半导体装置制造方法及图纸

半导体装置，具备第1端子(T1)及第2端子(T2)、控制在第1端子与第2端子之间流动的输出电流的第1开关元件(10)、与第1开关元件并联连接的第2开关元件(20)、以及向第1开关元件和第2开关元件输出控制信号、分别独立地进行驱动的驱动电路部(50)。驱动电路部使第1开关元件和第2开关元件并联地驱动。第2开关元件配置在除了第1控制信号路径(LS1)及第1输出电流路径(LC1)以外的部分、且与第1开关元件相比距第1端子及第2端子的距离更远的位置，上述第1控制信号路径(LS1)将驱动电路部与第1开关元件相互连结而流通控制信号，上述第1输出电流路径(LC1)从第1端子经由第1开关元件到达第2端子而流通输出电流；从第1端子经由第2开关元件到达第2端子而流通输出电流的第2输出电流路径(LC2)比第1输出电流路径长。

Semiconductor device

A semiconductor device, with first terminals and 2 terminals (T1) (T2), the first switch element to control output current flow between the first terminal and the second terminal of the switching element (10), second elements connected in parallel with the first switch (20), and an output unit to the first switch and second switch control signal, respectively. Independent of the driving circuit of the drive (50). The driving circuit part drives the first switch element and the second switch element in parallel. The second switch element configuration in addition to the first control signal path (LS1) and 1 output current path (LC1) farther outside the part, and the first switch element is compared from the first terminal and the 2 terminal of the distance, the first control signal path (LS1) will drive circuit and the first switching elements are connected and flow control the first signal, the output current path (LC1) from the first terminal via the first switch element to the second terminal and the output current from the circulation; second output current path first terminal via the second switch element to the second terminal and the circulation of the output current (LC2) than the first output current path length.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置本申请基于2015年6月9日提出的日本专利申请第2015－116936号主张优先权，这里引用其记载内容。
本专利技术涉及多个开关元件被并联驱动的半导体装置。
技术介绍
如专利文献1那样，以往已知有将IGBT和MOSFET并联连接而用作开关元件的半导体装置。该半导体装置中，IGBT和MOSFET的某一方被配置在控制电路的附近，另一方被配置在远处。并且，被配置在控制电路的附近的元件A接收从控制电路提供的栅极控制信号，并提供给配置在远处的元件B。由此，当向各个元件的栅极提供栅极控制信号时，能够使得栅极控制信号的传递距离短的元件A先导通、传递距离长的元件B随后导通。此外，例如，假定配置在控制电路的附近的元件A是RC－IGBT(逆导型IGBT)、元件B是MOSFET，则在关断(turnoff)时，经由反向连接于IGBT的二极管，MOSFET先截止，所以不需要使MOSFET具有较大的额定电流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013－125806号公报
技术实现思路
此外，在专利文献1所记载的半导体装置中，作为平面布局，在开关元件的输出电流流过的电源线与控制电路之间安装着IGBT及MOSFET。因此，在开关元件的输出端子间发生了短路故障的情况下，在相对于控制电路配置在远处、即配置在电源线的附近的MOSFET中有可能流过过电流。为了确保对于该过电流的耐受性而会导致MOSFET的体积变大。特别是，近年来，以低损耗的碳化硅(SiC)为主成分而构成的元件日益被利用，但由于碳化硅昂贵，所以元件尺寸的扩大直接导致高成本。本公开的目的在于，在多个开关元件以并联的方式驱动的半导体装置中，提供一种能够将多个元件中的规定的开关元件的短路耐受性抑制得较小的半导体装置。根据本专利技术的一技术方案，半导体装置具备第1端子及第2端子、控制在第1端子与第2端子之间流动的输出电流的第1开关元件、与第1开关元件并联连接的第2开关元件、以及向第1开关元件和第2开关元件输出控制信号、分别独立地进行驱动的驱动电路部。驱动电路部使第1开关元件和第2开关元件并联地驱动。第2开关元件配置在除了第1控制信号路径及第1输出电流路径以外的部分、且与第1开关元件相比距第1端子及第2端子的距离更远的位置，上述第1控制信号路径将驱动电路部与第1开关元件相互连结而流通控制信号，上述第1输出电流路径从第1端子经由第1开关元件到达第2端子而流通输出电流；从第1端子经由第2开关元件到达第2端子而流通输出电流的第2输出电流路径比第1输出电流路径长。如上述那样，使第2输出电流路径比第1输出电流路径长。换言之，使从第1端子经由第2开关元件到达第2端子的布线长比经由第1开关元件的布线长更长。经由各开关元件的电流路径形成寄生电感，但根据本专利技术，能够使从第1端子及第2端子来看的第2开关元件的感抗比第1开关元件的电抗大。由此，即使是在开关元件中发生了短路的情况，其短路电流也向电抗较低的第1开关元件侧流动。因而，能够将第2开关元件的短路耐受性抑制得较小。附图说明图1是表示第1实施方式的半导体装置的概略结构的电路图。图2是表示半导体装置的概略结构的俯视图。图3是表示第2实施方式的半导体装置的概略结构的俯视图。图4是沿着图3中的IV－IV线的剖视图。图5是表示变形例1的半导体装置的概略结构的俯视图。图6是表示变形例2的半导体装置的概略结构的俯视图。图7是表示第3实施方式的半导体装置的概略结构的电路图。图8是表示半导体装置的概略结构的俯视图。图9是表示其他实施方式的半导体装置的概略结构的俯视图。具体实施方式以下，基于附图说明本专利技术的实施方式。另外，在以下的各图中，对于彼此相同或等同的部分赋予相同的标号。另外，在俯视图各图中，为了使开关元件的配置的识别容易而添加了阴影。(第1实施方式)首先，参照图1及图2，对本实施方式的半导体装置的概略结构进行说明。本实施方式的半导体装置例如是插入到负载与直流电源之间、将直流电压转换为交流电压的逆变器。首先，参照图1对半导体装置100的电路结构进行说明。如图1所示，该半导体装置100构成为逆变器电路，具备分别由开关元件10～40构成的上臂U及下臂L、和对构成各臂的开关元件10～40的栅极供给电压的驱动电路部50。具体而言，半导体装置100具备连接高电位侧的电源的第1端子T1、和连接比第1端子T1低电位的电源的第3端子T3。在第1端子T1与第3端子T3之间，串联连接着IGBT10和IGBT30。并且，与IGBT10并联连接着MOSFET20，与IGBT30并联连接着MOSFET40。IGBT10与IGBT30的连接点即MOSFET20与MOSFET40的连接点被连接于第2端子T2。IGBT10相当于第1开关元件，MOSFET20相当于第2开关元件，IGBT30相当于第3开关元件，MOSFET40相当于第4开关元件。本实施方式的IGBT10是逆导型IGBT(RC－IGBT)，如图1所示，在IGBT10的发射极－集电极间连接着续流二极管(freewheeldiode)11。同样，IGBT30是逆导型IGBT(RC－IGBT)，在IGBT30的发射极－集电极间连接着续流二极管31。在本实施方式中，IGBT10、30以硅为主成分而构成，MOSFET20、40以低损耗为目的而以碳化硅为主成分构成。如图1所示，IGBT10及MOSFET20构成上臂U，IGBT30及MOSFET40构成下臂L。并且，由后述的驱动电路部50使上臂U和下臂L交替地通断，在第1端子T1与第3端子T3之间流动的直流电压被转换为交流电压。这样，在负载200中流过交流电流。驱动电路部50具有第1驱动电路部(1stDRV)51和第2驱动电路部(2ndDRV)52。第1驱动电路部51对IGBT10及MOSFET20输出控制信号。即，第1驱动电路部51对IGBT10及MOSFET20的栅极施加栅极电压。例如，本实施方式中的第1驱动电路部51控制栅极电压，以使得在上臂U接通时，最先将IGBT10导通，随之将MOSFET20导通。这是为了使导通电阻能够抑制得比IGBT10低的碳化硅MOSFET20承担稳态损耗。由此，在上臂U的导通状态下，与仅以IGBT驱动的结构相比，能够抑制稳态损耗。此外，关于IGBT10与MOSFET20的输出电流比，IGBT10侧较大，能够抑制MOSFET20的芯片尺寸(体积)。由此，即使以通常被认为昂贵的碳化硅为主成分，也能够避免成本增加。第2驱动电路部52对IGBT30及MOSFET40输出控制信号。即，对IGBT30及MOSFET40的栅极施加栅极电压。基于与第1驱动电路部51同样的理由，第2驱动电路部52控制栅极电压，以使得例如在下臂L接通时，最先将IGBT30导通，随之将MOSFET40导通。接着，参照图2对半导体装置100的安装布局进行说明。本实施方式的半导体装置100构成为将IGBT10、30、MOSFET20、40及驱动电路部50用模塑树脂60嵌件成型而成的一体的模块。另外，如图2所示，IGBT10及MOSFET20载置于作为散热板发挥功能的第1热沉HS1。同样，IGBT30及MOSFET40载置于与第1热沉HS1电绝缘的第2热沉HS2。第1热沉HS1及第2热沉H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，具备：第1端子(T1)及第2端子(T2)；第1开关元件(10)，控制在上述第1端子与上述第2端子之间流动的输出电流；第2开关元件(20)，与上述第1开关元件并联连接；以及驱动电路部(50)，向上述第1开关元件和上述第2开关元件输出控制信号，分别独立地进行驱动；上述驱动电路部使上述第1开关元件和上述第2开关元件并联地驱动；该半导体装置的特征在于，上述第2开关元件配置在除了第1控制信号路径(LS1)及第1输出电流路径(LC1)以外的部分、且与上述第1开关元件相比距上述第1端子及上述第2端子的距离更远的位置，上述第1控制信号路径(LS1)将上述驱动电路部与上述第1开关元件相互连结而流通控制信号，上述第1输出电流路径(LC1)从上述第1端子经由上述第1开关元件到达上述第2端子而流通上述输出电流；从上述第1端子经由上述第2开关元件到达上述第2端子而流通上述输出电流的第2输出电流路径(LC2)比上述第1输出电流路径长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.09 JP 2015-1169361.一种半导体装置，具备：第1端子(T1)及第2端子(T2)；第1开关元件(10)，控制在上述第1端子与上述第2端子之间流动的输出电流；第2开关元件(20)，与上述第1开关元件并联连接；以及驱动电路部(50)，向上述第1开关元件和上述第2开关元件输出控制信号，分别独立地进行驱动；上述驱动电路部使上述第1开关元件和上述第2开关元件并联地驱动；该半导体装置的特征在于，上述第2开关元件配置在除了第1控制信号路径(LS1)及第1输出电流路径(LC1)以外的部分、且与上述第1开关元件相比距上述第1端子及上述第2端子的距离更远的位置，上述第1控制信号路径(LS1)将上述驱动电路部与上述第1开关元件相互连结而流通控制信号，上述第1输出电流路径(LC1)从上述第1端子经由上述第1开关元件到达上述第2端子而流通上述输出电流；从上述第1端子经由上述第2开关元件到达上述第2端子而流通上述输出电流的第2输出电流路径(LC2)比上述第1输出电流路径长。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，上述第1端子及上述第2端子相对于规定的假想轴正交而延伸设置；上述第1开关元件、上述第2开关元件及上述驱动电路部，在从上述假想轴的方向正面观察的平面布局中，以相互不重叠的方式配置在与上述假想轴正交的同一假想平面内。3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，具备具有与上述假想轴正交的一面的热沉(HS1)；上述第1开关元件及上述第2开关元件配置在上述热沉的上述一面；在上述平面布局中，上述驱动电路部配置在夹着上述第1开关元件而与第1端子相反的一侧。4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，上述第1开关元件是以硅为主成分而构成的IGBT；上述第2开关元件是以碳化硅为主成分而构成的MOSFET。5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，上述驱动电路部仅在上述第1开关元件导通而发生稳态损耗的期间中使上述第2开关元件为导通状态。6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，具备作为上述驱动电路部的第1驱动电路部(51)，向上述第1开关元件和上述第2开关元件输出控制信号，分别独立地进行驱动；还具备：第3端子(T3)；第3开关元件(30)，控制在上述第2端子与上述第3端子之间流动...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤信之，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP