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公開番号2024133724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-02
出願番号2024113450,2020136408
出願日2024-07-16,2020-08-12
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20240925BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】化合物半導体で構成される半導体素子と共に絶縁回路基板上にシリコン(Si)基板に形成された温度センサが搭載される半導体装置を提供する。
【解決手段】絶縁回路基板1と、絶縁回路基板1の第1導体層の上面に第1接合材を介して接合された第1主電極と、第1主電極の上面に設けられた半導体基板と、半導体基板の上面に設けられた第2主電極とを有する半導体素子と、絶縁回路基板1上面に設けられた抵抗素子4とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁回路基板と、
前記絶縁回路基板の第１導体層の上面に第１接合材を介して接合された第１主電極と、前記第１主電極の上面に設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられた第２主電極とを有する半導体素子と、
前記絶縁回路基板の第２導体層の上面に第２接合材を介して接合された下面電極と、前記下面電極に一端が電気的に接続された抵抗層と、前記抵抗層の他端に電気的に接続された第１上面電極と、を有する抵抗素子と、
を備え、
前記第１主電極が、前記第１接合材に接合された第１接合層を有し、
前記下面電極が、前記第２接合材に接合された第２接合層を有し、
前記第１接合層及び前記第２接合層が同一構造を有することを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、電装用モジュールや産業用モジュール等として使用される電力用半導体装置（半導体モジュール）に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流電力に変換するインバータ装置等の電力用半導体装置では、スイッチング素子であるパワー半導体素子（以下、単に「半導体素子」という。）が絶縁回路基板上に搭載されている。半導体素子がシリコン（Ｓｉ）からなる場合には、半導体素子の周辺の温度を検出する温度センサとして、オンチップセンサ又は負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタが一般的に使用されている。
【０００３】
オンチップセンサは、半導体素子上に形成されたｐｎ接合ダイオードで構成されている。オンチップセンサは、ｐｎ接合ダイオードの温度特性を利用して温度を検出する。ＮＴＣサーミスタは、絶縁回路基板上に搭載される。ＮＴＣサーミスタも、ＮＴＣサーミスタを構成する材料の温度特性を利用して温度を検出する。
【０００４】
特許文献１には、感温抵抗素子によりスイッチ回路用の温度検出器を構成することが開示されている。特許文献２には、半導体基板上に設けられた抵抗層を備える縦型の抵抗素子が開示されている。特許文献３には、スイッチング素子を構成する並列接続された複数のトランジスタチップに接続される補助ソース端子が共通であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－３１５３８３号公報
特開２０１９－１０６４８５号公報
特許第６５６２１７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力用半導体装置において、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる半導体素子を搭載する場合、現状ではオンチップセンサの適用はコストの面で困難である。また、ＮＴＣサーミスタを使用する場合には、水素雰囲気中での熱処理により半導体素子を絶縁回路基板上にはんだ付けする工程において、ＮＴＣサーミスタのニッケル（Ｎｉ）めっきと錫（Ｓｎ）めっきとから構成される裏面電極が劣化する問題がある。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、化合物半導体で構成される半導体素子と共に絶縁回路基板上にシリコン（Ｓｉ）基板に形成された温度センサが搭載される半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、（ａ）絶縁回路基板と、（ｂ）絶縁回路基板の第１導体層の上面に第１接合材を介して接合された第１主電極と、第１主電極の上面に設けられた半導体基板と、半導体基板の上面に設けられた第２主電極とを有する半導体素子と、（ｃ）絶縁回路基板の第２導体層の上面に第２接合材を介して接合された下面電極と、下面電極に一端が電気的に接続された抵抗層と、抵抗層の他端に電気的に接続された第１上面電極と、を有する抵抗素子と、を備え、第１主電極が、第１接合材に接合された第１接合層を有し、下面電極が、第２接合材に接合された第２接合層を有し、第１接合層及び第２接合層が同一構造を有する半導体装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、化合物半導体で構成される半導体素子と共に絶縁回路基板上にシリコン（Ｓｉ）基板に形成された温度センサが搭載される半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る半導体装置の平面図である。
図１のＡ－Ａ方向から見た断面図である。
図１のＢ－Ｂ方向から見た断面図である。
図１のＣ－Ｃ方向から見た断面図である。
第１実施形態に係る抵抗素子の回路図である。
第１実施形態に係る半導体装置の回路図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。
第１実施形態の第１変形例に係る抵抗素子の断面図である。
第１実施形態の第２変形例に係る抵抗素子の断面図である。
第１実施形態の第２変形例に係る抵抗素子の回路図である。
第１実施形態の第３変形例に係る抵抗素子の断面図である。
第１実施形態の第３変形例に係る抵抗素子の回路図である。
第１実施形態の第３変形例に係る抵抗素子の他の回路図である。
第１実施形態の第４変形例に係る半導体装置の平面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の平面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態の第１比較例に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態の第２比較例に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態の第１変形例に係る半導体装置の平面図である。
第２実施形態の第１変形例に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態の第２変形例に係る半導体装置の平面図である。
第２実施形態の第３変形例に係る半導体装置の平面図である。
第２実施形態の第３変形例に係る半導体装置の回路図である。
第２実施形態の第４変形例に係る半導体装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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