半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置以及电力变换装置，其目的在于得到能够在抑制半导体芯片的部件数量的同时检测半导体芯片自身的温度的半导体装置以及电力变换装置。本发明专利技术涉及的半导体装置具备：半导体芯片，其电阻值与温度相对应地变化；外部电阻，其与该半导体芯片串联连接；以及检测部，其在向由该半导体芯片和该外部电阻形成的串联电路的两端施加了第1电压的状态下，对施加至该外部电阻的两端的第2电压进行检测，该检测部根据该第2电压对该半导体芯片的温度进行计算。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置本申请是基于2019年7月4日提出的申请号201910600380.5申请(半导体装置以及电力变换装置)的分案申请，以下引用其内容。
本专利技术涉及半导体装置以及电力变换装置。
技术介绍
在专利文献1中公开了具备热敏电阻的功率模块。热敏电阻对在构成于电力变换装置内的流路流过的冷却冷媒的温度进行检测。专利文献1：日本特开2016-103901号公报在使用热敏电阻对芯片温度进行检测的情况下，根据芯片的周围温度而推定功率器件芯片的温度。即，在使用热敏电阻的情况下，通常无法对芯片自身的温度进行检测。另外，作为芯片温度的另外的检测方法，想到例如由温度感测二极管实现的方法。但是，就该方法而言，需要向芯片附加温度感测二极管，内置于芯片的部件数量增加。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到能够在抑制半导体芯片的部件数量的同时检测半导体芯片自身的温度的半导体装置以及电力变换装置。本专利技术涉及的半导体装置具备：半导体芯片，其电阻值与温度相对应地变化；外部电阻，其与该半导体芯片串联连接；以及检测部，其在向由该半导体芯片和该外部电阻形成的串联电路的两端施加了第1电压的状态下，对施加至该外部电阻的两端的第2电压进行检测，该检测部根据该第2电压对该半导体芯片的温度进行计算。专利技术的效果就本专利技术涉及的半导体装置而言，通过对施加至外部电阻的第2电压进行检测，从而能够检测半导体芯片的电阻值。因此，能够根据电阻值与温度之间的关系而计算半导体芯片的温度。附图说明图1是对实施方式1涉及的电力变换装置进行说明的图。图2是对实施方式1涉及的半导体装置进行说明的图。图3是对实施方式2涉及的半导体芯片的电阻值的温度变化进行说明的图。图4是表示实施方式2涉及的半导体芯片的通断开始时的电压波形的图。图5是对实施方式3涉及的半导体芯片的电阻值的温度变化进行说明的图。图6是对实施方式4涉及的外部装置进行说明的图。标号的说明100半导体装置，101电力变换装置，14半导体芯片，14a、14c内部电阻，21外部电阻，22、222检测部具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置以及电力变换装置进行说明。对相同或相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.图1是对实施方式1涉及的电力变换装置101进行说明的图。就电力变换装置101而言，2个半导体芯片14串联连接，形成了半桥电路。半导体芯片14例如是IGBT(Insulatedgatebipolartransistor)等功率器件芯片。就电力变换装置101而言，电容器12与电源10并联连接。2个半导体芯片14形成的串联电路与电容器12并联连接。另外，向各个半导体芯片14连接续流二极管。从驱动电源18向各个半导体芯片14的栅极-发射极间供给电压。由此，对半导体芯片14进行驱动。就2个半导体芯片14中的一者而言，在驱动电源18与栅极端子之间连接有后述的外部电阻。另外，在2个半导体芯片14的连接点与电容器12的负极之间连接有变压器16。驱动电源18通过使2个半导体芯片14交替地进行通断，从而在变压器16产生电压。图2是对实施方式1涉及的半导体装置100进行说明的图。半导体装置100具有半导体芯片14和外部装置20。外部装置20连接在半导体芯片14的栅极端子与驱动电源18之间。外部装置20具有外部电阻21和检测部22。外部电阻21的一端与驱动电源18连接，另一端与半导体芯片14的栅极端子连接。外部电阻21与半导体芯片14串联连接。检测部22与外部电阻21并联连接。驱动电源18是交流电源。不限于此，驱动电源18也可以输出脉冲信号、PWM(PulseWidthModulation)信号以及矩形波等。驱动电源18向由半导体芯片14和外部电阻21形成的串联电路的两端供给第1电压。半导体芯片14通过被供给第1电压而进行通断。在向由半导体芯片14和外部电阻21形成的串联电路的两端施加了第1电压的状态下，检测部22对施加至外部电阻21的两端的第2电压进行检测。检测部22所检测的第2电压成为通过外部电阻21和半导体芯片14的内部电阻将驱动电源18供给的第1电压进行分压而得到的值。这里，半导体芯片14内置具有温度系数的内部电阻。即，半导体芯片14的电阻值与温度相对应地变化。半导体芯片14的内部电阻可以是在形成芯片时作为寄生电阻而自发产生的，也可以是设置于芯片内部的电阻元件。检测部22根据第1电压和检测到的第2电压，对施加至半导体芯片14的内部电阻的电压进行计算。另外，检测部22根据第2电压、施加至半导体芯片14的内部电阻的电压、外部电阻21的电阻值对半导体芯片14的内部电阻进行计算。并且，检测部22根据计算得到的半导体芯片14的内部电阻与芯片温度之间的关系对半导体芯片14的温度进行计算。这里，优选外部电阻21与半导体芯片14的内部电阻相比，电阻相对于温度变化的变化量小。外部电阻21使用温度系数接近零的电阻即可。外部电阻21例如是引线型电阻器。作为外部电阻21，能够使用形成了碳覆膜的碳覆膜电阻器或者蒸镀了NiCr类等金属覆膜的金属覆膜电阻器等。由此，在本实施方式中，能够使用外部电阻21与半导体芯片14的内部电阻之间的分压比，对半导体芯片14自身的温度进行计算。另外，即使不向半导体芯片14附加片上二极管等，也能够计算芯片温度。因此，能够在抑制半导体芯片14的部件数量的同时检测半导体芯片14自身的温度。另外，通常针对电力变换装置101不使用小型的热敏电阻或者温度感测二极管等，因此能够提高装配性以及生产率。另外，在本实施方式中，只在半桥电路与驱动电源18之间连接外部装置20，从而能够容易地附加温度检测功能。因此，能够无关于温度检测功能的有无而将半桥电路标准化。因此，能够抑制由附加温度检测功能而引起的工时以及成本的增大。外部装置20也可以相对于半导体芯片14的栅极端子可拆卸地设置。外部装置20也可以设置于例如对形成半桥电路的多个半导体芯片14以及基板等进行收容的壳体的外部。在本实施方式中，检测部22检测第2电压，对半导体芯片14的温度进行计算。不限于此，检测部22只要至少能够检测第2电压即可。也可以是外部设备或者使用者使用由检测部22检测到的第2电压而对半导体芯片14的温度进行计算。另外，电力变换装置101不限于图1所示的装置，也可以是逆变器等。电力变换装置101只要是具有至少1个半导体芯片14的电路即可。另外，半导体芯片14以及续流二极管也可以由宽带隙半导体形成。宽带隙半导体例如是碳化硅、氮化镓类材料或者金刚石。由宽带隙半导体形成的开关元件以及二极管元件通常耐电压性高，容许电流密度也高。因此，能够将半导体芯片14以及续流二极管小型化。通过使用小型化后的半导体芯片14以及续流二极管，从而能够将半导体装置100以及电力变换装置101小型化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：/n半导体芯片，其电阻值与温度相对应地变化；/n外部电阻，其与所述半导体芯片串联连接；以及/n检测部，其在向由所述半导体芯片和所述外部电阻形成的串联电路的两端施加了第1电压的状态下，对施加至所述外部电阻的两端的第2电压进行检测，/n所述检测部根据所述第2电压对所述半导体芯片的温度进行计算，/n所述半导体芯片具有并联连接的多个内部电阻，/n所述半导体芯片的所述电阻值是所述多个内部电阻的电阻值。/n

【技术特征摘要】
20180709 JP 2018-1298341.一种半导体装置，其特征在于，具备：
半导体芯片，其电阻值与温度相对应地变化；
外部电阻，其与所述半导体芯片串联连接；以及
检测部，其在向由所述半导体芯片和所述外部电阻形成的串联电路的两端施加了第1电压的状态下，对施加至所述外部电阻的两端的第2电压进行检测，
所述检测部根据所述第2电压对...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下哲生，稗田智宏，村冈宏记，田畑光晴，增田晃一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP