半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供在检测到功率半导体器件的异常状态的情况下，能够可靠地中断或停止动作的驱动功率半导体器件的半导体装置。本发明专利技术提供的半导体装置具备：功率半导体元件，其栅极根据控制信号被控制；切断条件检测部，检测是否满足了预定的切断条件；复位部，在输入了使功率半导体元件导通的控制信号时，输出指示在预定的期间内复位的复位信号；锁存部，根据复位信号进行复位，并在复位后对表示检测到切断条件的产生的信息进行锁存；切断电路，在锁存部对表示检测到切断条件的产生的信息进行了锁存时，将功率半导体元件的栅极控制为关断电位；以及防止电路，在锁存部的复位期间内，无论切断条件是否成立都防止功率半导体元件的栅极成为导通电位。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
以往，作为用于内燃机的点火等的半导体装置，已知有处理大功率的功率半导体器件。已知驱动这样的功率半导体器件的电路具备检测该功率半导体器件过热等异常状态，防止对内燃机带来影响的电路(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-194530号公报
技术实现思路
技术问题这样的功率半导体器件的驱动电路如果在异常状态下直接继续动作，则不仅是该驱动电路，甚至与该驱动电路连接的内燃机等都会发生故障等。因此，期望该驱动电路具有在检测到功率半导体器件过热等异常状态的情况下，能够可靠地将动作中断或停止的保护功能。技术方案在本专利技术的第一形态中，提供一种半导体装置，其特征在于，具备：功率半导体元件，其栅极根据控制信号被控制；切断条件检测部，检测是否满足了预定的切断条件；复位部，在输入了使功率半导体元件导通的控制信号时，输出指示在预定的期间内复位的复位信号；锁存部，根据复位信号进行复位，并在复位后对表示检测到切断条件的产生的信息进行锁存；切断电路，在锁存部对表示检测到切断条件的产生的信息进行了锁存时，将功率半导体元件的栅极控制为关断电位；防止电路，在锁存部的复位期间内，无论切断条件是否成立都防止功率半导体元件的栅极成为导通电位。应予说明，上述的专利技术的概要并未列举本专利技术的必要特征的全部。此外，这些特征组的重新组合也可构成专利技术。附图说明图1示出本实施方式的点火装置1000的构成例。图2示出本实施方式的半导体装置100的各部分的动作波形的一例。图3示出本实施方式的点火装置2000的构成例。图4示出本实施方式的切断条件检测部130的构成例。图5示出本实施方式的复位部140的构成例。图6示出本实施方式的复位部140的各部分的动作波形的一例。图7示出本实施方式的锁存部150的构成例。图8示出本实施方式的半导体装置200的各部分的动作波形的一例。图9示出本实施方式的点火装置3000的构成例。图10示出本实施方式的点火装置4000的构成例。图11示出形成有本实施方式的半导体装置200的基板的一部分的构成例。符号说明10：控制信号产生部，20：火花塞，30：点火线圈，32：初级线圈，34：次级线圈，40：电源，100：半导体装置，102：控制端子，104：第一端子，106：第二端子，110：功率半导体元件，112：栅极端子，114：发射极端子，116：集电极端子，120：切断电路，122：电阻，123：源极，124：漏极，130：切断条件检测部，132：控制信号输入部，134：检测信号输出部，136：基准电位输入部，140：复位部，142：控制信号输入部，144：复位信号输出部，146：基准电位输入部，150：锁存部，152：置位信号输入部，154：复位信号输入部，156：控制信号输入部，158：切断信号输出部，159：基准电位输入部，200：半导体装置，202：控制端子，204：第一端子，206：第二端子，210：防止电路，300：半导体装置，302：控制端子，304：第一端子，306：第二端子，400：半导体装置，402：控制端子，404：第一端子，406：第二端子，410：FET，412：二极管，414：二极管，416：二极管，418：二极管，420：反相器，432：电阻，434：电阻，436：反相器，438：反相器，440：电阻，442：电容器，444：反相器，460：反相器，462：第一NOR电路，464：第二NOR电路，466：第三NOR电路，700：基板，710：p+层区，720：n层区，722：第一阱区，724：第二阱区，726：第三阱区，727：第四阱区，728：第五阱区，730：第一绝缘膜，740：第二绝缘膜，750：半导体膜，760：栅极，762：栅极绝缘膜，770：第三绝缘膜，780：发射极，784：电极部，1000：点火装置，2000：点火装置，3000：点火装置，4000：点火装置具体实施方式以下，通过本专利技术的实施方式对本专利技术进行说明，但以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的专利技术。此外，在实施方式中说明的特征的组合的全部不一定是专利技术的技术方案所必需的。图1示出本实施方式的点火装置1000的构成例。点火装置1000使汽车等的内燃机等所使用的火花塞点火。在本实施方式中，对点火装置1000搭载于汽车的发动机的一例进行说明。点火装置1000具备：控制信号产生部10、火花塞20、点火线圈30、电源40和半导体装置100。控制信号产生部10产生控制半导体装置100的导通和关断的切换的开关控制信号。控制信号产生部10例如是搭载有点火装置1000的汽车的发动机控制单元(ECU)的一部分或全部。控制信号产生部10将产生的控制信号提供给半导体装置100。通过控制信号产生部10将控制信号提供给半导体装置100，点火装置1000开始火花塞20的点火动作。火花塞20通过放电来产生电火花。火花塞20例如由10kV左右以上的施加电压而放电。作为一例，火花塞20设置于内燃机，在此情况下，将燃烧室的混合气等燃烧气体点燃。火花塞20例如设置于从气缸的外部贯通到气缸内部的燃烧室为止的贯通孔，并以密封该贯通孔的方式固定。在此情况下，火花塞20的一端露出到燃烧室内，另一端从气缸外部接收电信号。点火线圈30向火花塞20提供电信号。点火线圈30将使火花塞20放电的高电压作为电信号进行提供。点火线圈30可以作为变压器而发挥功能，例如，是具有初级线圈32和次级线圈34的点火线圈。初级线圈32的一端和次级线圈34的一端电连接。初级线圈32与次级线圈34相比线圈数量少，且与次级线圈34共用磁芯。次级线圈34根据在初级线圈32上产生的电动势而产生电动势(互感电动势)。次级线圈34的另一端与火花塞20连接，将产生的电动势提供给火花塞20而使其放电。电源40向点火线圈30提供电压。电源40例如向初级线圈32和次级线圈34的一端提供预定的恒定电压Vb(作为一例为14V)。作为一例，电源40为汽车的蓄电池。半导体装置100根据从控制信号产生部10提供的控制信号来切换点火线圈30的初级线圈32的另一端和基准电位之间的导通和不导通。半导体装置100例如在控制信号为高电位(导通电位)时，使初级线圈32和基准电位之间导通，并在控制信号为低电位(关断电位)时，使初级线圈32和基准电位之间不导通。这里，基准电位可以是汽车的控制系统中的基准电位，此外，也可以是汽车内的与半导体装置100对应的基准电位。基准电位可以是使半导体装置100关断的低电位，作为一例为0V。半导体装置100具备：控制端子102、第一端子104、第二端子106、功率半导体元件110、切断电路120、电阻122、切断条件检测部130、复位部140和锁存部150。控制端子102将控制功率半导体元件110的控制信号进行输入。控制端子102与控制信号产生部10连接，接收控制信号。第一端子104经由点火线圈30与电源40连接。第二端子106连接到基准电位。即，第一端子104与第二端子106相比为高电位侧的端子，第二端子106与第一端子104相比为低电位侧的端子。功率半导体元件110的栅极根据控制信号而被控制。功率半导体元件110包括栅极端子(G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：功率半导体元件，其栅极根据控制信号被控制；切断条件检测部，检测是否满足了预定的切断条件；复位部，在输入了使所述功率半导体元件导通的控制信号时，输出指示在预定的期间内复位的复位信号；锁存部，根据所述复位信号进行复位，并在复位后对表示检测到所述切断条件的产生的信息进行锁存；切断电路，在所述锁存部对表示检测到所述切断条件的产生的信息进行了锁存时，将所述功率半导体元件的栅极控制为关断电位；以及防止电路，在所述锁存部的复位期间内，无论所述切断条件是否成立都防止所述功率半导体元件的栅极成为导通电位。

【技术特征摘要】
2016.01.29 JP 2016-0165171.一种半导体装置，其特征在于，具备：功率半导体元件，其栅极根据控制信号被控制；切断条件检测部，检测是否满足了预定的切断条件；复位部，在输入了使所述功率半导体元件导通的控制信号时，输出指示在预定的期间内复位的复位信号；锁存部，根据所述复位信号进行复位，并在复位后对表示检测到所述切断条件的产生的信息进行锁存；切断电路，在所述锁存部对表示检测到所述切断条件的产生的信息进行了锁存时，将所述功率半导体元件的栅极控制为关断电位；以及防止电路，在所述锁存部的复位期间内，无论所述切断条件是否成立都防止所述功率半导体元件的栅极成为导通电位。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述防止电路在所述复位部输出了所述复位信号的期间，将所述功率半导体元件的栅极控制为关断电位。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述防止电路在所述切断条件检测部检测到所述切断条件的产生的期间，将所述功率半导体元件的栅极控制为关断电位。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述切断电路和所述防止电路分别将所述功率半导体元件的栅极和发射极电连接，将所述功率半导体元件的栅极设为关断电位。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述防止电路根据从所述锁存部输出且指示将所述功率半导体元件的栅极控制为关断电位的切断信号与所述复位信号的逻辑或，来将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫沢繁美，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP