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公開番号2025041318
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148527
出願日2023-09-13
発明の名称半導体装置
出願人ルネサスエレクトロニクス株式会社
代理人個人
主分類H10D 89/60 20250101AFI20250318BHJP()
要約【課題】パワーMOSFETを備える半導体装置において、検出素子の応答特性を向上させる。
【解決手段】実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の第1領域に形成された第1MOSFETと、前記第1領域内の第2領域に形成された検出素子と、前記第1領域の上側に形成され、前記第1MOSFETのソースと電気的に接続されたソース電極と、を含む半導体チップと、前記検出素子を覆うように配置され、前記ソース電極にステッチボンディングされるソース電極材とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板の第１領域に形成された第１ＭＯＳＦＥＴと、前記第１領域内の第２領域に形成された検出素子と、前記第１領域の上側に形成され、前記第１ＭＯＳＦＥＴのソースと電気的に接続されたソース電極と、を含む半導体チップと、
前記検出素子を覆うように配置され、前記ソース電極にステッチボンディングされるソース電極材と、
を備える、
半導体装置。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記ソース電極材は、少なくとも第１接合部と第２接合部においてステッチボンディングされ、
前記検出素子は、第１接合部と第２接合部との間において、前記ソース電極材の下側に配置される、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ソース電極材は、アルミニウムからなるリボンワイヤである、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記検出素子は、温度検出素子であり、
前記温度検出素子は、直列接続された複数のダイオードを含む、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記検出素子は、電流検出素子であり、
前記電流検出素子は、第２ＭＯＳＦＥＴと、前記第２ＭＯＳＦＥＴのソースと電気的に接続された第２ソース電極と、を含む、請求項１に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
パワーＭＯＳＦＥＴに異常電流（過電流）が通電された場合に、パワーＭＯＳＦＥＴを保護する検出素子が知られている。検出素子としては、例えば、センスＭＯＳＦＥＴを含む電流検出素子、ダイオードを含む温度検出素子などがある。
【０００３】
特許文献１には、パワーＭＯＳＦＥＴにおける検出素子の配置に関する技術が開示されている。特許文献１では、ソース電極と重なる金属板が、ソース電極に接続されたソース接続部と、ソース接続部から短辺に配置されたソース端子に向かって延在する延長部を含んでいる。検出素子は、平面視において延長部と重なるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１４５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーＭＯＳＦＥＴは、行列状に配置された複数の単位トランジスタセルで構成されており、半導体基板の主面に形成されたソース電極と、裏面に形成されたドレイン電極とは、複数の単位トランジスタセルに対して共通となっている。パワーＭＯＳＦＥＴに異常電流（過電流）が流れた場合、パワーＭＯＳＦＥＴが形成された半導体チップの中央部が縁部に比べて高温になること、つまり、半導体チップの中央部と縁部との間に温度差が発生することが知られている。
【０００６】
特許文献１では、検出素子は、ソース電極からソース端子に向かって延在する延長部に重なるように、半導体チップの縁部に配置されている。このように検出素子が縁部に配置されている場合、上記の温度差のために、検出素子が過電流による熱で反応し、遮断動作をするまでに数百μｓの時間が必要となる。パワーＭＯＳＦＥＴを備える半導体装置において、検出素子の応答性の向上が望まれている。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る半導体装置は、半導体基板の第１領域に形成された第１ＭＯＳＦＥＴと、前記第１領域内の第２領域に形成された検出素子と、前記第１領域の上側に形成され、前記第１ＭＯＳＦＥＴのソースと電気的に接続されたソース電極と、を含む半導体チップと、前記検出素子を覆うように配置され、前記ソース電極にステッチボンディングされるソース電極材とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示は、パワーＭＯＳＦＥＴを備える半導体装置の検出素子の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態１に係る半導体装置の構成例を示す平面透視図である。
図２は、図１の要部断面図である。
図３は、図１のＩＩ－ＩＩ切断線における断面を示す写真である。
図４は、図１のＩＩ－ＩＩ切断線における断面を示す写真である。
図５は、実施形態２に係る半導体装置の構成例を示す平面透視図である。
図６は、図５の半導体装置の温度差－Ｉｄｓ（Ｖｄｓ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ）特性を説明する図である。
図７は、ハイサイド構成が採用された半導体装置の構成例を示す回路図である。
図８は、ローサイド構成が採用された半導体装置の構成例を示す回路図である。
図９は、比較例の半導体装置の平面透視図である。
図１０は、図９のＸ－Ｘ切断線における断面図である。
【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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