现对功率
MOSFET
器件的温度监测
。
但这种平面结构中，横向尺寸大，对于芯片的利用率低，且由于功率
MOSFET
器件的外延层与
Diode
器件的外延层连通，限制了
Diode
器件的性能
。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件及其制备方法
。
[0006]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：
[0007]一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，包括：
[0008]一
MOSFET
元胞区和一
Diode
元胞区；所述
MOSFET
元胞区和所述
Diode
元胞区纵向设置于同一芯片中，且所述
Diode
元胞区设置于所述
MOSFET
元胞区的上方，所述
Diode
元胞区用于实时监测所述
MOSFET
元胞区的温度变化
。
[0009]优选地，所述
MOSFET
元胞区包括：
[0010]至少两个第二导电类型的体区，于一第一导电类型的半导体基体的上表面注入形成；其中一所述体区内形成有一第一导电类型的第一注入区；
[0011]栅氧化层和氧化隔离层，所述栅氧化层的上表面形成有多晶硅层；
[0012]层间介质层，形成于所述栅氧化层
、
所述多晶硅层和所述氧化隔离层的上表面；所
述层间介质层中形成有接触孔，所述接触孔贯穿所述第一注入区至所述体区中，所述接触孔的下方形成有一第二导电类型的第二注入区；
[0013]源极金属层和漏极金属层，所述源极金属层形成于所述层间介质层的上表面；所述漏极金属层形成于所述半导体基体的下表面
。
[0014]优选地，所述栅氧化层形成于所述半导体基体的上表面；或者
[0015]还包括：沟槽，形成于所述半导体基体中，且所述沟槽位于所述体区之间，所述栅氧化层形成于所述沟槽的底部和侧壁，所述多晶硅层填充于所述沟槽中
。
[0016]优选地，所述
Diode
元胞区包括：由下至上依次设置的第二导电类型的阳极区
、
第一导电类型的漂移区
、
第一导电类型的阴极区
、
阴极金属区；
[0017]所述阳极区形成于所述源极金属层的上表面
。
[0018]优选地，所述
Diode
元胞区还包括阳极金属区，所述
Diode
元胞区的阳极金属区与所述
MOSFET
元胞区共用所述源极金属层
。
[0019]优选地，所述源极金属层和所述阴极金属区之间设有一绝缘隔离层
。
[0020]本专利技术还提供一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件的制备方法，用于制备如上述的纵向
MOSFET
器件，所述方法包括：
[0021]步骤
S1
，于一芯片中形成一
MOSFET
元胞区；
[0022]步骤
S2
，于所述
MOSFET
元胞区的上方形成一
Diode
元胞区，所述
Diode
元胞区用于实时监测所述
MOSFET
元胞区的温度变化
。
[0023]优选地，所述步骤
S1
包括：
[0024]步骤
S11
，于一第一导电类型的半导体基体的上表面进行局部氧化工艺，形成一氧化隔离层；
[0025]步骤
S12
，于所述半导体基体的上表面形成一栅氧化层，于所述栅氧化层的上表面淀积多晶硅层，并通过光刻工艺定义栅极区域，刻蚀去除多余的所述栅氧化层和所述多晶硅层；
[0026]步骤
S13
，以所述栅氧化层和所述多晶硅层作为阻挡层，于所述半导体基体的上表面注入形成至少两个第二导电类型的体区，并于其中一所述体区内形成一第一导电类型的第一注入区；
[0027]步骤
S14
，淀积形成一层间介质层，于所述层间介质层中刻蚀形成接触孔，所述接触孔贯穿所述第一注入区至所述体区中，并于所述接触孔的下方注入形成一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，包括：一
MOSFET
元胞区和一
Diode
元胞区；所述
MOSFET
元胞区和所述
Diode
元胞区纵向设置于同一芯片中，且所述
Diode
元胞区设置于所述
MOSFET
元胞区的上方，所述
Diode
元胞区用于实时监测所述
MOSFET
元胞区的温度变化
。2.
根据权利要求1所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，所述
MOSFET
元胞区包括：至少两个第二导电类型的体区，于一第一导电类型的半导体基体的上表面注入形成；其中一所述体区内形成有一第一导电类型的第一注入区；栅氧化层和氧化隔离层，所述栅氧化层的上表面形成有多晶硅层；层间介质层，形成于所述栅氧化层
、
所述多晶硅层和所述氧化隔离层的上表面；所述层间介质层中形成有接触孔，所述接触孔贯穿所述第一注入区至所述体区中，所述接触孔的下方形成有一第二导电类型的第二注入区；源极金属层和漏极金属层，所述源极金属层形成于所述层间介质层的上表面；所述漏极金属层形成于所述半导体基体的下表面
。3.
根据权利要求2所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，所述栅氧化层形成于所述半导体基体的上表面；或者还包括：沟槽，形成于所述半导体基体中，且所述沟槽位于所述体区之间，所述栅氧化层形成于所述沟槽的底部和侧壁，所述多晶硅层填充于所述沟槽中
。4.
根据权利要求2所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，所述
Diode
元胞区包括：由下至上依次设置的第二导电类型的阳极区
、
第一导电类型的漂移区
、
第一导电类型的阴极区
、
阴极金属区；所述阳极区形成于所述源极金属层的上表面
。5.
根据权利要求4所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，所述
Diode
元胞区还包括阳极金属区，所述
Diode
元胞区的阳极金属区与所述
MOSFET
元胞区共用所述源极金属层
。6.
根据权利要求4所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，其特征在于，所述源极金属层和所述阴极金属区之间设有一绝缘隔离层
。7.
一种能够监测温变的纵向
MOSFET
器件的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1‑6任意一项所述的能够监测温变的纵向
MOSFET
器件，所述方法包括：步骤
S1
，于一芯片中形成一
MOSFET
元胞区；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雯娇，张伟，刘庆红，刘鹏飞，沈海波，
申请(专利权)人：上海维安半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：