0065]如能夠看到的，根據(jù)使用的摻雜劑，在一些實施例中可以針對期望的或要求的溫度范圍設計溫度傳感器。在一些情況下，兩個或更多不同摻雜劑可以用不同的濃度分布或者基本上相同的濃度分布組合以得到期望的行為，諸如期望的溫度相關(guān)性。
[0066]因此，通過選擇材料、摻雜劑和/或摻雜劑濃度，可以實現(xiàn)適于期望的溫度范圍的溫度傳感器。
[0067]這將參考圖11被進一步圖示。圖11再次圖示電荷載流子濃度對溫度。曲線110圖示對于鉈摻雜的硅的行為并且對應于圖6的曲線61。如由箭頭111和112所指示的那樣，鉈摻雜的硅例如在大約150 K與260 K之間的溫度范圍內(nèi)可以用于溫度傳感器。
[0068]曲線113圖示對于鉭摻雜的結(jié)晶碳化硅的行為并且對應于圖7的曲線71。如由箭頭114和115所指示的那樣，鉭摻雜的碳化硅可以用在大約330 K與540 K之間的溫度范圍內(nèi)。曲線116圖示對于氮摻雜的金剛石的行為并且例如可以對應于圖9的曲線91。如由箭頭117和118所指示的那樣，這個材料例如可以用在775 K與1250 K之間的溫度范圍內(nèi)。在示出的示例中，合適的溫度范圍的下限已經(jīng)被選擇為在其中111 cm—3的電荷載流子濃度被達到的點。在其他實施例中，可以應用其他標準。
[0069]將指出的是，材料特別地是半導體材料以及關(guān)于圖6至11所討論的摻雜劑僅僅用作示例，并且其他材料也可以被使用。例如，其他合適的材料可以包含各種變形中的氮化硼(BN)(例如非晶氮化硼(a-BN)、六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(c-BN)、或纖維鋅礦氮化硼(w-BN))、非晶含氫碳(a-C:H)、非晶硅(a-Si)、碳化硅的其他變形、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)或砷化鎵(GaAs)。通常，使用的半導體材料可以是非晶、多晶或單晶。雖然在一些實施例中，對于第一(電介質(zhì))層部分，可以使用與對于根據(jù)溫度改變它的電阻率的各自的第二層部分相同的半導體材料，但是在其他實施例中，例如對于第一層部分(電介質(zhì)部分)可以使用不同的半導體材料，或者可以采用除了半導體材料的其他材料。也可以采用其他技術(shù)，例如使用附加的層部分。
[0070]在一些實施例中，如之前所討論的溫度傳感器可以作為專用獨立器件被用于溫度感測。在其他實施例中，如上所討論的溫度傳感器可以與其他器件集成在一起，例如以檢測其他器件的溫度。在一些情況下，這可以被用在安全應用中以檢測這樣的其他器件的過熱?，F(xiàn)將關(guān)于圖12討論溫度傳感器與其他器件的集成的示例。在圖12的示例中，可以使用功率晶體管器件120，例如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或結(jié)型場效應晶體管(JFET)。在圖12中示出的示例實現(xiàn)中，多個溝槽121被形成用于實現(xiàn)器件。根據(jù)一些實施例，如上所討論的溫度傳感器可以被形成在溝槽的一個或多個中，如圖示的那樣。圖12的溫度傳感器包括被形成在溝槽的一個或多個中的第一電極121。在第一電極121上提供了后面有第二層部分127的第一層部分126，所述第一層部分126在期望的溫度范圍內(nèi)具有電介質(zhì)行為，所述第二層部分127在關(guān)心的溫度范圍內(nèi)展示溫度相關(guān)電阻。第一和第二層部分126、127可以如之前例如關(guān)于圖1、3和4所討論的那樣被實現(xiàn)，并且以上所討論的變形和材料也可以被應用到圖12的溫度傳感器。在圖12的示例中的第二層部分127后面有例如高摻雜的半導體材料的接觸部分128以接觸第二電極123。第一電極122(其可以對應于襯底或其他半導體區(qū)段)和第二電極123可以然后由電接觸124、125來接觸以執(zhí)行如上所討論的溫度測量。如能夠從圖12看到的那樣，溫度傳感器的層不需要具有如在圖1和3中圖示的平面的形式或配置，但是也可以例如以彎曲的形狀被提供以適應如在圖12中圖示的溝槽的形式。其他形狀和形式也可以是可能的，只要各種層部分的基本電功能本質(zhì)上被保持。在圖12中的功率晶體管器件的溝槽中的溫度傳感器的實現(xiàn)僅僅用作示例，并且根據(jù)實施例的溫度傳感器也可以與其他種類的器件一起使用。
[0071]在圖12的示例中，例如層部分126至128可以由金剛石制成，所述金剛石例如可以通過化學氣相處理(CVD)來沉積。因為金剛石具有良好的熱傳導性，器件120的過熱的快速檢測在一些實施例中可以是可能的。在其他實施例中，可以使用其他材料。
[0072]另外如已經(jīng)提到的那樣，在一些實施例中，像圖1的測量電路的測量電路也可以被集成在相同的器件上。測量電路也可以適合于響應測量的溫度。例如，如果過熱被檢測到，可以根據(jù)情形和應用來采取對策，例如增加通風或其他制冷、對用戶進行警告或甚至關(guān)閉器件。
[0073]圖13是圖示用于制造根據(jù)實施例的溫度傳感器的方法的流程圖。圖13的方法例如可以用于制造如關(guān)于圖1至12所討論的溫度傳感器，并且關(guān)于圖1至12所討論的變化和修改也可以適用于圖13的方法。然而，圖13的方法也可以用于制造其他溫度傳感器。
[0074]雖然圖13的方法被圖示為一系列動作或事件，但是描述和呈現(xiàn)所述動作或事件的次序?qū)⒉槐唤忉尀橄拗?。例如，在其他實施例中，所述動作或事件的次序可以被顛倒。例如，關(guān)于131和132描述的動作或事件的次序可以被交換。
[0075]在130處，圖13的方法包括提供第一電極。所述第一電極例如可以由任何傳統(tǒng)的金屬沉積技術(shù)來沉積。在一些實施例中，所述第一電極可以被沉積在溝槽中，或者所述第一電極可以由襯底或其他半導體材料形成。
[0076]在131處，提供了電介質(zhì)層部分。在一些實施例中，所述電介質(zhì)層部分可以由具有低摻雜劑濃度(例如低于111 Cm—3或低于101() Cm—3)的半導體材料制成。在一些實施例中，所述半導體材料可以例如是具有大于1.5 ^或大于2.0 eV的帶隙的寬帶隙材料。在其他實施例中，可以使用具有較低帶隙的像硅的半導體材料。在還有其他實施例中，可以使用除了半導體材料之外的電介質(zhì)材料。在一些實施例中，所述電介質(zhì)層部分在溫度傳感器被設計用于的溫度范圍內(nèi)可以是本質(zhì)上非電傳導的。
[0077]在132處，提供了在溫度傳感器被設計用于的溫度范圍內(nèi)具有溫度相關(guān)電阻的層部分。溫度相關(guān)層部分例如可以由如上所討論的摻雜半導體材料來制成。在一些實施例中，在132處提供的層部分的半導體材料可以是與用于在131處提供電介質(zhì)層部分的相同的半導體材料，盡管情況不需要如此。在一些實施例中，在132處的峰值摻雜劑濃度可以是113cm—3或更大。在一些實施例中，摻雜劑濃度可以具有臺階分布或斜坡分布。
[0078]在133處，提供了第二電極。所述第二電極例如可以由傳統(tǒng)金屬沉積提供或也由具有高傳導性的其他材料的沉積提供。在一些實施例中，在提供所述第二電極之前，高摻雜的半導體層(例如簡并摻雜半導體層)也可以被提供以改善電接觸。
[0079]在一些實施例中，在131和/或132處的提供可以包括通過物理氣相沉積(PVD)Jt學氣相沉積(CVD )或原子層沉積(ALD )來沉積半導體材料，例如寬帶隙半導體材料。也可以使用其他技術(shù)。例如，如果金剛石被用作材料，在處于或低于大氣壓的壓力處的CVD過程中可以使用在500° C與I，200° C之間的沉積溫度。作為在一些實施例中的前驅(qū)體氣體，碳氫化物(例如甲烷)可以與過量的氫基團組合使用?？梢酝ㄟ^在等離子體中例如通過微波激勵或使用加熱的鎢線分解氫分子來生成氫基團。金剛石的沉積可以通過在提供的襯底上(例如在第一電極上)提供金剛石籽晶或雜質(zhì)/缺陷來支持。然而，根據(jù)使用的材料，可以采用任何傳統(tǒng)的沉積技術(shù)。
[0080]在以上實施例中，溫度傳感器已經(jīng)被討論為獨立器件或被集成在另一個器件之內(nèi)。在以上討論的實施例中，溫度傳感器具有專用端子(例如圖3的端子30、33或圖12的端子125、124)以讀出溫度傳感器。在接下來將討論的其他實施例中，溫度傳感器可以與器件集成使得所述器件或其部分用作電極和/或溫度傳感器可以與所述器件共享一個或多個端子。接下來將關(guān)于圖14至21討論這樣的實施例的示例。除了以下明確提到的區(qū)別之外，在圖14至21的實施例中使用的溫度傳感器可以如關(guān)于圖1至13所討論的那樣被設計和配置，并且關(guān)于圖1至13所討論的變化或修改也可以適用于圖14至21的實施例。
[0081]雖然絕緣柵雙極型晶體管將在以下被用作用于溫度傳感器與器件集成的示例，但是這將不被解釋為限制，并且溫度傳感器也可以與其他器件(例如其他種類的場效應晶體管)集成。
[0082]在圖14的實施例中，如已經(jīng)在圖12中圖示的溫度傳感器140被提供在半導體器件的溝槽(例如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或其他場效應晶體管(FET)的溝槽)中。在圖14的實施例的情況下，溫度傳感器的第一電極未被明確地促成和接觸，并且例如包括源極端子的器件的部分用作第一電極，并且溫度傳感器的第二電極同時可以用作絕緣柵雙極型晶體管的柵極電極。例如，在圖14中，141表示用作電極的源極區(qū)段，所述電極用作溫度傳感器140的第一電極。電極147表示例如對應于溫度傳感器140的第二電極的電極。
[0083]電極147經(jīng)由可選電阻器142被耦合到柵極端子148。源極區(qū)段141與源極端子149耦合。在一些實施例中的電阻器142可以包括具有負溫度系數(shù)(NTC)的溫度相關(guān)電阻器。通常而言，在實施例中，電阻器142的溫度相關(guān)性與溫度傳感器140的第二層部分的溫度相關(guān)電阻相比可以具有相反的符號，使得當電阻之一隨著溫度而增加時，另一個下降，并且反之亦然。在一些實施例中，電阻器142用于補償溫度傳感器140的第二層部分的電阻的改變，例如以減輕對響應于施加在端子148、149之間的柵極源極電壓而示出的IGBT的行為的影響。
[0084]特別地，電阻器142可以被配置為最小化電阻器142和溫度傳感器140的整體RC乘積的變化，即以保持R(T)X C(T)在關(guān)心的溫度范圍內(nèi)近似恒定。R(T)表示溫度(T)相關(guān)電阻，而C