本公开涉及功率器件、包括功率器件的系统、用于制造功率器件的方法以及用于控制功率器件的方法。
背景技术：
众所周知，功率器件是被适配用于在高电压和电流下(例如，电压在抑制期间达到1700v，电流在导电期间达到几十安培/几百安培)工作的电子器件。
具体地，已知半导体功率器件例如基于硅、氮化镓(gan)、碳化硅(sic)或砷化镓(gaas)。例如，由于具有高的热容量，gan可以在高达约400℃的温度操作，具有维持高功率(甚至数百瓦)的可能性，并且可以在高频率(数百兆赫兹)工作。因此，gan功率器件可以用于多个应用领域。例如，它们通常用作切换模式电源(smps)、音频放大器、电机控制、能量转换器件、针对混合动力和电动载具的汽车领域中使用的器件。gan功率器件的一些示例是功率二极管、具有指状电极结构的功率晶体管、晶闸管、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)和超结型mosfet(sj-mos)。
具体地，有时期望测量半导体功率器件中的电流，特别是已经在其中集成了相应驱动器电路的半导体功率器件中的电流。实际上，异常的电流吸收可能导致功率器件发热，从而可能导致功率器件损坏。
已知针对上述问题的不同解决方案，在解决方案中使用耦合到功率器件(或集成了功率器件的系统)的外部测量器件(例如，电流表)。但是，由于外部测量器件的负担和体积，这导致功率器件的实用性差和使用便利性低。
另一解决方案包括在包括功率器件的系统内集成专用于电流测量的一个或多个电路。这些电路例如基于电流镜，电流镜允许汲取由功率器件生成的部分电流以对其进行测量，从而获得有关器件本身的操作的信息。该解决方案不是电绝缘的，并且因此意味着所生成的电流中被适配用于测量的部分不能在操作期间由器件可操作地利用，即，从功率器件的输出中减去电流的所述部分。为了具有最佳的测量灵敏度，每个电流镜应包括感测电阻rsense，rsense的值大致等于镜本身的导通状态电阻ron的值的至少10％。因此，专用于测量的电流部分相对于由gan功率器件生成的电流不可忽略。因此，该解决方案降低了gan功率器件的性能，从而降低了其效率。而且，它通常涉及复杂的电路系统，并且这增加了最终产品的尺寸和成本，并导致系统对诸如短路或过电流的情况的响应时间增加。
技术实现要素：
本公开的各种实施例提供了将克服现有技术的问题的功率器件、包括功率器件的系统、用于制造功率器件的方法以及用于控制功率器件的方法。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在仅通过非限制性示例的方式来描述各种实施例，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的功率器件的截面图；
图1a示出了根据本公开的一个实施例的图1的功率器件的放大细节；
图2是根据本公开的一个实施例的功率器件的图1a的细节的示意性透视图；
图3是根据本公开的一个实施例的图1的功率器件沿图1的截面线i-i截取的细节的截面图；
图3a示意性地示出了根据本公开的一个实施例的包括图1的功率器件的系统；
图4a-图4d是根据本公开的相应实施例的功率器件的细节的示意性截面图；
图5a是图1的功率器件的不同实施例的截面图；
图5b示出了根据本公开的一个实施例的图5a的功率器件的放大细节；
图6是根据本公开的一个实施例的图5a的功率器件沿图5a的截面线v-v截取的细节的截面图；
图7是由图1的功率器件执行的磁场测量的图形表示；以及
图8以截面图示出了图1和图5a的功率器件的不同实施例。
具体实施方式
在随后的描述中，在不同实施例中公共的元素由相同的附图标记表示。到目前为止，在下文中，当提及gan功率器件时，这仅是示例，因为所提出的解决方案也可以应用于使用其他半导体材料(例如，sic和gaas)实现的功率器件。
图1示出了在互相正交的轴x、y、z的笛卡尔参考系统中的功率器件1。具体地，图1示出了在功率器件1的金属化层(图3中的第二金属化层mtl2)的层级处，在与由功率器件1的轴x和y限定的平面xy平行的平面中的截面图(沿图3中的iii-iii指定的截面线截取)。
在通过示例描述的实施例中，功率器件1包括具有指状结构的高电子迁移率场效应晶体管(hemt)20(以下简称为“晶体管20”)。
功率器件1还包括(例如，以集成形式)传感器30。
在图1中，传感器30利用虚线表示，因为它平行于金属化层mtl2延伸，但是在沿z的不同于金属化层mtl2延伸的高度的高度处。
因此，下面将参考晶体管20和传感器30的整体作为“功率器件1”。
参考图1，晶体管20形成在半导体主体(在图3中以附图标记5图示)上或半导体主体中并且包括导电源极线22(以下称为“源极总线22”)和导电漏极线24(以下称为“漏极总线24”)，导电源极线22和导电漏极线24通过绝缘区域23(例如，二氧化硅sio2或氮化硅si2n4或某种其他电介质材料)彼此分离，以确保其对应的电绝缘。在图1的实施例中，源极总线22具有表面22a(平行于由轴y和z限定的平面yz)，表面22a面向绝缘区域23的第一表面23a(平行于平面yz)，并且漏极总线24具有平行于平面yz并面向绝缘区域23的第二表面23b(平行于平面yz)的表面24a。绝缘区域23因此沿轴x在源极总线22和漏极总线24之间延伸。此外，源极总线22被电连接至源极焊盘(未图示)，源极焊盘被适配为在使用中被设置在源极电压vsource处，而漏极总线24被电连接至漏极焊盘(未图示)，漏极焊盘被适配为在使用中被设置在漏极电压vdrain处。
多个源极指状件26延伸穿过绝缘区域23并且电连接到源极总线22。在图1中，图示了三个源极指状件26，但是数量可以变化，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。以图1的截面图中的示例的方式表示的实施例中，源极指状件26具有矩形形状并且彼此相同，其主延伸平行于轴x。具体地，每个源极指状件26具有：平行于轴y(即，沿矩形形状的宽度延伸)并且与源极总线22的表面22a邻近的第一副侧26a；平行于轴y(即，沿矩形形状的宽度延伸)和第一副侧26a(关于所考虑的源极指状件26在第一副侧26a对面)并且面向漏极总线24的第二副侧26b；平行于轴x(即，沿矩形形状的长度延伸)并垂直于副侧26a、26b的第一主侧26c；以及平行于轴x(即，沿矩形形状的长度延伸)和第一主侧26c、垂直于副侧26a、26b并且关于所考虑的源极指状件在第一主侧26c对面的第二主侧26d。每个源极指状件26在第一副侧26a处电连接到源极总线22，而绝缘区域23在第二副侧26b和主侧26c、26d处将每个源极指状件26电绝缘。
同样地，多个漏极指状件28延伸穿过绝缘区域23并且电连接到漏极总线24。图1表示两个漏极指状件28，但是数量本身以对本领域技术人员显而易见的方式变化。以图1的截面图中的示例的方式表示的实施例中，漏极指状件28具有矩形形状并且彼此相同，其主延伸平行于轴x。具体地，每个漏极指状件28具有：第一副侧28a，平行于轴y(即，沿矩形形状的宽度延伸)并且与漏极总线24的表面24a邻近；第二副侧28b，平行于轴y(即，沿矩形形状的宽度延伸)和第一副侧28a(关于所考虑的漏极指状件28在第一副侧28a对面)并面向源极总线22；第一主侧28c，平行于轴x(即，沿矩形形状的长度延伸)并且垂直于副侧28a、28b；以及第二主侧28d，平行于轴x(即，沿矩形形状的长度延伸)和第一主侧28c、垂直于副侧28a、28b并且关于所考虑的漏极指状件28在第一主侧28c对面。每个漏极指状件28在第一副侧28a处电连接到漏极总线24和另一漏极指状件28，而绝缘区域23在第二副侧28b和主侧28c、28d处将每个漏极指状件28电绝缘。
源极指状件26和漏极指状件28具有交错结构。换言之，每个源极指状件26至少部分地在两个漏极指状件28之间延伸，并且每个漏极指状件28至少部分地在两个源极指状件26之间延伸。具体地，每个源极指状件26具有：至少部分地面向相应漏极指状件28的第二主侧28d的第一主侧26c；以及至少部分地面向相应另一漏极指状件28的第一主侧28c的第二主侧26d。同样，每个漏极指状件28具有：至少部分地面向相应源极指状件26的第二主侧26d的第一主侧28c；以及至少部分地面向相应另一源极指状件26的第一主侧26c的第二主侧28d。因此，绝缘区域23使得每个源极指状件26(相应地，漏极指状件28)与靠近并面向它的两个漏极指状件28(相应地，源极指状件26)电绝缘。
更一般地，每个源极指状件26至少部分地邻近于漏极指状件28，并且每个漏极指状件28至少部分地邻近于源极指状件26。详细地，源极指状件26的副侧26b与绝缘区域23的第二表面23b之间的距离(具体地，沿轴x)可以等于漏极指状件28的副侧28b与绝缘区域23的第一表面23a之间的距离(具体地，沿轴x)。此外，每个源极指状件26的第二主侧26d与面向其的漏极指状件28的第一主侧28c之间的距离(具体地，沿轴y)可以等于每个源极指状件26的第一主侧26c与面向其的漏极指状件28的第二主侧28d之间的距离(具体地，沿轴y)。此外，彼此面向且靠近的指状件26、28被定位为使得源极指状件26的第二主侧26d和面向其的漏极指状件28的第一主侧28c(相应地，源极指状件26的第一主侧26c和面向其的漏极指状件28的第二主侧28d)在其延伸的至少80％内彼此面向。
众所周知，流过每个源极指状件26的电流在源极总线22处较高，并且沿轴x从源极总线22朝向漏极总线24远离而减小。换言之，在每个源极指状件26中存在电流密度的梯度，源极指状件26的电流从第一副侧26a到第二副侧26b减小。同样，流过每个漏极指状件28的电流在漏极总线24处较高，并且沿轴x从漏极总线24朝向源极总线22远离而减小。换言之，在每个漏极指状件28中存在电流密度的梯度，漏极指状件28的电流从第一副侧28a到第二副侧28b减小。
参考图1和图1a，传感器30是霍尔效应磁传感器。具体地，霍尔效应预期在存在既与电流正交又与霍尔电势vh正交的测量磁场(图2中的bs)的情况下，在由电流(图2中的ia，与霍尔电势vh正交)流过的导电材料的两个不同点之间建立电势差(被称为“霍尔电势”，在图2中由vh表示)。
由于由电流流过的导体会生成磁场，因此每个指状件26、28均有助于生成相应磁场b。详细地，考虑在真空中由固定电流i流过无限直线导线(因此截面为无穷小)的理想情况，可以知道，根据比奥-萨伐尔定律，空间中p点的磁场b(r)可以被计算为：
其中r是点p与导线的最小距离(
通过将传感器30与晶体管20相关联，可以在传感器30附近测量由指状件26、28生成的磁场b，并因此计算流过它的电流。以这种方式，可以在不汲取所述电流的一部分(即，通过进行电绝缘测量)的情况下并且因此在不减小晶体管20的效率的情况下，经由测量流过每个指状件26、28的电流来监测监测晶体管20的操作。
详细地，图2示意性地示出了传感器30的一个实施例，传感器30基于形状像十字形(更具体地讲是具有相等长度的垂直臂的十字形，也称为“希腊十字形”)的导电结构。图2中的传感器30在平行于平面xy、特别是平行于图1所示的截面的平面(图3中的截面线ii-ii)中延伸。
传感器30包括在半导体主体5上或半导体主体5中形成的导电区域3。根据一个实施例，导电区域3在由轴x和y限定的平面xy中延伸，并且具有四个臂7、8、9、10。在以示例方式描述的实施例中，导电区域3包括被适配以形成二维电子气(2deg)区域的半导体材料的堆叠14(图3)。具体地，如下文所述，半导体材料的堆叠包括一个或多个异质结构。如将在下文中更好地描述的，导电区域3通过绝缘层16与半导体主体5的其余部分横向绝缘。
根据一个实施例，导电区域3的第一臂7被电连接到电源va，而在第一臂7的延续中的第二臂8被电连接到参考电势(例如，等于0v)。在彼此的延续中的第三臂9和第四臂10被布置为与第一臂7和第二臂8正交。在图2中，第一臂7和第二臂8平行于轴x延伸，且第三臂9和第四臂10平行于轴y延伸。此外，臂7-10在中心区域12中相遇，中心区域12是由此形成的十字的中心(或者说是质心)。臂7关于臂7的延伸具有与中心区域12相对的端部(以下称为第一外端部7a)；臂8关于臂8的延伸具有与中心区域12相对的端部(以下称为第二外端部8a)。臂9关于臂9的延伸具有与中心区域12相对的端部(以下称为第三外端部9a)。臂10关于臂10的延伸具有与中心区域12相对的端部(以下称为第四外端部10a)。
在通过示例描述的实施例中，例如通过本身已知的高阻抗测量，霍尔电势vh在第三臂9和第四臂10的互相相对的端部之间(即，在第三外端部9a与第四外端部10a之间)被电测量。供电电流ia从第一臂7沿轴x流向第二臂8，并且在存在测量得到的磁场bs(如更好描述的，对应于磁场b由指状件26、28中的至少一个生成的分量)的情况下，由于洛伦兹力，沿轴y生成霍尔电势vh。
实际上，根据以下表达式，导电区域3中导电的电荷载流子(在本实施例中为电子)受到矢量形式的洛伦兹力
其中q是电子的电荷，
传感器30被设置在指状件26、28中的至少一个附近。
根据图1的实施例，传感器30的第三臂9面向漏极指状件28中的一个。在俯视图中，在平面xy中，所述漏极指状件28和传感器30横向错列(staggered)；即，漏极指状件28未竖直地设置在传感器30之上(沿z轴)。具体地，第三外端部9a面向所考虑的漏极指状件28的第二主侧28d，并且第三臂9具有垂直于所述第二主侧28d的主延伸。传感器30的第一臂7和第二臂8具有沿轴x、平行于所述第二主侧28d的主延伸。此外，沿轴y在第三外端部9a对面的第四外端部10a不面向晶体管20的任何源极指状件26(具体地，不存在其第一主侧26c面向所考虑的漏极指状件28的第二主侧28d，并因此面对第四外端部10a的任何源极指状件26)。相比靠近其余漏极指状件28的第一主侧28c和第二主侧28d中的每个，传感器30的中心区域12更靠近所考虑的漏极指状件28的第一主侧28c和第二主侧28d之间的至少一个。详细地，传感器30被布置为使得在中心区域12与所考虑的漏极指状件28的第一主侧28c和第二主侧28d之间的至少一个主侧之间存在第一最小路径或距离。上述第一最小路径短于传感器30的中心区域12与其余漏极指状件28的第一主侧28c和第二主侧28d中的每个主侧之间的任何其他路径。在图1中，所考虑的漏极指状件28也由附图标记28’表示。此外，传感器30的中心区域12相比靠近所考虑的漏极指状件28的第二副侧28b更靠近所考虑的漏极指状件28的第一副侧28a，以在电流较高处测量流过漏极指状件28的电流。详细地，在中心区域12与所考虑的漏极指状件28的第一副侧28a之间的第二最小路径比中心区域12与所考虑的漏极指状件28的第二副侧28b之间的第三最小路径更短。
根据不同的实施例，传感器30的第三臂9面向源极指状件26之一。在俯视图中，在平面xy中，所述源极指状件26和传感器30横向错列，即，源极指状件26并非竖直地设置在传感器30之上(沿z轴)。具体地，第三外端部9a面向所考虑的源极指状件26的第二主侧26d，并且第三臂9具有垂直于前述第二主侧26d的主延伸；传感器30的第一臂7和第二臂8具有沿轴x、平行于前述第二主侧26d的主延伸。此外，沿轴y在第三外端部9a对面的第四外端部10a不面向晶体管20的任何漏极指状件28(具体地，不存在其第一主侧28c面向所考虑的源极指状件26的第二主侧26d，并因此面向第四外端部10a的任何漏极指状件28)。详细地，传感器30被布置为使得在中心区域12与所考虑的源极指状件26的第一主侧26c和第二主侧26d之间的至少一个主侧之间存在第四最小路径。前述第四最小路径短于传感器30的中心区域12与其余源极指状件26的第一主侧26c和第二主侧26d中的每个主侧之间的任何其他路径。
根据又一实施例，传感器30在源极指状件26之一与漏极指状件28之一之间延伸，具体地，臂7、8、9、10之一的外端部7a、8a、9a、10a面向源极指状件26的第一主侧26c(相应地，源极指状件26的第二主侧26d)，并且臂7、8、9、10的关于中心区域12在对面的外端部7a、8a、9a、10a面向漏极指状件28的第二主侧28d(相应地，漏极指状件28的第一主侧28c)。详细地，中心区域12与源极指状件26的第一主侧26c(相应地，源极指状件26的第二主侧26d)之间的第五最小路径不同于中心区域12与漏极指状件28的第二主侧28d(相应地，漏极指状件28的第一主侧28c)之间的第六最小路径。通常，以对本领域技术人员本身已知的方式选择传感器30在源极指状件26与漏极指状件28之间的位置，以防止由于所考虑的指状件26、28的贡献的叠加，磁场b在传感器30附近消失或过度减弱。例如，第三外端部9a面向漏极指状件28的第二主侧28d，而第四外端部10a面向漏极指状件28的第一主侧28c。
图3是沿截面线i-i(图1)截取的、沿与平面yz平行的平面的截面图。具体地，图3的截面图至少部分地示出了传感器30和漏极指状件28之一。即使随后的描述参考漏极指状件28之一进行，其同样适用于参考源极指状件26之一和/或漏极指状件28之一和源极指状件26之一同时存在。此外，因为它们是本身已知的，本说明书和附图省略了栅极焊盘、栅极指状件以及针对晶体管20的一个或多个栅极端子的连接。
具体地，通过图1中的示例描述的功率器件1包括半导体主体5，半导体主体5包括半导体衬底42(例如，具有111型的晶体取向的硅)和堆叠14，堆叠14例如外延形成在半导体衬底42上。根据一个实施例，堆叠14包括氮化镓(gan)层44以及氮化铝镓(algan)层46。gan层44沿轴z插入在半导体层42与algan层46之间；此外，algan层46具有关于algan层46在gan层44对面的表面(在下文中，顶表面46a，对应于截面线ii-ii)。gan层44接触algan层46来形成异质结构，异质结构被适配用于以本身已知的方式生成2deg层(其在gan层44与algan层46之间的界面附近并且特别是在gan层44与algan层46之间的界面处延伸)。gan层44可以在平行于轴z的方向上具有范围在约300nm至1.5μm之间的厚度，而algan层46(例如，al0.3ga0.7n)在平行于z轴的方向上可以具有范围在约10nm至40nm之间的范围内的厚度。请注意，在其他实现方式(未图示)中，可以以对于本领域技术人员本身已知的方式在半导体衬底42和algan层46之间存在另外的层。
algan层46的一部分(对应于导电区域3)经由绝缘层16(电介质或绝缘材料(例如，sio2或si2n4))而与algan层46的其余部分电绝缘。实际上，绝缘层16完全围绕导电区域3的周边(如图2所示)并在堆叠14中延伸，以使得将导电区域3中存在的2deg与在导电区域3外部存在的2deg(即，在使用期间参与晶体管20的导电的2deg)电绝缘，因此使得传感器30关于晶体管20电绝缘。绝缘层16因此限定了传感器30的形式(在通过示例方式描述的实施例中，是弹道(ballistic)器件)。具体地，绝缘层16在堆叠14中延伸，并且具有：在平行于轴y的方向上的宽度，范围在约200nm至2μm之间；以及在平行于轴z的方向上的厚度，该从algan层46的顶表面46a开始的厚度等于约100nm-300nm，从而中断2deg层。绝缘层16的厚度因此大于algan层46的厚度，并且绝缘层16也至少部分地在gan层44中延伸。因此，导电区域3与半导体主体5横向绝缘，其中“横向绝缘”是指，即使在导电区域3与半导体主体5(具体而言，2deg层的其余部分，不包括在导电区域3中)之间可能存在漏电流(例如，低于导电电流的1％)，导电区域3也不参与晶体管20的导电。具体地，这是由于导电电流在2deg中流动并且绝缘层16将导电区域3中存在的2deg与导电区域3外部存在的2deg电绝缘，因此使得传感器30的导电区域3与晶体管20电绝缘。
第一端子47a和第二端子47b(导电材料，诸如金属(例如，钨w、铝al或铜cu)或甚至多晶硅)在algan层46的顶表面46a上延伸，并且被分别设置在导电区域3被适配用作第三臂9的部分处和导电区域3被适配用作第四臂10的部分处。第一端子47a和第二端子47b分别与第三臂9和第四臂10电接触。根据一个实施例，第一端子47a和第二端子47b被适配用于获取在使用传感器30期间所生成的霍尔电势vh。
此外，图3示出了漏极端子49，漏极端子49在堆叠14被适配用作晶体管20的漏极区域的区域中在algan层46的顶表面46a之上延伸。在使用中，晶体管20的导电经由导电电流而发生，导电电流在2deg中在源极区域(类似于漏极区域，并电连接到源极指状件26之一)与漏极区域(电连接到漏极指状件28之一)之间流动，并且晶体管20的导电以本身已知的方式经由栅极端子(布置在algan层46的顶表面46a上以使得控制晶体管20的导电)被控制。以本身已知的方式，源极总线22和漏极总线24也可以通过掺杂或通过创建金属类型的导电连接而被连接到2deg层。请注意，晶体管20通常包括平行于轴x延伸的多个源极区域(以及相应的多个源极端子，每个源极端子被电连接到相应源极指状件26)和多个漏极区域(以及相应的多个漏极端子49，每个漏极端子被电连接到相应漏极指状件28)。
此外，在图3中，第一金属化层mtl1和第二金属化层mtl2在堆叠14上延伸。具体地，第一金属化层mtl1在堆叠14与第二金属化层mtl2之间延伸。第一金属化层mtl1和第二金属化层mtl2是诸如金属(例如，铝或铜)的导电材料，并且被掩埋在绝缘区域23中并且借助绝缘区域23而彼此电绝缘。绝缘区域23因此可以由与金属化层mtl1、mtl2交替的一个或多个电介质材料层形成。具体地，绝缘区域23在algan层46的顶表面46a之上延伸并与之接触并且在绝缘层16之上延伸。图3所示的第一金属化层mtl1包括彼此不直接电接触的第一部分50a、第二部分50b和第三部分50c。
第一部分50a经由延伸穿过绝缘区域23的第一接触(通孔)48a(导电材料，诸如金属(例如，al或cu))而电连接到第一端子47a(并且因此电连接到第三臂9)。第二部分50b经由延伸穿过绝缘区域23的第二接触48b(导电材料，诸如金属(例如，al或cu))而电连接到第二端子47b(并因此电连接到第四臂10)。第三部分50c经由一个或多个第三接触48c(导电材料，诸如钨或多晶硅)而电连接到漏极端子49，第三接触48c延伸穿过绝缘区域23并且具有平行于轴x的主延伸。在通过示例的方式描述的实施例中并且在使用功率器件1期间，第一部分50a和第二部分50b被适配用于获取传感器30的霍尔电压vh，而第三部分50c被适配用于向漏极区域提供适当偏置。同样，第一金属化层mtl1的其他部分(在图1的截面图中未图示)被电连接至源极区域，以向它们提供适当的偏置，并且被电连接至第一臂7和第二臂8，以用于对传感器30进行偏置(详细地，以用于输送供电电流ia)。
图3所示的第二金属化层mtl2具有平行于轴x的主延伸并且其厚度大于第一金属化层mtl1的厚度。图1的截面图对应于所述第二金属化层mtl2(即，在对应于第二金属化层mtl2的高度处，沿图3所示的截面线iii-iii被截取)。指状件26、28和总线22、24因此属于第二金属化层mtl2。具体地，图3至少部分地示出了所考虑的漏极指状件28。漏极指状件28经由延伸穿过绝缘区域23的一个或多个第四接触52(导电材料，诸如金属(例如，w、al或cu)的)而被电连接到第一金属化层mtl1的第三部分50c。在功率器件1的使用期间，漏极指状件28因此被适配用于将电流朝向第一金属化层mtl1的第三部分50c分布，电流然后被提供给漏极端子49来用于将漏极区域偏置。然而，要指出的是，功率器件1可以以对于本领域技术人员本身已知的方式包括另外的金属化和/或互连层(例如，另外的接触)。
图3a示出了包括功率器件1和控制单元70的系统68。功率器件1和控制单元70以本身已知的方式经由一个或多个电连接72而被电连接。控制单元70被配置为提供多个操作功能(其中包括管理晶体管20的偏置、管理传感器30的偏置(即，施加供电电流ia))来获取其霍尔电势vh并对所获取的数据进行处理(后处理)，以便获得流过所考虑的指状件26、28的电流。为此，控制单元70(其可以与功率器件1集成在同一管芯74中)包括本身已知类型的用于处理数据的处理单元76(例如，微控制器或微处理器)、用于驱动传感器30和/或晶体管20的驱动电路78、以及可能的供电电路80。根据一个实施例，控制单元70还包括输出连接，输出连接被配置为将其连接至外部装置，外部装置例如被适配用于读取并在屏幕上显示由传感器30进行的测量。
参考通过图4a中的示例表示的实施例，在下文中详细描述功率器件1的操作。
具体地，如先前所讨论的，在功率器件1的使用期间，漏极指状件28被配置为被电流流过。穿过漏极指状件28的电流以已知方式(例如，根据比奥-萨瓦特定律)生成相应磁场b。详细地，由于指状件26、28在平行于轴y的方向上的宽度比在平行于轴x的方向上的对应长度小得多(例如，它们在平行于轴y的方向上的宽度小于在平行于轴x的方向上对应长度的10％)，所生成的磁场b在平行于平面yz的平面中具有彼此同心并具有大致椭圆形或圆形的磁场b的线(图4a中由60表示)。具体地，假设磁场b的线60为椭圆形，则磁场b的所有线60均以点为中心(在下文中被称为椭圆62的中心)，根据一个实施例，该点与漏极指状件28在平行于平面yz的截面(截面线i-i)中的质心重合。以本身已知的方式，磁场b远离椭圆形62中心的线60相比磁场b靠近椭圆形62中心的线60具有更大的周长和更小的磁场b的强度(在与上述线60相切的方向上)。
传感器30被适配用于测量流过导电区域3的测量磁场bs(具体是测量在中心区域12处的测量磁场bs)。由于传感器30具有平面结构，因此其被适配用于仅测量与传感器30所在的平面(在此与平面xy平行并对应于algan层46的顶表面46a)垂直的磁场的一个分量。换言之，当磁场b垂直于传感器30所在的平面时(即，当磁场b沿轴z延伸时)，图2的测量磁场bs与磁场b重合，并且当磁场b在传感器30所在的平面中不具有法线入射时，图2的测量磁场bs等于磁场b沿轴z的投影。根据一个实施例，经由表达式bs＝bcos(α)，来计算以标量形式的测量磁场bs，其中α是在相交线64(联接椭圆形62和中心区域12的中心，并且中心属于相交线)与algan层46的顶表面46a之间形成的倾斜角。根据一个实施例，倾斜角α范围在0°(不包括值)和90°之间。
控制单元70因此被配置为：从传感器30获取所测量的霍尔电势vh；从霍尔电势vh开始，根据本身已知的技术(例如，通过霍尔电势vh与测量磁场bs之间的线性关系)来计算测量磁场bs；以及从测量磁场bs开始计算磁场b(根据一个实施例，通过应用表达式b＝bs/cos(α))。然后，由此获得的磁场b的值经由控制单元70与漏极指状件28的相应电流值相关联(例如，经由有意提供的查找表)。例如，在适当的测量和/或电测试过程期间，将精确的和选定的电流值在输入处提供给功率器件1，并且在输出处读取由传感器30获取的测量磁场bs的对应值，并且然后以本身已知的方式将其写入查找表中。
由于测量磁场bs是磁场b的强度和倾斜角α的函数，所以随着漏极指状件28和传感器30之间的位置变化，检测漏极指状件28中的电流的灵敏度变化。在下文中，描述了功率器件1的另外的实施例，该实施例示出了测量磁场bs的这种依存性的影响。
具体地，图5a示出了功率器件1的不同实施例(因此在此由附图标记101表示)，其中传感器30(更好地在图5b中示出)关于图1中所示的传感器沿轴y移位。
根据图5a的实施例，在平面xy中的视图中，所考虑的漏极指状件28(也由附图标记28”表示)和传感器30没有横向错列，并且所考虑的漏极指状件28至少部分地竖直地设置在传感器30之上(沿轴z)。换言之，漏极指状件28和传感器30至少部分地彼此重叠。在功率器件1的设计期间，在漏极区域中可能的电流夹断(pinch-off)现象的预补偿是已知的，因此不再赘述。具体地，在图5a中，漏极指状件28竖直地设置在第三臂9的至少一部分之上(沿轴z)。详细地，在本实施例中，在中心区域12与漏极指状件28(即，漏极指状件28”)更靠近传感器30的第二主侧28d之间的第七最小路径比图1的实施例的第一最小路径更短。
此外，在图6中沿平面xy的截面视图(截面线vv)中示出了功率器件101。具体地，漏极指状件28的第二主侧28d与传感器30竖直对应(沿z轴)；即，在平面xy中的俯视图中，它设置在中心区域12与传感器30的第三外端部9a之间。
如图4b所示，功率器件101的相交线64小于功率器件1的相交线64。由于椭圆形62的中心与algan层46的顶表面46a之间的距离在功率器件1和功率器件101中均相同(鉴于其取决于金属化层mtl1和mtl2以及绝缘区域23的被认为是不变的厚度)，倾斜角α在功率器件101的情况下比在功率器件1的情况下更大(即，cos(α)的值更小)，并且磁场b的强度更高。
图4c图示了功率器件1的不同实施例(因此在此由附图标记201表示)，其中传感器30不平行于平面xy延伸，而是在沟槽204中延伸。具体地，功率器件201的半导体衬底42包括沟槽204，沟槽204例如通过各向异性蚀刻、之后堆叠14的生长、以及传感器30的形成而获得，其本身工艺已知，因此本文中不再赘述。例如，在半导体衬底42是晶体取向为100的硅的情况下，沟槽204经由利用氢氧化钾(koh)进行蚀刻来获得。沟槽204可以具有金字塔形或金字塔形的平截头体的形状(在此具有方形底部，方形底部的侧面被包括在150μm和300μm之间)，并且具有至少一个第一斜壁204a以及在沟槽204中的第一斜壁204a对面的一个第二斜壁204b。在通过示例描述的情况下，第一斜壁204a和第二斜壁204b均具有晶体取向111，在横向于轴y和z的方向上延伸并关于与平面xy平行的平面以及algan层46的顶表面46a而形成沟槽角β(图4c和4d)，沟槽角β具有与制造工艺和特别使用的半导体材料有关的幅度。在本实施例中，鉴于沟槽204的具有方形底部的截头锥体形状，并且将半导体衬底42视为具有晶体取向100的硅，沟槽角β等于54.7°。
在图4c中，传感器30沿第一斜壁204a延伸，从而使得能够测量磁场b并且因此能够测量漏极指状件28中的电流。
图4d示出了功率器件1的另一实施例(因此在此由附图标记301表示)，其中传感器30沿第二斜壁204b延伸。在这种情况下，鉴于较小的相交线64和较小的倾斜角α，传感器30被适配用于测量较高的磁场b值，并且鉴于较小的倾斜角α测量磁场bs的值接近于磁场b的值，因此保证了传感器30的测量的高灵敏度。
在图4c的情况下和在图4d的情况下，传感器30被布置为使得在中心区域12与所考虑的漏极指状件28的第一主侧28c和第二主侧28d之间的至少一个之间存在第八最小路径。第八最小路径比传感器30的中心区域12与其余指状件26、28的第一和第二主侧26c、26d、28c、28d中的每个主侧之间的任何其他路径更短。
即使已描述了图4c和图4d的实施例，也考虑了沟槽204具有与所指示的形状不同的形状的情况(例如，具有三角形或六边形底部、具有三个或六个侧壁的沟槽)，和/或即使中心区域12属于并且位于所述斜壁之一上，传感器30不仅沿斜壁之一延伸，而且位于沟槽204的多于一个的斜壁上(例如，在斜壁204a、204b上以及沟槽204的底壁上)。此外，还考虑了以本身已知的方式通过突起代替沟槽204的情况，以及斜壁不在横向于轴y和z的方向上延伸的情况(例如，它们在横向于轴x和z的方向上延伸，并关于与平面xy平行的平面倾斜)。
根据一个实施例(特别是涉及功率器件1的一个实施例)，图7示出了随着传感器30和漏极指状件28之间的距离变化的测量磁场bs的行为。具体地，以本身已知的方式通过仿真获得了测量磁场bs的值，考虑：漏极指状件28的厚度(沿z轴)约为3μm；漏极指状件28的副侧28a、28b约为9μm；流过漏极指状件28的电流约为70ma(在本规范下，电流超过该值时，由于电迁移现象而损坏漏极指状件28的可能性不可忽略)；并且椭圆形62的中心与algan层46的顶表面46a之间的距离约为4.5μm。测量磁场bs被表示为所考虑的漏极指状件28的第二主侧28d与传感器30的中心区域12之间沿轴y(详细地，在平行于平面xy的俯视图中)截取的距离的函数。在图7的图形中，横坐标轴的原点对应于漏极指状件28的第二主侧28d，而横坐标的正值对应于沿轴y从第二主侧28d朝向传感器30移动的位置。详细地，测量磁场bs具有沿横坐标轴从轴的原点开始的增大的趋势，随后具有减小的趋势。
两种趋势的存在以及因此在传感器30距漏极指状件28一定距离处(即，在传感器30与漏极指状件28之间的一定偏移处)测得的磁场最大值的存在是磁场b分布的结果，磁场b的分布随着距生成磁场b的漏极指状件28的距离增加，以越来越接近法线的倾斜度撞击(impinge)到algan层46的顶表面46a上，但具有减小的绝对值。因此，传感器30关于漏极指状件28的正确定位的问题可以通过优化彼此冲突的两个目的(即，倾斜角α和磁场b的强度)来制定，从而导致与传感器30可以检测的测量磁场bs的峰值相对应的折中。
实际上，在图7的示例中，在第二主侧28d与中心区域12之间的距离的值y*处，测量磁场bs具有峰值。值y*是第二主侧28d距中心区域12的距离值(测量磁场bs具有递增的曲线)与第二主侧28d距中心区域12的距离值(测量磁场bs具有递减曲线)之间的中间值。在本实施例中，值y*约为1.5μm，并且对应的测量磁场bs约为1.4mt。该值y*因此使得能够优化传感器30的灵敏度。
根据上面已描述的内容，本公开的优点是显而易见的。
具体地，功率器件1、101、201、301展现较小的尺寸并且可以被集成在管芯中，并且传感器30由于基于霍尔效应而确保了磁场b的高测量灵敏度。具体地，至少在2deg弹道实现的情况下，传感器30使得能够测量地球磁场的数量级的磁场(通常在20μt至70μt的范围内)。
传感器30被适配用于对磁场b进行测量，磁场b与流过晶体管20的电流电绝缘，因此使得能够在不降低晶体管20的效率和性能的情况下，计算在指状件26、28中流动的电流。
功率器件1、101、201、301不需要复杂的电路系统来操作，因此降低了制造复杂度并提高了其使用的实用性。附加地，功率器件1、101、201、301使得可以提供闭环型的控制系统，闭环型的控制系统使得能够监测指状件26、28中的电流量。因此，可以快速响应晶体管20中诸如短路和/或过电流的情况，从而防止损坏晶体管20或可操作地耦合到传感器30的其他组件。
此外，将传感器30定位在指状件26、28的第一副侧26a、28a附近使得能够在流过指状件26、28的电流最大，并且由靠近的指状件26、28引起的场效应(具体地，由彼此靠近且靠近传感器30的不同指状件26、28生成的若干磁场b的叠加)最小的区域中进行测量。
此外，与其中传感器30和晶体管20被电连接在一起的测量电路的情况相比，传感器30与晶体管20之间没有连接的情况简化了系统的整体布局。
最后，很明显，在不脱离本公开范围的前提下，可以对本文中已描述和图示的内容进行修改和变化。
具体地，根据另一实施例，传感器30在两个漏极指状件28之间(备选地，在两个源极指状件26之间)延伸。详细地，在此考虑通过第一漏极指状件28和第二漏极指状件28(彼此靠近并且在一系列漏极指状件28中连续)的示例提供的情况，其中第一漏极指状件28的第二主侧28d和第二漏极指状件28的第一主侧28c至少部分地面向相同的源极指状件26(相应地，上述源极指状件26的第一主侧26c和第二主侧26d)。例如，在平行于平面xy的俯视图中，第一外端部7a面向源极指状件26的第二副侧26b，第二外端部8a面向绝缘区域23的第二表面23b，第三外端部9a面向第一漏极指状件28的第二主侧28d，并且第四外端部10a面向第二漏极指状件28的第一主侧28c。
此外，根据另一实施例，可以在功率器件中(例如，在与所考虑的漏极指状件28”(备选地，相同的所考虑的源极指状件26)相对应的位置中)具有多个传感器30。具体地，在平面xy的视图中，第一传感器30a和第二传感器30b(与传感器30类似，因此不再赘述)被设置为在平行于轴y的方向上，关于所考虑的漏极指状件28”彼此面向且相对，以使得能够差分测量由上述所考虑的漏极指状件28”生成的磁场b。更详细地，第一传感器30a面向漏极指状件28”的第一主侧28c(备选地，第一主侧26c)，第二传感器30b面向漏极指状件28”的第二主侧28d(备选地，第二主侧26d)，从而实现差分类型的测量。第一传感器30a和第二传感器30b彼此相同，并且在俯视图(即，平行于平面xy)中关于所考虑的漏极指状件28”(备选地，源极指状件26)对称。第一传感器30a和第二传感器30b因此被布置为测量磁场b的相同线60，并且详细地，相应中心区域12中的磁场b具有彼此相对的方向。因此，根据本身已知的技术，可以消除第一传感器30a和第二传感器30b的测量的共模，从而改进整体测量的信噪比(snr)。
根据又一实施例，通过利用可操作地耦合到同一晶体管20的另外多个传感器30(例如，第三传感器30c和第四传感器30d)来改进在所考虑的漏极指状件28”中(同样地，在源极指状件26中)流动的电流的检测精度。第三传感器30c和第四传感器30d类似于先前描述的传感器30，并且具体地，第四传感器30d包括具有中心区域12的、十字形的相应的导电区域3。第三传感器30c被布置在功率器件中，以使得测量由漏极指状件28”生成的磁场b(具体地，根据先前参考功率器件1、101、201、301所讨论的传感器30的布置之一)，并且第四传感器30d被布置以使得测量在上述漏极指状件28”周围的电磁干扰(具体地，漏极指状件28”沿轴z竖直地设置在第四传感器30d的中心区域12之上)。实际上，通过将漏极指状件28”设置为也竖直地位于第四传感器30d的中心区域12之上(在平面xy的视图中)，经由第四传感器30d获取的测量磁场bs首先指示了由靠近漏极指状件28”的指状件26、28产生的所有磁场b(考虑到在由漏极指状件28”生成的磁场b的情况下的较小的cos(α)的值，使得第四传感器30d对由漏极指状件28”生成的磁场b不灵敏)和/或来自外部干扰的贡献。因此，经由控制单元70，可以利用由第四传感器30d进行的测量来补偿由第三传感器30c进行的测量(例如，通过从第三传感器30c的测量磁场bs中减去第四传感器30d的测量磁场bs)，从而改进了检测的灵敏度和准确性。同样，第四传感器30d可以被布置为使得测量由于总线22、24之一而引起的磁场b的贡献，以经由控制单元70来消除所述贡献。
此外，晶体管20可以与先前描述的晶体管不同。具体地，它可以是已知类型的功率器件(例如，功率二极管或微电子器件)。在a.longford等人在empc2013中提出的论文“utilisingadvancedpackagingtechnologiestoenablesmaller,moreefficientganpowerdevices”中,描述了另一功率器件的示例。
此外，传感器30可以不被可操作地耦合到一个或多个指状件26、28，而是可以在功率器件中延伸，以使得可操作地耦合到晶体管20的一个或多个元件，一个或多个元件被适配为在使用中由待测量的相应电流流过。根据一个实施例，传感器30可操作地耦合到一个或多个总线22、24，并且使得能够测量流过所述总线22、24的电流。此外，参考该实施例，本申请人已经发现，通过将传感器30关于总线22、24横向定位并且定位在叉指通道的外部，在总线22、24与指状件26、28之间不会出现显著的电磁干扰问题。
附加地，传感器30可以具有与先前图示的十字形不同的形状，并且可以采取霍尔效应磁传感器的多个不同已知实施例之中的任何一个的形式(例如，参见“solid-statemagneticsensors”,handbookofsensorsandactuators2,chavdars.roumenin等,elsevier,1984)，霍尔效应磁传感器例如包括圆形、多边形(例如，八边形或方形)和更复杂的几何形状。
霍尔效应传感器30甚至可以不包括异质结构，因此不基于2deg。具体地，它还可以由所沉积或生长(例如，外延地)的、除硅之外的半导体材料或金属导电材料(例如，铝、铜、金、钨等)的相应层来制造。
根据一个备选实施例，传感器30不基于霍尔效应，而是本身已知的类型的平面磁传感器。
附加地，半导体衬底42可以是提供对堆叠14的更好粘附的、硅以外的半导体材料(例如，gan或gaas)。
晶体管20也可以基于gan技术的备选技术(即，它可以不包括参与导电的一个或多个gan层)；例如，它可以是硅或砷化镓或其他半导体材料。
尽管在前面的附图和描述中，传感器30的臂7、8、9、10已被指示为与x轴或y轴平行，但该布置不是必不可少的，并且可以是其他角度取向。
在图8所图示的另一实施例中，先前已讨论的内容被应用于无源器件。具体地，功率器件401包括传感器30和电容器420(具体地，功率电容器)。在该实施例中，电容器420利用叉指电极制成，并且可以在功率电路中具有对电压和电流峰值进行滤波的功能(在功率电路中，峰值可以达到甚至比常规操作值高十倍的值，并且例如，电流的峰值可以超过10a)。实际上，这样的电压和电流峰值可能损坏电连接到电容器420的电路。传感器30与处理单元70一起存在使得能够减小所述峰值或使得可以禁用可能被损坏的电路。如先前参考功率器件1、101、201、301所描述的，功率器件401中的电容器420包括：半导体主体405；在半导体主体405上延伸的绝缘区域423；在绝缘区域423中延伸并且限定电容器420的第一极板的多个第一指状件426，每个第一指状件426具有带状或矩形形状，其主延伸方向平行于轴x；在绝缘区域423中延伸并且限定电容器420的第二极板的多个第二指状件428，每个第二指状件428具有带状形状，其主延伸方向平行于轴x；在绝缘区域423中延伸并且电耦合至多个第一指状件426以用于将多个第一指状件426偏置的第一总线422；以及在绝缘区域423中延伸并且电耦合到多个第二指状件428以用于将多个第二指状件428偏置的第二总线424。详细地，每个第一指状件426沿轴y与第二指状件428交替、面向第二指状件428并且与第二指状件428电绝缘，并且传感器30被布置为使得测量至少部分地由以下之一产生的磁场b：第一总线422；第二总线428；第一指状件426之一；以及第二指状件428之一。功率器件401中的传感器30的布置与之前参考功率器件1、101、201、301所图示和描述的布置相似，因此本文中不再赘述。
而且，即使已参考其中存在功率器件1的图3a描述了控制单元70，控制单元70同样可以被电连接并且可操作地连接到根据前面描述的各种实施例中的任何一个的功率器件(具体是功率器件101、201、301、401)。附加地，控制单元70可以被集成在与功率器件1、101、201、301、401分离并且电连接到功率器件1、101、201、301、401的管芯中。
上述各种实施例可以被组合来提供其他实施例。可以根据以上具体实施方式对实施例进行这些和其他改变。通常，在所附权利要求书中，所使用的术语不应解释为将权利要求书限制为说明书和权利要求书中所公开的特定实施例，而是应解释为包括这样的权利要求所要求的保护的所有可能的实施例以及等同物的全部范围。因此，权利要求不受公开内容的限制。
1.一种功率器件，包括：
至少一个第一导电元件，被配置为当被电流流过时生成磁场；以及
霍尔传感器，与所述至少一个第一导电元件电绝缘，
其中所述霍尔传感器和所述至少一个第一导电元件被布置为使得所述霍尔传感器能够检测所述磁场，并且所述磁场指示流过所述至少一个第一导电元件的所述电流。
2.根据权利要求1所述的功率器件，还包括：
晶体管，包括：
半导体主体；
源极端子；
漏极端子；
栅极端子，所述源极端子、所述漏极端子、和所述栅极端子被电耦合到所述半导体主体，从而当被偏置时，电流在所述半导体主体中在所述漏极端子和所述源极端子之间流动；
绝缘区域，在所述半导体主体上；
多个源极指状件，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述源极端子，所述多个源极指状件中的每个源极指状件具有主延伸方向平行于第一轴的矩形形状；
多个漏极指状件，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述漏极端子，所述多个漏极指状件中的每个漏极指状件具有主延伸方向平行于所述第一轴的矩形形状；
源极总线，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述多个源极指状件，所述源极总线被配置为将所述源极端子偏置；以及
漏极总线，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述多个漏极指状件，所述漏极总线被配置为将所述漏极端子偏置，
其中所述多个源极指状件中的至少一个源极指状件被定位在所述多个漏极指状件中的两个漏极指状件之间，
其中沿与所述第一轴垂直的第二轴，所述多个源极指状件中的每个源极指状件面向所述多个漏极指状件中的相应漏极指状件并与其电绝缘，并且
其中所述至少一个第一导电元件是以下各项之一：所述源极总线、所述漏极总线、所述多个源极指状件中的源极指状件、或所述多个漏极指状件中的漏极指状件。
3.根据权利要求2所述的功率器件，
其中所述多个漏极指状件中的每个漏极指状件在平面视图中具有矩形形状，并且包括：
第一主侧和第二主侧，平行于所述第一轴延伸；以及
第一副侧和第二副侧，平行于所述第二轴延伸，
其中所述多个源极指状件中的每个源极指状件在平面视图中具有矩形形状，并且包括：
第一主侧和第二主侧，平行于所述第一轴延伸；以及
第一副侧和第二副侧，平行于所述第二轴延伸，并且
其中所述多个源极指状件中的每个源极指状件的所述第一副侧被电连接到所述源极总线，并且所述多个漏极指状件中的每个漏极指状件的所述第一副侧被电连接到所述漏极总线。
4.根据权利要求3所述的功率器件，还包括：
绝缘层，其中所述霍尔传感器包括在由所述第一轴和所述第二轴限定的平面中延伸的、具有带有质心的十字形的导电区域，所述导电区域被形成在所述半导体主体中或所述半导体主体上，并且所述导电区域通过所述绝缘层与所述半导体主体电绝缘。
5.根据权利要求4所述的功率器件，其中
所述半导体主体包括至少一个异质结构，所述至少一个异质结构被配置为形成二维电子气区域，并且
所述晶体管是包括所述异质结构的第一部分的高电子迁移率场效应晶体管，或者所述导电区域包括所述异质结构的、与所述第一部分电绝缘的第二部分。
6.根据权利要求4所述的功率器件，其中
所述至少一个第一导电元件是从所述多个漏极指状件之中选择的漏极指状件，
所述霍尔传感器被布置为使得在所述质心与从所述多个漏极指状件之中选择的所述漏极指状件的所述第一主侧或所述第二主侧中的至少一个主侧之间存在最小距离，并且
所述最小距离比所述质心与所述多个漏极指状件中的其余漏极指状件的所述第一主侧和所述第二主侧中的每个主侧之间的任何其他距离短。
7.根据权利要求4所述的功率器件，其中
所述至少一个第一导电元件是从所述多个源极指状件之中选择的源极指状件，
所述霍尔传感器被布置为使得在所述质心与从所述多个源极指状件之中选择的所述源极指状件的所述第一主侧或所述第二主侧中的至少一个主侧之间存在最小距离，并且
所述最小距离比所述质心与所述多个源极指状件中的其余源极指状件的所述第一主侧和所述第二主侧中的每个主侧之间的任何其他距离短。
8.根据权利要求7所述的功率器件，其中与从所述多个源极指状件之中选择的所述源极指状件的所述第二副侧相比，所述质心更靠近从所述多个源极指状件之中选择的所述源极指状件的所述第一副侧。
9.根据权利要求7所述的功率器件，其中在所述平面的视图中，所述至少一个第一导电元件和所述霍尔传感器关于彼此横向地间隔开。
10.根据权利要求7所述的功率器件，其中在所述平面的视图中，所述至少一个第一导电元件和所述霍尔传感器彼此部分地重叠。
11.根据权利要求4所述的功率器件，还包括：
另一霍尔传感器，所述霍尔传感器和所述另一霍尔传感器在所述平面的视图中被设置为面向所述至少一个第一导电元件，并且关于所述至少一个第一导电元件在平行于所述第二轴的方向上彼此相对，以实现对所述磁场的差分测量。
12.根据权利要求4所述的功率器件，还包括：
另一霍尔传感器，所述另一霍尔传感器包括带有质心的十字形的导电区域，其中所述至少一个第一导电元件和所述另一霍尔传感器的所述质心彼此重叠。
13.根据权利要求3所述的功率器件，还包括绝缘层，其中：
所述半导体主体包括沟槽或突起，所述沟槽或突起具有关于由所述第一轴和所述第二轴形成的平面倾斜的壁；
所述霍尔传感器包括具有质心并沿所述壁延伸的导电区域，
所述导电区域通过所述绝缘层而与所述半导体主体电绝缘，
所述至少一个第一导电元件是从所述多个漏极指状件之中选择的漏极指状件或是从所述多个源极指状件之中选择的源极指状件，
所述霍尔传感器被布置为使得在所述质心与从所述多个漏极指状件之中选择的所述漏极指状件或从所述多个源极指状件之中选择的所述源极指状件的所述第一主侧或所述第二主侧中的至少一个主侧之间存在最小距离，并且
所述最小距离比所述质心与所述多个漏极指状件之中的其余漏极指状件或所述多个源极指状件之中的其余源极指状件的所述第一主侧和所述第二主侧中的每个主侧之间的任何其他距离短。
14.根据权利要求2所述的功率器件，还包括：
第二导电元件，其中：
所述至少一个第一导电元件是沿所述第二轴彼此直接面向的、所述多个漏极指状件中的漏极指状件或所述多个源极指状件中的源极指状件中的一个指状件，
所述第二导电元件是沿所述第二轴彼此直接面向的、所述多个漏极指状件中的所述漏极指状件和所述多个源极指状件中的所述源极指状件中的另一指状件，并且
在由所述第一轴和所述第二轴限定的平面的视图中，所述传感器被定位在彼此直接面向的、所述多个漏极指状件中的所述漏极指状件与所述多个源极指状件中的所述源极指状件之间。
15.根据权利要求1所述的功率器件，还包括：
电容器，包括：
半导体主体；
绝缘区域，在所述半导体主体上；
多个第一指状件，在所述绝缘区域上并形成所述电容器的第一极板，所述多个第一指状件中的每个第一指状件具有主延伸方向平行于第一轴的矩形形状；
多个第二指状件，在所述绝缘区域上并形成所述电容器的第二极板，所述多个第二指状件中的每个第二指状件具有主延伸方向平行于所述第一轴的矩形形状；
第一总线，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述多个第一指状件，所述第一总线被配置为将所述多个第一指状件偏置；以及
第二总线，在所述绝缘区域上并被电耦合到所述多个第二指状件，所述第二总线被配置为将所述多个第二指状件偏置，
其中所述多个第一指状件中的至少一个第一指状件被定位在所述多个第二指状件中的两个第二指状件之间，
其中沿与所述第一轴垂直的第二轴，所述多个第一指状件中的每个第一指状件面向所述多个第二指状件中的相应第二指状件并与其电绝缘，并且
其中所述至少一个第一导电元件是以下各项之一：所述第一总线、所述第二总线、所述多个第一指状件中的第一指状件、或所述多个第二指状件中的第二指状件。
16.根据权利要求1所述的功率器件，其中所述霍尔传感器包括二维电子气(2deg)区域。
17.一种系统，包括：
功率器件，包括：
至少一个第一导电元件，被配置为当被电流流过时生成磁场；
霍尔传感器，与所述至少一个第一导电元件电绝缘，
其中所述霍尔传感器和所述至少一个第一导电元件被布置为使得所述霍尔传感器能够检测所述磁场，并且所述磁场指示流过所述至少一个第一导电元件的所述电流；以及
控制单元，经由电连接被可操作地耦合到所述功率器件，并被配置为：
经由所述霍尔传感器，获取指示所述磁场的霍尔电势；
基于所述霍尔电势来计算测量磁场；
基于所述测量磁场来计算所述磁场；以及
将所计算的所述磁场与所述至少一个第一导电元件的相应电流相关联。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述功率器件包括：
第一多个导电指状件，所述第一多个导电指状件中的每个导电指状件具有矩形形状；
第二多个导电指状件，所述第二多个导电指状件中的每个导电指状件具有矩形形状，所述第一多个导电指状件中的至少一个导电指状件被定位在所述第二多个导电指状件中的两个导电指状件之间，所述第一多个导电指状件与所述第二多个导电指状件电绝缘；
第一总线，被耦合到所述第一多个导电指状件；以及
第二总线，被耦合到所述第一多个导电指状件，所述至少一个第一导电元件是以下各项之一：所述第一总线、所述第二总线、所述第一多个导电指状件中的导电指状件、或所述第二多个导电指状件中的导电指状件。
19.一种用于制造功率器件的方法，所述方法包括：
形成至少一个导电元件，所述至少一个导电元件被配置为当被电流流过时生成磁场；以及
形成与所述导电元件电绝缘的霍尔传感器，
其中所述霍尔传感器和所述导电元件被布置为使得所述霍尔传感器能够检测所述磁场，并且所述磁场指示流过所述导电元件的所述电流。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
形成第一多个导电指状件，所述第一多个导电指状件中的每个导电指状件具有矩形形状；
形成第二多个导电指状件，所述第二多个导电指状件中的每个导电指状件具有矩形形状，所述第一多个导电指状件中的至少一个导电指状件被定位在所述第二多个导电指状件中的两个导电指状件之间，所述第一多个导电指状件与所述第二多个导电指状件电绝缘；
形成被电耦合到所述第一多个导电指状件的第一总线；以及
形成被电耦合到所述第一多个导电指状件的第二总线，所述至少一个导电元件是以下各项之一：所述第一总线、所述第二总线、所述第一多个导电指状件中的导电指状件、或所述第二多个导电指状件中的导电指状件。
21.一种用于控制功率器件的方法，所述功率器件被可操作地耦合到控制单元，所述方法包括：
通过所述控制单元，经由所述功率器件的霍尔传感器，获取霍尔电势，所述霍尔电势指示由流过所述功率器件的导电元件的电流生成的磁场；
通过所述控制单元，基于所述霍尔电势来计算测量磁场；
通过所述控制单元，基于所述测量磁场来计算所述磁场；以及
通过所述控制单元，将所计算的所述磁场与所述导电元件的相应电流相关联。
技术总结