Verfahren zum Erfassen von Strömen m einem Halbleiterbau- element mit einem Multi-Zellen-Stromsensor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Strömen in Halbleiterbauelementen, und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Erfassen von Strömen mit in einem Halbleiterbauelement verteilten Stromsensorzellen.
Eine Stromerfassung in Halbleiterbauelementen ist insbesondere bei Leistungsbauelementen wie beispielsweise VDMOS (Vertical Double-MOS) -Bauelementen, Bipolartransistoren oder IGET- (Insulated Gate Bipolar Transistor-) -
Bauelementen erforderlich. Derartige Halbleiterbaueiernente weisen in herkömmlicher Weise einen Steueranschluss auf, weicher bei VDMOS-Bauele enten und IGBT-Baueiementεn als ein "Gate-Anschluss" und bei Bipolartransistoren als ein "Basis-Anschluss" bezeichnet wird, und über welchen der durch das Bauelement fließende Strom zwischen zwei weiterer. Elektroden "Drain-Anschluss" und "Source-Anschluss" bei VDMOS-Bauelementen, bzw. "Kollεktor-Anschluss" und "Emit- ter-Anschluss" bei einem Bipolartransistor bzw. "Anoden- Anschluss" und "Kathoden-Anschluss" bei IGBT-Bauelementen gesteuert wird.
In nachteiliger Weise ist der sich einstellende Strom nicht nur von einer vorgebbaren Ansteuerung (beispielsweise über den o.a. Steueranschluss) abhangig, sondern von weiteren externen Einflüssen, wie beispielsweise einer Größe einer angeschlossenen Last bzw. eines angeschlossenen Lastεle-
ments, einem sich durch die Eigenschaften des Halbleiter- bauelements und der angeschlossenen Last ergebenden Arbeitspunkt, einer Temperatur oder einem dynamischen Verhalten abhangig.
Es ist wünschenswert, den durch das Halbleiterbauelement fließenden Strom unabhängig von äußeren Betriebsparametern zu erfassen, um beispielsweise kritische Betriebszustande zu identifizieren und/oder den durch die Last fließenden Strom zu delektieren.
In herkömmlicher Weise wird zur Erfassung eines Stroms ein Teil eines aktiven Bereichs eines Halbleiterbauelement s als Sensorelement eingesetzt. Eines der Verfahren zur Stromer- fassung nach dem Stand der Technik ist in . Kudoh et al., ISPSD"95 Conference Froc, S. 119 ff. oescnriebe .
Figur 1 zeigt ein herkömmliches Halbleiterbauelement 100 mit einem aktiven Bereich 102, in welchem eine Stromsensor- zelle 101 untergebracht ist. Der aktive Bereich 102 besteht aus einer Vielzahl parallel geschalteter identischer aktiver Zellen und einer Stromsensorzelle 101, deren Ausgangssignal über die erste Source-Anscnlussemheit der Stromsensorzelle 101 und eine Leiterbahn 204 zu einem aus Metall bestehenden Bondanschluss 203 geleitet wird, wobei das
Ausgangssignal anschließend mittels Bonds abgegriffen werden kann.
Die Source-seitige Kontaktierung der parallel geschalteten aktiven Zellen (beispielsweise VDMOS-Zellen) wird über einen Source-Bondbεreich 202 der zweiten Source- Anschlusseinheit 112 bereitgestellt, wobei die aktive Zelle
(VDMOS-Zelle) über den Gatε-3ondberειch 201 angesteuert wird, wobei diesε Metallisierung in herkömmlicher Weise mit einer aus Polysilizium bestehenden Gate-Elektrode 110 verbunden ist.
Beispielsweise sind die aktiven Zellen bzw. die VDMOS- Zellen gitterartig ausgebildet, wobei die Gate-Elektrode 110 durch ein Dielεktrikum 109 vom ubrigεn Halbleiterbauelement und einer ersten Source-Anschlusseinheit 111 und der zweiten Source-Anschlusseinheit 112 isoliert ist. Ein Bereich 106 dient als p-Bereich, εm Berεich 107 als εm p+-Kontaktdiffusionsberεich und ein Bereich 108 als nτ- Source-Bereich. Das Substrat ist als ein n"-Substrat 104 ausgebildet, welches auf der Drain-Elektrode 105 angeordnet ist.
Eine externe Beschaitung des Halbleiteroauelements 100 besteht, wie in Figur 1 gezeigt wird, aus einem Lastelement 114, welches zwischen einen Versorgungsspannungsanschluss 117 und der Dram-Elektrode 105 geschaltet ist. Die zweite Source-Anschlusseinheit 112 der mindestens einen aktiven Zelle in dem aktiven Bereich 102 ist mit einem Massean- schluss 116 verbunden.
Die erste Source-Anschlusseinheit 111 der Stromsensorzelle 101 ist über ein Sensorwiderstandselement 113 mit dem Mas- sεanschluss 116 verbunden. Wird das Halbleiterbauelement über die Gatε-Elektrode 110 aktiviert, d.h. es fließt ein Dram-Strom durch das Lastelement 114, die Dram-Elektrode 105, das Substrat 104, ein Driftgebiet 103, die an der Oberseite der p-Bereiche 106 mittels Influenz εrzεugten MOS- (Metall-Oxid-Silizium-) -Kanäle, die Source-Bεreiche
108 zu der ersten Source-Anschlusseinheit 111 der Stromsεn- sorzelle 101 bzw. zu der zweitεn Source-Anschlusseinheit 112 der mindestens einen aktiven Zelle.
Ein zu der ersten Source-Anschlusseinheit 111 der Stromsen- sorzεllε 101 fliεßεnder Strom entspricht dabei idealerweise einem mit dem Flachεnverhaltms zwischen dεr Stromsεnsor- zelle 101 und allen übrigen aktiven Zellen gewichteten Gesamtstrom, der durch einen über dem Sensorwiderstandsele- ment 113 erzeugten Spannungsabfall 115 erfassoar ist.
In nachteiliger Weise gilt eine o.a. Gewichtung mit einem Flachenverhaltnis bzw. eine Proportionalität nur, so lange die Betriebsbedingungen für die Stromsensorzelle 101 sehr ähnlich denen sämtlicher anderer Zellen sind.
Aufgrund steigender Anforderungen an Durchlassstrome und niedrigere Einschaltwiderstande ist es wünschenswert, bei Halblεiter-Lεistungsbauelementen größere Chip-Flachen zu realisieren.
Hierbei ist es unzweckmäßig, eine einzelne Stromsensorzelle anzuordnen, da aufgrund unterschiedlicher Temperatur- Bedingungen und Prozessschwa kungen über oεr Chip-Flache der Strom durch eine einzelne Stromsensorzelle keinen zuverlässigen Ruckschluss auf cen Gesamtstrom euren das Halbleiterbauelement (insbesondere Halbleiter- Leistungsbauelement ) zulasst.
In nachteiliger Weise sind Anforderungen an eine Genauigkeit einer Strommessung zunehmend hoher, was eine Stromer-
fassung mit einer einzelnen Stromsensorzεlle in vielen Fallen ausschließt.
Figur 2 zeigt ein Halbleiterbauelement nach dem Stand der Technik, das untεr Bεzugnahmε auf Figur 1 obεnstεhend bε- schriebεn wurde, in εiner Draufsicht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen von Strömen in einεm Halbleiterbauelement bereitzustellen, bei welchem die Nachteile des Standes der Technik dadurch vermieden werdεn, dass eine hochgenaue Strommessung auf dεr Basis vεrteiiter mehrfacher Stromsensorzellen in dem Halbleiterbauεlεment durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren sowie durch ein Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelost.
Wεitεrε Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, nicht nur ein einziges Stro sensorelemεnt innerhalb eines aktiver. Bereichs eines Halbleiterbauelements einzusetzen, sondern in dem aktiven Bereich des Halblεiterbauelements verteilt angeordnete Bereiche des Halblεitεrbauelements als Stromsensorzellen bereitzustellen, weiche untereinander und mit einem gemeinsamεn Bondanschluss 203 über Mεtallbahnen verbunden sind. Weiterhin wird eine zweite Source- Anschlusseinheit 112 im Wesentlichen strahlenförmig auf einen Source-Bondbereich zulaufend angeordnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff "Source" für andere Halbleitεrbauelemente bzw. Halbleitεr- Leistungsbauelemente sinngemäß durch beisp elswεise "Erπit- ter-Anschluss", "Kathoden-Anschluss" etc. zu εrsetzen ist.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfindung ohne einen wεsentlicn erhöhten Prozessaufwand ausführbar sind.
Es ist weiter zweckmäßig, dass mit den über den aktiven Bereich eines Haloleiteroauelements verteilten Stromsensorzellen uoεr dem Chip variierende Stromdicnteverteilungen erfassbar sind.
In vorteilhafter Weise kann eine aufwendige Zweilagenmetal- lisiεrung vermiεden werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, oass das erfmdungsgemaßε Verfahren auch bei Halbleiterbauelementen mit großεr Chip- Flache und mer.reren Source-Bondoereichen 202 eingesetzt werdεn kann.
Das erfmdungsgεmaße Verfahren zum Erfassen von Strömen m einem Halbleitεrbauelεment weist im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:
a) Anordnen von mindestens einer Stromsensorzelle in einem aktiven Bereich eines Halblεiterbauεlements, wobei die mindestens einε Stromsensorzelle an vorgebbaren lokalen Stellen in dem halbleiterbauelement positiomeroar ist;
b) Verbinden einer ersten Source-Anschlusseinheit der Stromsensorzellε mit einem Bondanscnluss über Leiterbahnen;
c) Durchleiten mindestens eines Stroms von einem Substrat des Halbleiterbauelements über die mindestens eine Stromsensorzelle, die erste Source-Anschlussemheit und e n Sensorwiderstandselement zu einem Masseanschluss ; und
d) Erfassen des mindestens einen, durch die mindestens eine Stromsensorzelle fließenden Stroms durch Abgreifen eines dem Strom entsprεchendεn Spannungsabfalls über dem Sensor- widεrstandsεlε ent .
In oεn Untεranspruchεn finden sich vorteilhafte Weiterbil- düngen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erf ndung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden variierende Stromdichteverteilungen m t mindestens zwei Stromsensorzellen εrfassoar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiteroilcang der vorliegenden Erfindung werden die Stromsensorteilen zur Erfassung von Stromdichteverteilungen stranlenfcrmig angeordnet.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bewirkt ein durcn die mindestens eine Stromsensorzelle fließender Strom an dem mindestens einen Sensorwiderstandselement mindestens einen dem Strom proportionalen Spannungsaofall, welcher als ein Ausgangssignal der mindestens einen Stromsensorzelle ausgebbar ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliεgendεn Erfindung wird durch em monolitnisch integriertes Sensorwiderstandselement eine Wandlung der Summe der Strome durch die Stromsensorzellen eine einem Sum- menstrom entsprechenden Spannungsabfall bewirkt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weitεroildung oer vorliegεnden Erfindung werden die durch die Stromsensorzellen fließenden Strome externen Sensorwiderstandselementen zur Weiterverarbeitung zugeführt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegεndεn Erfindung wird jεder einzelnen der vertεiltεn Stromsεnsorzεllεn ein entsprechendεs Sεnsorwiderstandsεle- ment zugeordnet, wobεi vorteilhaftεr Wεise der entsprechende Strom über den entstehεnoεn Spannungsaofall als em Ausgangssignal weitεrvεrarbeitbar ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegendεn Erfindung w_rd ein Massebezugspotential an einem mit der zweiten Source-Anschlusseinheit verbundenen Bεzugspotenttalbondanschluss oereitgestellt , so dass em Masseoezugspotεntial ment außerhalb mit Hilfe eines Masseanschlusses realisiert werden rnuss, was schaltungstechni- schε Vorteile rit sich bringt.
Gemäß noch einer weitεren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine einzige Metallisierungs- ebenε bereitgestellt. In vorteilhafter Weise sind die Stromsensorzεllen sternförmig verteilt und untereinander sowie mit einem Bondanschluss mittels Leiterbahnen verbunden, wobei es durch eine strahlenförmige Anordnung εrmog-
licht wird, die erste Source-Anscnlusseinheit , die zweite Source-Anschlusseinheit, die Leiterbahnen und die Bondbereiche m Form einer Emlagenmetalisierung auszuführen.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird em Massepotentialbεzugspunkt özw. e Masseanschluss nicht menr außerhalb des Halblei- teroauelements angelegt, sondern das Bezugspotential für das Sensorsignal wird vielmehr direkt auf dem Halbleiter- bauelement mittels einer an die zweite Source- Anscnlusseinheit angeschlossenen Bezugspotentialleiterbahn abgegriffen und einem Bezugspotentialbondanschluss zugeführt, wooei vorteilhaftεr Weisε dεr Bezugspotentialbondanschluss und die Bezugspotentialleiterbahn nicht von einem durch e Lastelεmεnt fliεßεndεn Laststrom durchsetzt werden, so dass Fehler im 3ezuσspotentιal, die andernfalls αurch Spannungsabfalle über den Source-Bondoereicn und einen den Source-Bondbεreicn kontaktierenden Bond auftreten wurden, vermieden werden.
Das erf mdungsgemaße Halblεitεrbauelement weist weiterhin auf :
a ) e Substrat ;
b) einen aktiven 3ereιcn, der aus mindestens einer aktiven Zelle gebildet ist;
c) mindestens eine in dem aktiven Bereich angeordnεte Stromsensorzεlle zur Erfassung von Strömen durch das Halb- leiterbauεlement; und
d) mindestens em Sensorwiderstandselεmεnt zur Wandlung des durch die mindestens eine Stromsensorzellε fließenden Stroms einen dem Strom proportionalen Spannungsabfall.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert .
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch em Halbleiterbauelement m t einer Stromsensorzelle nach dem Stand der Technik;
Figur 2 eine Draufsicnt des m Figur 1 gεzεigtεn nεrkomm- lichεn HalDleiteroauelements;
Figur 3a εin bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel eines erfm- dungsgemaßen halbleiterbauelements mit verteilten Stromsensorzellen einer Draufsicht;
Figur 3b das in Figur 3a n einer Draufsicnt gezeigte erf dungsgεmaßε Halbleiterbauelement, wobei d e Stromsensorzellen m t Leiteroahnen vero-naen ge- zεigt sind;
Figur 4 eine bevorzugte Ausfunrungsform des erf dungsge- maßen Halble terbauεlements mit mehrfachen Stromsensorzellen für große Chip-Flachen, wobei e Source-Bondbεrεich geteilt ist; und
Figur 5 eine bevorzugtε Ausfuhrungsform des erfmdungsgε- aßen Halbleitεrbauelements mit mehrfachen Stromsensorzellen, wobei e Massepotentialbε∑ugspunkt direkt auf dem Halbleiterbauelement abgreifbar
In den Figuren bεzeichnen glεichε Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
Figur 3a zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform für ein erf dungsgemaßes Halbleiterbauelement mit mehrfachen Stromsensorzellen am Beispiel eines VDMOS- Transistors .
E aktiver Bereich des in Figur 3a gezeigten halbleiter- bauelemεnts bεstεht aus einem Bereich mit einer Vielzahl parallel geschalteter, im allgemeinen identischer aktiver Zellen, welche [jeweils einen mit einem Source-Bondberεich 202 (Source-Bondpad) aufweisenden zweiten Ξource- Anschlusseinhe t 112 verbunden sind. Weiterhin ist eine
Vielzahl von Stromsensorzellen 101 vorhanden, die mittels einer zweiten Metallisierungsebenε untereinander und mit einem Bondanschluss 203 verbunden sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine hier eingesetzte Zwei- lagen εtallisierung nach dem Stand der Technik ausgeführt ist, so dass eine Beschreibung hierin weggelassen wird. Die aktiven Zellεn des aktiven Bereichs sind hierbei in vorteilhafter Weise als parallel angeordnete VDMOS-Zellen ausgebildet. Ferner ist es möglich, die aktiven Zellen des aktiven Bereichs als identische, parallel angeordnete Zellen auszubilden.
Die mindestens eine Stromsensorzelle 101 ist zweckmaßiger- weise identisch zu den aktiven Zellen m dem aktiven Be- rεicn aufgebaut.
Die aktiven Zellen und die Stromsensorzellen 101 n dem aktiven Bereich 102 (bεschriεben unter Bezugnahme auf Figur 1) können in ihrer zur Dram-Elektrode parallelen Schnitt¬ ansicht quadratisch, kreisförmig, rechteckig oder als em beliebiges Vieleck ausgebildet sein.
weiterhin ist die mindestens eine Stromsensorzelle 101 m dem aktiven Bereich 102 des halbleiterbauelements 100 beliebig positionierbar. In Figur 3a ist eine Darstellung der an die zweite Source-Anschlusseinheit 112 angeschlossenen VDMOS-Zellen, d.h. der aktiven Zellen des aktiven Bereichs 102 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggεlassen, so dass nur der Bondanscnluss 203, die verteilten Stromsensorzellen 101, der Sourcε-Bondbereich 202 und dεr Gate-Bondbεre ch 201 sowiε der Rand des Halbleiterbauelements gezeigt sind. Die Summe der durcn die Stromsensorzellen 101 fließenden Strome kann als em Ausgaπgssignal über den Bondanschluss 203 abgegriffen werden, wooei die Summe der Strome über ein externes Sensorwiderstandselement 113 geleitet wird, um einen der Summe der Strome proportionalen Spannungsabfall 115 zu bewirken, wεlcher als Ausgangssignal zur Verfugung steht .
Weiterhin kann em monolithisch integriertes Sensorwider- standselemεnt 113 bereitgεstellt wεrden, mit welchem es möglich ist, die Summe dεr Ausgangsstrome der Stromsensorzellen 101 direkt in einen proportionalen Spannungsabf ll
115 zu wandεln, welchεr zwischen dem Bondanschluss 203 und dεm Sourcε-Bondbereich 202 abgreifbar ist.
Insbesondere, jedoch nicht beschrankt darauf, ist das Sen- sorwiderstandselement 113 als ein ohmscher Widerstand ausgebildet. Weiterhin kann jedεr Stromsensorzelle 101 ein eigεnεs Sensorwiderstandselement 113 zugeordnet werden. Die source-seitige Kontaktierung der mittels der zweiten Source-Anschlusseinheit 112 parallel geschalteten VDMOS-Zellen wird über den Source-Bondbεreich 202 sichergestellt.
Figur 3b zeigt das in Figur 3a dargestellte Halbleiterbauelement in einer Ansicht, bei der die die sternförmig verteilten Stromsensorzellen verbindεnden Lεiterbahnen 204 sowie beispielhaft ein Sensorwiderstandselement 113 gezeigt sind.
Der aktive Bereich 102 des in Figur 3b dargestellten VDMOS- Halbleiterbauelemεnts mit εiner als "Multi-Zεllen- Stromsensor" ausgefuhrtεn Stromsεnsorzellenanordnung besteht aus einem Bereich mit einεr Vielzahl parallel geschalteter identischer aktiver Zellen, welche sämtlich mit einer zweiten Source-Anschlusseinheit 112 verbunden sind, und einer Vielzahl von (hier sternförmig) angeordnεtεn Stromsensorzellen 101, die mittels der Leiterbahn 204 untereinander und mit dεm aus Metall bestehεnden Bondanschluss 203 verbunden sind.
Wie bereits unter Bezugnahmε auf Figur 3a erläutert, können die Stromsensorzellen 101 sowie die übrigen aktiven Zellen im aktiven Bereich 102 dieser erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform in ihrer zur Drain-Elektrode 105 parallelen
Schnittansicht quadratisch, krεisformig, rεchteckig oder beliebig vieleckig ausgebildet sein. Falls em monolithisch integriertes Sensorwiderstandselement 113, wie unter Bezugnahme auf Figur 3a beschrieoεn, vorhanden ist, wandelt diesεs die Summe der Ausgangsstrome der Stromsensorzellen 101 in einen proportionalen Spannungsabfall 115 um, weicher zwiscnen dεm Bondanschluss 203 und dεm Source-Bondbere ich 202 abgreifbar ist.
Wie m Figur 3b gezeigt, sinα die Stromsensorzellen 101 zur Erfassung des Stromes bzw. einer Stromd chteverteilung über der Flache des Halbleiterbauelements strahlenförmig angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass eine beliebige, geomεtrisch optimiεrtε Anordnung der Stromsensorzellen 101 über dem aktiven Bereich 102 des Halbleiterbauelements 100 realisierbar ist. Em Gate-Bondberεicn 201 dient einer Anstεuerung des VDMOS-Halbleiteröauεlements , wobei diese Metallisierung ublicherwεise mit der aus im allgemeinen aus Polysilizium bestehenden Gate-Elektrode 110 (vgl. Figur 1) verbunden ist.
Diε unter Bezugnahme auf Figur 3b beschπεbεne Ausfunrungs- form der vorliegenden Erfindung ist dahingehend modifi zierbar, dass eine einzige Metallisierungsεbene - als Emlagen- metallisierung bezeichnεt - bereitgestellt wird. In einer bevorzugten Ausf nrungsform sind die Stromsensorzellen 101 sternförmig verteilt und untereinander sowie mit dem Bondanschluss 203 mittels Leiterbahnen 204 verbunden. Durch die gezeigte strahlenförmige Anordnung ist es möglich, die unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Anschlussemhei- ten, d.h. die erste Source-Anschlusseinheit 111 sowie die zweite Source-Anschlussemheit 112, die Leiterbahnεn 204
10
und die Bondbereicne, d.h. den Gatε-Bondbεreicn 201, dεn Sourcε-Bondbereich 202 und den Bdndanschluss 203 mittels einer einzigen Metallisierungseoene auszufuhren. Diese Emlagenmetalisierung weist dεn Vorteil einer erheblichen prozesstechnischen Vεremfacnung des erfmdungsgemaßen Halbleiterbauelements auf.
In einer in Figur 4 dargestellten, weitεrεn bεvorzugten Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Halbleiterbauelements ist eine Anordnung von Stromsensorzellen 101 dargεstεllt, wεlcne zwεi gεtrenntε Sourcε-Bondbεreichε 202 umfasst. Diεsε Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Strome durch Halblεiterbauelemente 100 mit sehr großen Flachen erfasst werden müssen.
Es sei darauf hingewiesen, dass das erf αungsgemaße Verfahren und das erfmdungsgemaße Halbleiterbauelement nicht auf eine Anordnung mit ein oder zwei Source-Bondbεreichεn 202 bεschrankt ist, sondern dass im allgemeinen beliebig viele Source-Bondbereiche 202 bereitgestellt wεrden können. In Figur 4 sind stranlεnformig angeordnete Stromsensorzellen 101 gezeigt, die auf eweils einen der beiden Source- Bondbereiche 202 zulaufen. Die übrigen Elemente der m Figur 4 gezεigtεn Anordnung entsprechen dem Figur 3b gezeigtεn Halbleiterbauelement 100.
Die zweite Source-Anschlusseinheit 112 von aktiven Zellεn im aktiven Bereich 102 ist mit dem Masseanschluss 116 verbunden, wie unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert. Weiter- hin ist die erste Source-Anschlusseinheit 111 der mindestens einen Stromsεnsorzεlle 101 über das Widerstandsεlement 113 mit dem Masseanschluss 116 verbunden. Eine Auswerteem-
i b
heit zur Signalaufbεrεitung kann monolitniscn integriert auf oem Halbleiterbauelement 100 ausgebildet werden.
Figur 5 zeigt eine weitere oevorzugte Aus unrungsform eines Halbleiterbauelements 100 mit mehrfachen Stromsensorzellεn 101 am Beispiel eines VDMOS-Transistors , wobei gegenuroer der m Figur 3b gezeigten Ausfuhrungsform eine weiter erhöhte Genauigkeit berεitgεstellt wird. Wie Figur 5 gezeigt, liegt em Massepotentialbezugspunkt bzw. e Masse- anschluss 116 nicht mεhr außerhalb des Halbleiterbauelements, sondern das Bezugspotential für das Sensorsignal wird vielmehr direkt auf dem Halbleiterbauelement mittels einer an die zweite Source-Anschlusseinheit angeschlossenen Bezugspotεntiallεiterbahn 502 abgegriffen und einem Bezugs- potent albondanschluss 501 zugeführt, wobei der Bezugspo- tentialoondanschluss 501 und die Bezugspotentialle tεrbahn 502 nicht von einem durch das Lastelement 114 (siehe F-_gur 1) fließenden Laststrom durchflössen werden.
Hierbei entfallt n vorteilhafter Weise em Fehler im Bezugspotential, der andernfalls durch Spannungsabfalle über den Source-Bondbεreich 202 und eine den Source-Bondbereich 202 kontaktierenden Bond auftreten wurde. D e weiteren Komponenten entsprechen den unter Bezugnahme auf Figur 3b beschriebenen.
Bezüglich dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten, herkömmlichen Halbleiterbauelement mit Stromsensorzellen zur Erfassung von Strömen durch das Halbleiterbauelement wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
Obwohl diε vorliegεnde Erfindung vorstεhend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschriεbεn wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar .
Verfahren zum Erfassen von Strömen in einem Halbleitεrbau- elεment mit einem Multi-Zellεn-Stromsεnsor
BΞZUGSZEICHENLISTE :
In den Figuren bezεichnεn gleichε Bεzugszeichen gleiche oder funktionsglεiche Komponentεn oder Schritte.
100 Halbleiterbauelement
101 Stromsensorzelle
102 Aktiver Berεich
103 Driftbereich
104 Substrat
105 Drain-Elektrode
106 p-Bereich
107 p+-Kontaktdiffusionsbεrεich
108 Sourcε-Bεreich
109 Dielektrikum
110 Gate-Elektrode
111 Erste Source-Anschlusseinheit
112 Zweite Source-Anschlusseinheit
113 Sensorwiderstandselement
114 Lastelement
115 Spannungsabfall
116 Masseanschluss
117 VersorgungsSpannungsanschluss
201 Gate-Bondbereich
202 Source-Bondbεreich
203 Bondanschluss
204 Leiterbahn
501 Bezugspotentialbondanschluss
502 Bezugspotεntialleitεrbahn