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公開番号2024164272
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-26
出願番号2024150980,2022518074
出願日2024-09-02,2021-04-27
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20241119BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】スイッチング素子の駆動時におけるジャンクション温度を測定する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置A1は、ドレイン電極、ゲート電極132およびソース電極133を有するスイッチング素子1と、スイッチング素子1を支持する基部20と、各々が同じ方向に延びる第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24と、を備える。スイッチング素子1は、当該素子1の素子主面11に配置された第1電極151を有する温度検出用ダイオード15を備える。ドレイン電極、ゲート電極132およびソース電極133は、各々、第1端子21、第2端子22および第3端子23のいずれかと導通している。第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子と、第１外部端子と、第２外部端子と、第３外部端子と、第４外部端子と、を備えており、
前記スイッチング素子は、
第１方向において互いに反対側を向く素子主面および素子裏面と、
前記素子主面に配置された第１主電極（ソース電極／エミッタ電極）と、
前記素子主面に配置されたゲート電極と、
前記素子裏面に配置された第２主電極（ドレイン電極／コレクタ電極）と、
アノードおよびカソードを有する温度検出用ダイオードと、
前記アノードおよびカソードの一方に電気的に接続されるとともに前記素子主面に配置された第１電極と、を有しており、
前記第１外部端子は、前記第２主電極に電気的に接続されており、
前記第２外部端子は、前記ゲート電極に電気的に接続されており、
前記第３外部端子は、前記第１主電極に電気的に接続されており、
前記第４外部端子は、前記第１電極に電気的に接続されており、
前記アノードは、前記第１外部端子および前記第４外部端子の一方と電気的に接続され、前記カソードは、前記第１外部端子および前記第４外部端子の他方と電気的に接続される、半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記スイッチング素子を封止するとともに、前記第１外部端子、前記第２外部端子、前記第３外部端子および前記第４外部端子の各々の一部を封止する封止樹脂をさらに備える、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１主電極と前記第３外部端子とを相互に接続する第１導電部材と、
前記ゲート電極と前記第２外部端子とを相互に接続する第２導電部材と、
前記第１電極と前記第４外部端子とを相互に接続する第３導電部材と、をさらに備える、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１導電部材、前記第２導電部材および前記第３導電部材は、ボンディングワイヤまたは金属板のいずれか一方であり、前記ボンディングワイヤはアルミニウムまたは銅のいずれか一方から構成され、前記金属板は銅から構成される、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属板を接合対象に固定するための接合部材をさらに備える、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接合部材は、半田からなる、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１主電極および前記第２主電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記第１主電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第１主電極および前記第２主電極間がオン／オフ制御される構成である、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記素子裏面に対向し且つ前記スイッチング素子を支持する基部をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
スイッチング素子と、第１外部端子と、第２外部端子と、第３外部端子と、第４外部端子と、を備えており、
前記スイッチング素子は、
第１方向において互いに反対側を向く素子主面および素子裏面と、
前記素子主面に配置された第１主電極（ソース電極／エミッタ電極）と、
前記素子主面に配置されたゲート電極と、
前記素子裏面に配置された第２主電極（ドレイン電極／コレクタ電極）と、
アノードおよびカソードを有する温度検出用ダイオードと、
前記アノードおよびカソードの一方に電気的に接続されるとともに前記素子主面に配置された第１電極と、を有しており、
前記第１外部端子は、前記第２主電極に電気的に接続されており、
前記第２外部端子は、前記ゲート電極に電気的に接続されており、
前記第３外部端子は、前記第１主電極に電気的に接続されており、
前記第４外部端子は、前記第１電極に電気的に接続されており、
前記アノードは、前記第３外部端子および前記第４外部端子の一方と電気的に接続され、前記カソードは、前記第３外部端子および前記第４外部端子の他方と電気的に接続される、半導体装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子を封止するとともに、前記第１外部端子、前記第２外部端子、前記第３外部端子および前記第４外部端子の各々の一部を封止する封止樹脂をさらに備える、請求項９に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を備えたスイッチングデバイス（半導体装置）の一例が開示されている。スイッチング素子は、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極を有する。同文献に開示された半導体装置は、３本の端子（ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子）を備える。ゲート端子はゲート電極に電気信号を入力するための端子である。当該電気信号に基づき変換された電流がソース電極からソース端子を介して外部に流れ、当該電気信号に基づき変換された電流がドレイン端子を介してドレイン電極に向けて流れる。
【０００３】
上記特許文献１に示した半導体装置等において、故障の有無、寿命や信頼性は動作時の温度と密接に関連するので、半導体素子の接合部温度（ジャンクション温度）を正確に知ることが要求される。半導体素子がＭＯＳＦＥＴの場合、スイッチング素子内部のボディダイオードと熱抵抗測定器を利用することで、ジャンクション温度を測定することができる。たとえば、熱抵抗測定器を用いると、スイッチング素子への駆動電圧の印加を終えた後にボディダイオードに電流を流して電圧を熱抵抗測定器で測定し、ジャンクション温度を見積もることができる。
【０００４】
しかしながら、上記した熱抵抗測定器を利用したジャンクション温度の測定は、実験室内で行うのに適する一方、半導体装置を実際に使用する状況（スイッチング素子の駆動時）において行うことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１２１７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した事情に鑑み、本開示は、スイッチング素子の駆動時におけるジャンクション温度を測定することが可能な半導体装置を提供することを一の課題とする。
【０００７】
本開示よって提供される半導体装置は、第１方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極と、を有し、前記ドレイン電極および前記ソース電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記ソース電極間に駆動電圧を与えることによって、前記ドレイン電極および前記ソース電極間がオン／オフ制御されるスイッチング素子と；前記第１方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有し、前記素子裏面が前記表面に向かい合うように前記スイッチング素子を支持する基部と；各々が前記第１方向に対して直角である第２方向に延出する第１端子、第２端子、第３端子および第４端子と、を備える。前記スイッチング素子は、前記素子主面に配置された第１電極を有する温度検出用ダイオードを備える。前記ドレイン電極、前記ゲート電極および前記ソース電極は、各々、前記第１端子、前記第２端子および前記第３端子のいずれかと導通している。前記第１電極は、第１ワイヤを介して前記第４端子と導通している。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、たとえば、スイッチング素子の駆動時におけるジャンクション温度を測定することができる。
【０００９】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
図１に示す半導体装置Ａ１の平面図である。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の回路構成を示す図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例を示す平面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例を示す平面図である。
第２実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図９のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。
図９のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。
第３実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図１４のＸＶ－ＸＶ線に沿う断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図１２に示す半導体装置の変形例を示す平面図である。
図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【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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