KR102110249B1 - 전력 반도체 칩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 관점에 의한 전력 반도체 칩은, 전력 반도체 소자의 에미터 전극과 연결되는 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서의 일측과 연결되는 온도 센서 단자;를 포함한다. 상기 온도 센서는 상기 켈빈 에미터 단자 및 상기 전류 센서 단자 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자와 상기 온도 센서 단자 사이에 형성된 정션 다이오드를 포함하고, 상기 온도 센서 단자는 상기 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 정션 다이오드의 타측에 연결된다.

Description

전력 반도체 칩{Power semiconductor chip}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전력 반도체 칩에 관한 것이다.
전력 반도체 소자는 고전압과 고전류 환경에서 동작하는 반도체 소자이다. 예를 들어, 전력 반도체 소자로는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor), 전력 모스펫(Power MOSFET) 등을 들 수 있다. 이러한 전력 반도체 소자는 고전압에 대한 내압 특성이 기본적으로 요구되며, 최근에는 부가적으로 고속 스위칭 동작을 요하고 있다. 하지만, 고속 스위칭 동작을 위해서는 온 저항을 낮춰야 하지만 이 경우 내압 특성을 저하시키고 있어서 문제가 되고 있다.
이러한 전력 반도체 소자의 동작은 온도에 민감하기 때문에, 일정 이상의 온도에서는 동작을 차단할 필요가 있다. 이에 따라, 전력 반도체 소자를 포함하는 전력 반도체 칩 내에는 온도 모니터링을 위한 온도 센서가 일반적으로 형성되어 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 반도체 칩은 셀 영역 내에 온도 센서 영역(56)이 한정되어 있고, 이러한 온도 센서 영역 내에서는 온도 센싱을 위한 온도 센서, 예컨대 P형 반도체와 N형 반도체가 직병렬로 연결된 PN 다이오드가 형성되어 있다. 이러한 온도 센서의 신호는 전력 반도체 칩의 한 쌍의 온도 센서 단자(58a, 58b)들을 통해서 입출력될 수 있다.
이와 같이 전력 반도체 소자의 안정적인 구동을 위해서는 온도 센서 영역(56) 내 PN 다이오드를 만들어야 하고, 외부와 신호 전달을 위해서는 한 쌍의 온도 센서 단자들(58a, 58b)을 전력 반도체 칩 내에 구비해야 한다. 이에 따라, 온도 센서를 만들기 위한 부가 공정이 들어가고, 온도 센서 단자들을 위한 핀들이 부가되어 전력 반도체 칩의 제조 공정을 복잡하게 하고 경제성을 저하시키고 있다.
1. 대한민국 공개공보 제20140057630호(2014.05.13. 공개)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온도 센서 구조 및 제조 공정을 단순화하기 위한 전력 반도체 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 의한 전력 반도체 칩은, 전력 반도체 소자의 에미터 전극과 연결되는 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자와, 상기 전력 반도체 소자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서의 일측과 연결되는 온도 센서 단자;를 포함한다. 상기 온도 센서는 상기 켈빈 에미터 단자 및 상기 전류 센서 단자 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자와 상기 온도 센서 단자 사이에 형성된 정션 다이오드를 포함하고, 상기 온도 센서 단자는 상기 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 정션 다이오드의 타측에 연결된다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 켈빈 에미터 단자를 포함하고, 상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전력 반도체 소자 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 1 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 2 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함할 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 제 1 도전형은 N형이고, 상기 제 2 도전형은 P형이고, 상기 정션 다이오드는 P-N-P 정션 접합을 포함할 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 켈빈 에미터 단자는 상기 제 1 웰 영역에 연결되고, 상기 온도 센서 단자는 상기 제 2 웰 영역에 연결될 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 제 2 웰 영역은 상기 제 1 웰 영역에 비해서 고농도로 도핑될 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 전류 센서 단자를 포함하고, 상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전류 센서 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 3 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 4 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함할 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 전류 센서 단자는 상기 제 3 웰 영역에 연결되고, 상기 온도 센서 단자는 상기 제 4 웰 영역에 연결될 수 있다.
상기 전력 반도체 칩에 있어서, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 에미터 단자를 포함하고, 상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전력 반도체 소자 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 1 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 2 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 소자에 의하면, 온도 센서를 형성하기 위하여, 별도의 PN 다이오드를 형성하지 않고 전류 센서 영역 또는 셀 영역 내에 간단하게 정션 다이오드 구조를 형성함으로써 온도 센서 형성 공정을 간소화할 수 있다. 나아가, 온도 센서의 일측 단자는 전류 센서 단자, 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자 중 어느 하나를 그대로 이용할 수 있어서, 단자의 수를 기존 두 개에서 한 개로 줄일 수 있다. 물론 이러한 효과는 예시적인 것이고, 이러한 효과에 의해서 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 전력 반도체 칩을 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩을 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩을 보여주는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 반도체 칩을 보여주는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 반도체 칩의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 전력 반도체 칩의 온도 센서 특성을 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩(100)을 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 전력 반도체 칩(100)은 전력 반도체 소자(60)가 형성된 칩 또는 다이 구조를 포함할 수 있다. 이러한 전력 반도체 칩(100)은 반도체 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼 상에 전력 반도체 소자(60)들이 형성된 후 단일 다이 또는 칩 형태로 절단된 형태일 수 있다.
예를 들어, 전력 반도체 소자(60)는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)를 포함할 수 있다. IGBT는 게이트 전극, 에미터 전극 및 컬렉터 전극을 포함할 수 있다. 다른 예로, 전력 반도체 소자(60)는 전력 모스펫(power MOSFET)을 포함할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩을 보여주는 회로도이다.
도 2 및 도 3을 같이 참조하면, 전력 반도체 칩(100)은 이러한 전력 반도체 소자(60)와 외부를 연결하기 위한 복수의 단자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 반도체 칩(100)은 전력 반도체 소자(60)의 에미터 전극에 연결되는 에미터 단자(69) 및 켈빈 에미터 단자(66), 전력 반도체 소자(60)의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자(62), 전력 반도체 소자(60)의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자(64), 전력 반도체 소자(60)의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(67)의 일측과 연결되는 온도 센서 단자(68) 및/또는 전력 반도체 소자(60)의 컬렉터 전극과 연결되는 컬렉터 단자(61)를 포함할 수 있다. 도 2에서 컬렉터 단자(61)는 전력 반도체 칩(100)의 후면 상에 있다.
온도 센서(67)는 켈빈 에미터 단자(66) 및 에미터 단자(69) 중 어느 하나의 단자와 온도 센서 단자(68) 사이에 형성된 정션 다이오드(junction diode)를 포함할 수 있다. 정션 다이오드는 적어도 하나의 n형 불순물 영역과 적어도 하나의 p형 불순물 영역의 접합 구조, 예컨대 P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조, N-P-N 접합 구조 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서 단자(68)는 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 켈빈 에미터 단자(66) 및 에미터 단자(69) 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자는 정션 다이오드의 타측에 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 반도체 칩의 전력 반도체 소자를 보여주는 단면도이다.
도 3, 도 4 및 도 4를 같이 참조하면, 전력 반도체 소자(60)는 IGBT 셀 어레이 구조를 형성하는 반도체층(105), 적어도 하나의 게이트 전극(120) 및 에미터 전극(140)을 포함할 수 있다.
반도체층(105)은 하나 또는 복수의 반도체 물질층을 지칭할 수 있으며, 예를 들어, 하나 또는 다층의 에피택셜층(epitaxial layer)을 지칭할 수도 있다. 예컨대, 반도체층(105)은 드리프트 영역(107) 및 제 1 웰 영역(110)을 포함할 수 있다. 나아가, 반도체층(105)은 제 1 웰 영역(110) 내 제 1 에미터(emitter) 영역(미도시)을 더 포함할 수 있다. 나아가, 반도체층(105)은 게이트 전극(120) 사이에서 게이트 전극(120) 하부로 이어지는 부분에 플로팅 영역(125)을 더 포함할 수 있다. 에미터 전극(140)은 제 1 웰 영역(110) 및/또는 제 1 에미터 영역과 콘택 플러그를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다.
드리프트 영역(107) 및 제 1 에미터 영역은 제 1 도전형을 갖고, 제 1 웰 영역(110) 및 플로팅 영역(125)은 제 2 도전형을 가질 수 있다. 제 1 도전형 및 제 2 도전형은 서로 반대의 도전형을 가지 되 n형 및 p형 중 각각 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 제 1 도전형은 n형이고 제 2 도전형이 p형일 수 있으며, 첨부된 도면에서는 예시적으로 이러한 도전형 구성을 상정한다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 예를 들어, 제 1 도전형이 n형이고 제 2 도전형은 p형일 수도 있다.
드리프트 영역(107)은 제 1 도전형의 에피택셜층으로 제공될 수 있고, 제 1 웰 영역(110)은 이러한 에피택셜층에 제 2 도전형의 불순물을 도핑하거나 또는 제 2 도전형의 에피택셜층으로 형성할 수 있다. 제 1 에미터 영역은 제 1 웰 영역(110) 내에 제 1 도전형의 불순물을 도핑하거나 또는 제 1 도전형의 에피택셜층을 부가적으로 형성하여 제조할 수 있다.
컬렉터 영역(128)은 드리프트 영역(107) 아래에 제공되고, 컬렉터 전극(155)은 컬렉터 영역(128)에 연결되도록 컬렉터 영역(128) 아래에 제공될 수 있다. 예를 들어, 드리프트 영역(107)은 반도체 기판(미도시) 상에 제공될 수 있고, 반도체 기판은 제 2 도전형을 갖는 컬렉터 영역(128)의 적어도 일부 또는 전부를 한하고, 컬렉터 전극(155)은 반도체 기판의 하면상에 제공될 수 있다. 다른 예로, 컬렉터 영역(128)은 드리프트 영역(107) 아래에 제 2 도전형을 갖는 에피택셜층으로 제공될 수도 있다.
게이트 전극(120)은 반도체층(105)에 형성된 적어도 하나의 트렌치를 매립하도록 반도체층(105) 내로 리세스되어 형성될 수 있다. 트렌치는 반도체층(105)의 표면으로부터 소정 깊이로 형성될 수 있고, 예컨대 제 1 에미터 영역(112)과 제 1 웰 영역(110)을 뚫고 드리프트 영역(107)의 일부까지 신장되도록 형성될 수 있다. 트렌치는 전계가 집중되는 것을 억제하기 위하여 그 모서리, 예컨대 하단 모서리가 라운딩 처리될 수 있다.
게이트 절연층(118)은 게이트 전극(120) 및 트렌치 내 반도체층(105) 사이에 개재될 수 있다. 게이트 전극(120) 상에는 절연층(130)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(120)의 수는 하나 또는 다수로 요구되는 동작 사양에 따라서 적절하게 선택될 수 있고 이 실시예의 범위를 제한하지 않는다.
이 실시예에서, 온도 센서(67)는 켈빈 에미터 단자(66)와 온도 센서 단자(68) 사이, 또는 에미터 단자(69)와 온도 센서 단자(68) 사이에 형성될 수 있다. 켈빈 에미터 단자(66)와 에미터 단자(69)는 에미터 전극(140)에 전기적으로 연결되어 있다.
온도 센서 단자(68)는 드리프트 영역107) 상의 제 2 웰 영역(115)에 전기적으로 연결된 온도 센서 전극(145)에 연결될 수 있다. 제 2 웰 영역(115)은 온도 센서 전극(145)과 오믹 접촉을 높이기 위하여 제 1 웰 영역(110)보다 높은 농도로 동핑될 수 있다.
이에 따라, 온도 센서(67)의 정션 다이오드는 전력 반도체 소자(60) 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역(107), 드리프트 영역(107)과 접하고 제 2 도전형을 갖는 제 1 웰 영역(110), 및 온도 센서 단자(68)와 드리프트 영역(107) 사이의 제 2 도전형을 갖는 제 2 웰 영역(115) 사이의 정션 접합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1 도전형은 N형이고, 제 2 도전형은 P형인 경우, 정션 다이오드는 제 1 웰 영역(110)-드리프트 영역(107)-제 2 웰 영역(115) 사이의 정션 접합, 예컨대 P-N-P 정션 접합을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제 1 도전형은 P형이고, 제 2 도전형은 N형인 경우, 정션 다이오드는 N-P-N 정션 접합을 포함할 수도 있다.
이 실시예에 따르면, 온도 센서(67)를 형성하기 위하여, 별도의 PN 다이오드를 형성하지 않고 전력 반도체 소자(60)의 셀 구조에 부가적으로 제 2 웰 영역(115)을 형성함으로써 정션 다이오드 구조를 형성할 수 있어서, 온도 센서(67) 형성 공정을 간소화할 수 있다.
아울러, 온도 센서(67)의 일측 단자는 전력 반도체 소자(60)의 에미터 전극(69) 또는 켈빈 에미터 전극(66)를 그대로 이용할 수 있어서, 온도 센서(67)의 외부 입출력을 위해서 온도 센서 단자(68) 하나만 부가적으로 형성하기 때문에 단자의 수를 기존 두 개에서 한 개로 줄일 수 있다. 따라서, 전력 반도체 칩(100)의 단자 개수를 줄일 수 있어서 그 구조가 단순화 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 반도체 칩을 보여주는 회로도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 반도체 칩의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 전력 반도체 소자(60)는 전류 센서의 구조를 형성하는 반도체층(105), 적어도 하나의 게이트 전극(120a) 및 전류 센서 전극(142)을 포함할 수 있다. 이러한 전류 센서는 도 4의 IGBT 셀 어레이의 전류를 모니터링하기 위한 것으로서 도 4의 IGBT의 셀 어레이와 그 크기에서만 차이가 있을 뿐 실질적으로 동일한 구조를 갖고 병렬적으로 형성될 수 있다. 따라서, 두 실시예들은 서로 참조될 수 있고, 두 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.
반도체층(105a)은 하나 또는 복수의 반도체 물질층을 지칭할 수 있으며, 예를 들어, 하나 또는 다층의 에피택셜층(epitaxial layer)을 지칭할 수도 있다. 예컨대, 반도체층(105a)은 드리프트 영역(107) 및 제 3 웰 영역(110a)을 포함할 수 있다. 나아가, 반도체층(105a)은 제 3 웰 영역(110a) 내 제 2 에미터(emitter) 영역(미도시)을 더 포함할 수 있다. 나아가, 반도체층(105a)은 게이트 전극(120a) 사이에서 게이트 전극(120a) 하부로 이어지는 부분에 플로팅 영역(125a)을 더 포함할 수 있다. 전류 센서 전극(142)은 제 3 웰 영역(110a) 및/또는 제 2 에미터 영역과 콘택 플러그를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다.
드리프트 영역(107)은 제 1 도전형의 에피택셜층으로 제공될 수 있고, 제 3 웰 영역(110a) 및 플로팅 영역(125a)은 이러한 에피택셜층에 제 2 도전형의 불순물을 도핑하거나 또는 제 2 도전형의 에피택셜층으로 형성할 수 있다. 제 2 에미터 영역은 제 3 웰 영역(110a) 내에 제 1 도전형의 불순물을 도핑하거나 또는 제 1 도전형의 에피택셜층을 부가적으로 형성하여 제조할 수 있다.
이 실시예에서, 제 3 웰 영역(110a)은 도 4의 제 1 웰 영역(110)과 실질적으로 동일한 구조로 동일하게 형성될 수 있고, 제 2 에미터 영역(112a)은 도 4의 제 1 에미터 영역(112)과 실질적으로 동일한 구조로 동일하게 형성될 수 있다.
게이트 전극(120a)은 반도체층(105a)에 형성된 적어도 하나의 트렌치를 매립하도록 반도체층(105) 내로 리세스되어 형성될 수 있다. 게이트 절연층(118a)은 게이트 전극(120a) 및 트렌치 내 반도체층(105a) 사이에 개재될 수 있다. 게이트 전극(120a)은 도 4의 게이트 전극(120)과 실질적으로 동일한 구조로 동시에 형성될 수 있다.
이 실시예에서, 온도 센서(67)는 전류 센서 단자(64)와 온도 센서 단자(68) 사이에 형성될 수 있다. 전류 센서 단자(64)는 전류 센서 전극(142)에 연결될 수 있다.
온도 센서 단자(68)는 드리프트 영역107) 상의 제 2 도전형을 갖는 제 4 웰 영역(115a)에 전기적으로 연결된 온도 센서 전극(145)에 연결될 수 있다. 제 4 웰 영역(115a)은 온도 센서 전극(145)과 오믹 접촉을 높이기 위하여 제 3 웰 영역(110a)보다 높은 농도로 도핑될 수 있다.
이에 따라, 온도 센서(67)의 정션 다이오드는 전류 센서 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역(107), 드리프트 영역(107)과 접하고 제 2 도전형을 갖는 제 3 웰 영역(110a), 및 온도 센서 단자(68)와 드리프트 영역(107) 사이의 제 2 도전형을 갖는 제 4 웰 영역(115a) 사이의 정션 접합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1 도전형은 N형이고, 제 2 도전형은 P형인 경우, 정션 다이오드는 제 3 웰 영역(110a)-드리프트 영역(107)-제 4 웰 영역(115a) 사이의 정션 접합, 예컨대 P-N-P 정션 접합을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제 1 도전형은 P형이고, 제 2 도전형은 N형인 경우, 정션 다이오드는 N-P-N 정션 접합을 포함할 수도 있다.
이 실시예에 따르면, 온도 센서(67)를 형성하기 위하여, 별도의 PN 다이오드를 형성하지 않고 전류 센서 영역에 부가적으로 제 4 웰 영역(115a)을 형성함으로써 정션 다이오드 구조를 형성할 수 있어서, 온도 센서(67) 형성 공정을 간소화할 수 있다. 나아가, 전류 센서 영역을 이용하면 셀 영역을 이용하는 경우에 비해서 상대적으로 작은 크기의 정션 다이오드 구조를 형성할 수 있어서, 동작 안정성을 높일 수 있다.
아울러, 온도 센서(67)의 일측 단자는 전류 센서 단자(64)를 그대로 이용할 수 있어서, 온도 센서(67)의 외부 입출력을 위해서 온도 센서 단자(68) 하나만 부가적으로 형성하기 때문에 단자의 수를 기존 두 개에서 한 개로 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 전력 반도체 칩의 온도 센서 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 전류 센서 단자(64), 에미터 단자(69) 및 켈빈 에미터 단자(66) 중 어느 하나와 온도 센서 단자(68) 사이에서 온도에 따라 I-V 특성이 달라지는 다이오드 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 온도 센서(67)를 통한 전력 반도체 소자(60)의 온도 모니터링이 가능함을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
60: 전력 반도체 소자
61: 컬렉터 단자
62: 게이트 단자
64: 전류 센서 단자
66: 켈빈 에미터 단자
67: 온도 센서
68: 온도 센서 단자
69: 에미터 단자

Claims (10)

  1. 전력 반도체 소자의 에미터 전극과 연결되는 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자; 및
    상기 전력 반도체 소자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서의 일측과 연결되는 온도 센서 단자;를 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 에미터 단자, 켈빈 에미터 단자 및 상기 전류 센서 단자 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자와 상기 온도 센서 단자 사이에 형성된 정션 다이오드를 포함하고,
    상기 온도 센서 단자는 상기 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 정션 다이오드의 타측에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 켈빈 에미터 단자를 포함하고,
    상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전력 반도체 소자 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 1 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 2 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함하는, 전력 반도체 칩.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전형은 N형이고, 상기 제 2 도전형은 P형이고,
    상기 정션 다이오드는 P-N-P 정션 접합을 포함하는,
    전력 반도체 칩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 켈빈 에미터 단자는 상기 제 1 웰 영역에 연결되고,
    상기 온도 센서 단자는 상기 제 2 웰 영역에 연결되는,
    전력 반도체 칩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 웰 영역은 상기 제 1 웰 영역에 비해서 고농도로 도핑된,
    전력 반도체 칩.
  6. 전력 반도체 소자의 에미터 전극과 연결되는 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자; 및
    상기 전력 반도체 소자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서의 일측과 연결되는 온도 센서 단자;를 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 에미터 단자, 켈빈 에미터 단자 및 상기 전류 센서 단자 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자와 상기 온도 센서 단자 사이에 형성된 정션 다이오드를 포함하고,
    상기 온도 센서 단자는 상기 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 정션 다이오드의 타측에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 전류 센서 단자를 포함하고,
    상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전류 센서 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 3 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 4 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함하는,
    전력 반도체 칩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 도전형은 N형이고, 상기 제 2 도전형은 P형이고,
    상기 정션 다이오드는 P-N-P 정션 접합을 포함하는,
    전력 반도체 칩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전류 센서 단자는 상기 제 3 웰 영역에 연결되고,
    상기 온도 센서 단자는 상기 제 4 웰 영역에 연결되는,
    전력 반도체 칩.
  9. 전력 반도체 소자의 에미터 전극과 연결되는 에미터 단자 및 켈빈 에미터 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 게이트 전극과 연결되는 게이트 단자;
    상기 전력 반도체 소자의 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서와 연결되는 전류 센서 단자; 및
    상기 전력 반도체 소자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서의 일측과 연결되는 온도 센서 단자;를 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 에미터 단자, 켈빈 에미터 단자 및 상기 전류 센서 단자 중 선택된 적어도 하나의 선택 단자와 상기 온도 센서 단자 사이에 형성된 정션 다이오드를 포함하고,
    상기 온도 센서 단자는 상기 정션 다이오드의 일측에 연결되고, 상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 정션 다이오드의 타측에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 선택 단자는 상기 에미터 단자를 포함하고,
    상기 온도 센서의 상기 정션 다이오드는 상기 전력 반도체 소자 내 제 1 도전형을 갖는 드리프트 영역, 상기 드리프트 영역과 접하고 상기 제 1 도전형과 반대인 제 2 도전형을 갖는 제 1 웰 영역, 및 상기 온도 센서 단자와 상기 드리프트 영역 사이의 상기 제 2 도전형을 갖는 제 2 웰 영역 사이의 정션 접합을 포함하는,
    전력 반도체 칩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 도전형은 N형이고, 상기 제 2 도전형은 P형이고,
    상기 정션 다이오드는 P-N-P 정션 접합을 포함하는,
    전력 반도체 칩.
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