一种高精度测温的MOSFET功率器件的制作方法

本技术涉及功率器件，尤其涉及一种高精度测温的mosfet功率器件。

背景技术：

1、mosfet大致可以分为以下几类：平面型mosfet；trench(沟槽型)mosfet，主要用于低压领域；sgt(shielded gate transistor，屏蔽栅沟槽)mosfet，主要用于中压和低压领域；sj-(超结)mosfet，主要在高压领域应用。现有的mosfet存在集成的温度检测部件(如温度传感二极管)，通过集成的温度检测部件测量整个功率器件的结温。

2、现有的无需外加高电位的集成温度检测的mosfet器件结构如图1所示，电路简化图如图2所示。现有的集成温度检测的mosfet器件结构集成了一个温度传感二极管，对于集成的硅二极管，温度每升高1℃，正向电压下降约2mv左右。但是2mv/℃左右的变化量太小，二极管的正向压降受器件制造工艺影响导致轻微的变动，温度检测传感二极管读出的结温误差会比较大。因此，需要合理设计传感器的放大电路，提高传感器的灵敏度。

3、在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

4、现有的集成温度检测功率器件中的温度传感二极管的正向压降随结温的变化较小，检测会出现误差，影响温度传感二极管的灵敏度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种高精度测温的mosfet功率器件，以解决现有技术中存在的集成温度检测功率器件中的温度传感二极管的正向压降随结温的变化较小，检测会出现误差，影响温度传感二极管的灵敏度的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

3、本实用新型提供的一种高精度测温的mosfet功率器件，包括：外延片，以及设置在所述外延片上的mosfet部件和温度检测部件；

4、所述温度检测部件包括n个pn结二极管模块、阴极连接件和阳极连接件；所述n个pn结二极管模块串联连接，所述阳极连接件和阴极连接件分别设置在串联后的所述n个pn结二极管模块的两端；

5、所述阳极连接件与相邻的所述pn结二极管模块的阳极连接，所述阴极连接件与相邻的所述pn结二极管模块的阴极连接。

6、可选的，每个所述pn结二极管模块均包括第一掺杂区、第二掺杂区、介质层、阴极接触孔和阳极接触孔；所述第一掺杂区位于所述外延片之上，所述介质层位于所述第一掺杂区之上；所述第二掺杂区位于所述第一掺杂区的指定区域中，且与所述介质层相接触；所述阳极接触孔穿过所述介质层，且与所述第一掺杂区相接触；所述阴极接触孔穿过所述介质层，与所述指定区域对应设置，且与所述第二掺杂区相接触；

7、相邻两个所述pn结二极管模块的阳极接触孔和阴极接触孔之间通过电极连接区进行连接。

8、可选的，所述电极连接区包括金属接触电极和金属电极层；所述金属接触电极位于所述阳极接触孔和阴极接触孔内，所述金属电极层位于所述介质层上方，且设置在所述阳极接触孔和所述阴极接触孔相对应的位置处。

9、可选的，所述阳极接触孔的深度大于所述介质层的厚度和所述第二掺杂区的厚度之和，且小于所述介质层的厚度和所述第一掺杂区的厚度之和；

10、所述阴极接触孔的深度小于所述介质层的厚度和所述第二掺杂区的厚度之和，且不小于所述介质层的厚度。

11、可选的，在每个所述pn结二极管模块中，还包括：第三掺杂区；所述第三掺杂区位于所述阳极接触孔的底部；所述第三掺杂区的注入离子与所述第一掺杂区的注入离子同型，所述第三掺杂区的注入离子的浓度大于所述第一掺杂区的注入离子的浓度。

12、可选的，在每个所述pn结二极管模块中，还包括：隔离区，所述隔离区位于所述外延片内，且位于所述阴极接触孔旁远离所述阳极接触孔的一侧。

13、可选的，所述隔离区包括隔离槽、外介质层和内介质层，所述外介质层位于所述隔离槽的底部和侧壁上，所述内介质层位于所述外介质层形成的空间内。

14、可选的，所述隔离槽的深度范围为1μm～2μm，宽度范围为0.3μm～1.5μm。

15、可选的，所述功率器件还包括：背面金属层，所述背面金属层位于所述外延片之下。

16、可选的，所述n个pn结二极管模块中的n≥2。

17、实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

18、本实用新型中设置有n个相串联的pn结二极管模块，以达到放大电信号的目的，能够提升温度检测部件在mosfet功率器件中检测的灵敏度，实现高精度测温。

技术特征：

1.一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，包括：外延片(1)，以及设置在所述外延片(1)上的mosfet部件(2)和温度检测部件(3)；

2.根据权利要求1所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，每个所述pn结二极管模块(31)均包括第一掺杂区(311)、第二掺杂区(312)、介质层(313)、阴极接触孔(314)和阳极接触孔(315)；所述第一掺杂区(311)位于所述外延片(1)之上，所述介质层(313)位于所述第一掺杂区(311)之上；所述第二掺杂区(312)位于所述第一掺杂区(311)的指定区域中，且与所述介质层(313)相接触；所述阳极接触孔(315)穿过所述介质层(313)，且与所述第一掺杂区(311)相接触；所述阴极接触孔(314)穿过所述介质层(313)，与所述指定区域对应设置，且与所述第二掺杂区(312)相接触；

3.根据权利要求2所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述电极连接区(32)包括金属接触电极(321)和金属电极层(322)；所述金属接触电极(321)位于所述阳极接触孔(315)和阴极接触孔(314)内，所述金属电极层(322)位于所述介质层(313)上方，且设置在所述阳极接触孔(315)和所述阴极接触孔(314)相对应的位置处。

4.根据权利要求2所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述阳极接触孔(315)的深度大于所述介质层(313)的厚度和所述第二掺杂区(312)的厚度之和，且小于所述介质层(313)的厚度和所述第一掺杂区(311)的厚度之和；

5.根据权利要求2所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，在每个所述pn结二极管模块(31)中，还包括：第三掺杂区(323)；所述第三掺杂区(323)位于所述阳极接触孔(315)的底部；所述第三掺杂区(323)的注入离子与所述第一掺杂区(311)的注入离子同型，所述第三掺杂区(323)的注入离子的浓度大于所述第一掺杂区(311)的注入离子的浓度。

6.根据权利要求2所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，在每个所述pn结二极管模块(31)中，还包括：隔离区(33)，所述隔离区(33)位于所述外延片(1)内，且位于所述阴极接触孔(314)旁远离所述阳极接触孔(315)的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述隔离区(33)包括隔离槽(331)、外介质层(332)和内介质层(333)，所述外介质层(332)位于所述隔离槽(331)的底部和侧壁上，所述内介质层(333)位于所述外介质层(332)形成的空间内。

8.根据权利要求7所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述隔离槽(331)的深度范围为1μm～2μm，宽度范围为0.3μm～1.5μm。

9.根据权利要求1所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括：背面金属层(13)，所述背面金属层(13)位于所述外延片(1)之下。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种高精度测温的mosfet功率器件，其特征在于，所述n个pn结二极管模块(31)中的n≥2。

技术总结
本技术公开了一种高精度测温的MOSFET功率器件，涉及功率器件技术领域。该器件包括：外延片，以及设置在所述外延片上的MOSFET部件和温度检测部件；所述温度检测部件包括n个PN结二极管模块、阴极连接件和阳极连接件；所述n个PN结二极管模块串联连接，所述阳极连接件和阴极连接件分别设置在串联后的所述n个PN结二极管模块的两端；所述阳极连接件与相邻的所述PN结二极管模块的阳极连接，所述阴极连接件与相邻的所述PN结二极管模块的阴极连接。本技术中设置有n个相串联的PN结二极管模块，能够达到放大信号的目的，提升温度检测部件在MOSFET功率器件中检测的灵敏度，实现高精度测温。

技术研发人员：田甜,廖光朝
受保护的技术使用者：重庆云潼科技有限公司
技术研发日：20240524
技术公布日：2025/2/17