半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，其具备：在半导体基板的上表面与下表面之间流通电流的有源部；设置在有源部的晶体管部；向晶体管部供给栅极电压的栅极金属层；与栅极金属层电连接的栅极焊盘；在半导体基板的上表面设置在有源部的上方的温度感测部；在半导体基板的上表面配置在有源部与半导体基板的外周端之间的外周区域的温度检测用焊盘；以及具有在半导体基板的上表面沿预先设定的长度方向延伸的长度部分并连接温度感测部与温度检测用焊盘的温度感测布线，在半导体基板的上表面，栅极焊盘配置在将温度感测布线的长度部分沿长度方向延伸到半导体基板的外周端的延伸区域以外的区域。

Semiconductor device

The invention provides a semiconductor device, which comprises: an active part which circulates current between the upper surface and the lower surface of the semiconductor substrate; a transistor part which is arranged in the active part; a gate metal layer which supplies a gate voltage to the transistor part; a gate pad which is electrically connected with the gate metal layer; a temperature sensing part which is arranged on the upper surface of the semiconductor substrate above the active part; a semiconducting part The upper surface of the body substrate is provided with a pad for temperature detection in the peripheral area between the active part and the peripheral end of the semiconductor substrate, and a temperature sensing wiring with a length part extending along a predetermined length direction on the upper surface of the semiconductor substrate and connecting the temperature sensing part and the pad for temperature detection. On the upper surface of the semiconductor substrate, the grid pad is provided with a temperature sensing wire The length part of the test wiring extends along the length direction to an area outside the extension area of the peripheral end of the semiconductor substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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，已知有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等半导体装置(例如，参照专利文献1和专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-103400号公报专利文献2：日本特开2015-207736号公报
技术实现思路
技术问题在半导体装置中优选防止耐久度的下降。技术方案在本专利技术的一个实施方式中，提供具备半导体基板的半导体装置。半导体装置可以具备设置在半导体基板并且在半导体基板的上表面与下表面之间流通电流的有源部。半导体装置可以具备设置在有源部的晶体管部。半导体装置可以具备与晶体管部电连接并且向晶体管部供给栅极电压的栅极金属层。半导体装置可以具备配置在半导体基板的上表面并且与栅极金属层电连接的栅极焊盘。半导体装置可以具备在半导体基板的上表面设置在有源部的上方的温度感测部。半导体装置可以具备在半导体基板的上表面配置在有源部与半导体基板的外周端之间的外周区域的温度检测用焊盘。半导体装置可以具备温度感测布线，所述温度感测布线具有在半导体基板的上表面沿预先设定的长度方向延伸的长度部分，并且将温度感测部与温度检测用焊盘连接。在半导体基板的上表面，栅极焊盘可以配置在延伸区域以外的区域，该延伸区域是将温度感测布线的长度部分沿长度方向延伸到半导体基板的外周端为止的区域。栅极焊盘可以配置在外周区域。半导体装置可以具备设置在比栅极金属层更靠内侧的位置的金属的内侧电极。半导体装置可以具备一个以上的配置在外周区域并与内侧电极电连接的电压供给焊盘。在利用温度感测布线的长度部分和长度部分的延长线将外周区域两分而成的两个分割区域中，在同一个分割区域可以配置有栅极焊盘以及所有的电压供给焊盘温度检测用焊盘可以配置在两个分割区域中的、与栅极焊盘和电压供给焊盘不同的分割区域。半导体装置可以具备设置在有源部并且沿着半导体基板的上表面的预先设定的排列方向与晶体管部交替地排列的二极管部。半导体装置可以具备与二极管部电连接并向二极管部供给虚设栅极电压的虚设栅极金属层。栅极金属层可以被设置为在俯视半导体基板时包围有源部。虚设栅极金属层可以被设置为在俯视半导体基板时在栅极金属层的内侧包围有源部。设置在与栅极焊盘相同的分割区域的电压供给焊盘中的一个电压供给焊盘可以是与虚设栅极金属层电连接的虚设栅极焊盘。内侧电极可以是发射电极，设置在与栅极焊盘相同的分割区域的电压供给焊盘中的一个电压供给焊盘可以是与发射电极电连接的开尔文焊盘。栅极金属层可以具有：外侧栅极金属层，其配置在外周区域；以及内侧栅极金属层，其配置在有源部的上方并与外侧栅极金属层连接。半导体装置可以具备栅极流道，所述栅极流道在有源部设置在半导体基板的上方，一端与内侧栅极金属层连接，另一端与内侧栅极金属层或外侧栅极金属层连接，并且包含半导体材料。内侧电极可以具有在俯视半导体基板时以内侧栅极金属层和栅极流道为边界而分离地配置的第一区域和第二区域。内侧电极具有在栅极流道的上方连接第一区域和第二区域的连接区域。虚设栅极金属层可以具有：外侧虚设栅极金属层，其配置在外周区域；以及内侧虚设栅极金属层，其配置在有源部的上方并与外侧虚设栅极金属层连接。半导体装置可以具备栅极流道，所述栅极流道在有源部设置在半导体基板的上方，一端与内侧虚设栅极金属层连接，另一端与内侧虚设栅极金属层或外侧虚设栅极金属层连接，并且包含半导体材料。内侧电极可以具有：第一区域和第二区域，其在俯视半导体基板时以内侧虚设栅极金属层和虚设栅极流道为边界而分离地配置；以及连接区域，其在虚设栅极流道的上方连接第一区域和第二区域。温度感测布线的长度方向可以与排列方向一致。在俯视半导体基板时，温度感测部可以被夹在两个晶体管部之间。半导体装置可以具备栅极流道，所述栅极流道在外周区域设置在有源部与电压供给焊盘之间的区域，两端与栅极金属层连接，并且包含半导体材料。在连结栅极流道的两端的方向上，从栅极金属层的与栅极流道的一端连接的一端起到栅极金属层的与栅极流道的另一端连接的一端为止的宽度可以小于与栅极流道的一端连接的栅极金属层的宽度。栅极金属层的一部分可以沿着温度感测布线而设置。在本专利技术的第二实施方式中，提供具备半导体基板的半导体装置。半导体装置可以具备设置在半导体基板并且在半导体基板的上表面与下表面之间流通电流的有源部。半导体装置可以具备设置在有源部的晶体管部。半导体装置可以具备与晶体管部电连接并且向晶体管部供给栅极电压的栅极金属层。半导体装置可以具备在半导体基板的上表面设置在有源部的上方的温度感测部。半导体装置可以具备在半导体基板的上表面配置在有源部与半导体基板的外周端之间的外周区域的温度检测用焊盘。半导体装置可以具备温度感测布线，其具有在半导体基板的上表面沿预先设定的长度方向延伸的长度部分，并将温度感测部与温度检测用焊盘连接。栅极金属层的一部分可以沿着温度感测布线而设置。应予说明，上述专利技术概要并没有列举本专利技术的全部特征。另外，这些特征的子组合也将成为专利技术。附图说明图1a是示出本实施方式的半导体装置100的上表面的一例的图。图1b是说明栅极焊盘55的配置的图。图1c是说明半导体基板的上表面的各部件的宽度等的图。图1d是在图1a中追加表示发射电极52的图。图1e是示出晶体管部70和二极管部80的构造的一例的俯视图。图2是示出比较例的半导体装置150。图3是示出本实施方式的半导体装置100的上表面的另一例的图。图4a是示出本实施方式的半导体装置100的上表面的另一例的图。图4b是在图4a中追加表示发射电极52的图。图4c是图4b的区域A的放大图。图4d是进一步放大第一空隙17的附近的图。图4e是示出图4d的b-b’截面的一例的图。图4f是图4d的区域A的放大图。图5a是示出本实施方式的半导体装置100的上表面的另一例的图。图5b是示出第一空隙17和第二空隙19的附近的半导体基板10的上表面的图。图5c是进一步放大第一空隙17和第二空隙19的附近的图。图5d是示出图5c的c-c’截面的一例的图。图5e是示出图5c的d-d’截面的一例的图。图6是示出本实施方式的半导体装置100的上表面的另一例的图。图7a是示出本实施方式的半导体装置200的上表面的一例的图。图7b是在图7a中追加表示发射电极52的图。图8a是示出本实施方式的半导体装置200的上表面的一例的图。图8b是在图8a中追加表示发射电极52的图。图9是示出本实施方式的半导体装置200的上表面的另一例的图。图10是示出半导体装置200的其他构成例的俯视图。图11是示出半导体装置200的其他构成例的俯视图。图12是示出半导体装置200的其他构成例的俯视图。图13是示出半导体装置200的其他构成例的俯视图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：/n半导体基板；/n有源部，其设置在所述半导体基板，并且在所述半导体基板的上表面和下表面之间流通电流；/n晶体管部，其设置在所述有源部；/n栅极金属层，其与所述晶体管部电连接，并且向所述晶体管部供给栅极电压；/n栅极焊盘，其配置在所述半导体基板的上表面，并且与所述栅极金属层电连接；/n温度感测部，其在所述半导体基板的上表面，设置在所述有源部的上方；/n温度检测用焊盘，其在所述半导体基板的上表面，配置在所述有源部与所述半导体基板的外周端之间的外周区域；以及/n温度感测布线，其具有在所述半导体基板的上表面沿预先设定的长度方向延伸的长度部分，并且将所述温度感测部与所述温度检测用焊盘连接，/n在所述半导体基板的上表面，所述栅极焊盘配置在延伸区域以外的区域，该延伸区域是将所述温度感测布线的所述长度部分沿所述长度方向延伸到所述半导体基板的外周端为止的区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171018 JP 2017-2022281.一种半导体装置，其特征在于，具备：
半导体基板；
有源部，其设置在所述半导体基板，并且在所述半导体基板的上表面和下表面之间流通电流；
晶体管部，其设置在所述有源部；
栅极金属层，其与所述晶体管部电连接，并且向所述晶体管部供给栅极电压；
栅极焊盘，其配置在所述半导体基板的上表面，并且与所述栅极金属层电连接；
温度感测部，其在所述半导体基板的上表面，设置在所述有源部的上方；
温度检测用焊盘，其在所述半导体基板的上表面，配置在所述有源部与所述半导体基板的外周端之间的外周区域；以及
温度感测布线，其具有在所述半导体基板的上表面沿预先设定的长度方向延伸的长度部分，并且将所述温度感测部与所述温度检测用焊盘连接，
在所述半导体基板的上表面，所述栅极焊盘配置在延伸区域以外的区域，该延伸区域是将所述温度感测布线的所述长度部分沿所述长度方向延伸到所述半导体基板的外周端为止的区域。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述栅极焊盘配置在所述外周区域。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
金属的内侧电极，其设置在比所述栅极金属层更靠内侧的位置；以及
一个以上的电压供给焊盘，其配置在所述外周区域，并与所述内侧电极电连接，
在利用所述温度感测布线的所述长度部分和所述长度部分的延长线将所述外周区域两分而成的两个分割区域中，在同一个分割区域配置有所述栅极焊盘以及所有的所述电压供给焊盘。


4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
所述温度检测用焊盘配置在两个所述分割区域中的、与所述栅极焊盘和所述电压供给焊盘不同的所述分割区域。


5.根据权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
二极管部，其设置在所述有源部，并且沿着所述半导体基板的上表面的预先设定的排列方向与所述晶体管部交替地排列；以及
虚设栅极金属层，其与所述二极管部电连接，并向所述二极管部供给虚设栅极电压。


6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述栅极金属层被设置为，在俯视所述半导体基板时包围所述有源部，
所述虚设栅极金属层被设置为，在俯视所述半导体基板时在所述栅极金属层的内侧包围所述有源部。


7.根据权利要求5或6所述的半导体装置，其特征在于，
设置在与所述栅极焊盘相同的所述分割区域的所述电压供给焊盘中的一个所述电压供给焊盘是与所述虚设栅极金属层电连接的虚设栅极焊盘。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述内侧电极是发射电极，
设置在与所述栅极焊盘相同的所述分割区域的所述电压供给焊盘中的一个所述电压供给焊盘是与所述发射电极电连接的开尔文焊盘。


9.根据权利要求3至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述栅极金属层具有：外侧栅极金属层，其配置在所述外周区域；以及内侧栅极金属层，其配置在所述有源部的上方且与所述外侧栅极金属层连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤达也，
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