CN103098198A - 半导体装置 - Google Patents

半导体装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103098198A
CN103098198A CN2011800422031A CN201180042203A CN103098198A CN 103098198 A CN103098198 A CN 103098198A CN 2011800422031 A CN2011800422031 A CN 2011800422031A CN 201180042203 A CN201180042203 A CN 201180042203A CN 103098198 A CN103098198 A CN 103098198A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit group
temperature
sensing unit
sensing
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800422031A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103098198B (zh
Inventor
木之内伸一
中武浩
海老池勇史
古川彰彦
今泉昌之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN103098198A publication Critical patent/CN103098198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103098198B publication Critical patent/CN103098198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
    • H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7803—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7815—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with voltage or current sensing structure, e.g. emulator section, overcurrent sensing cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7827—Vertical transistors
    • H01L29/7828—Vertical transistors without inversion channel, e.g. vertical ACCUFETs, normally-on vertical MISFETs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够迅速并且正确地检测与内置的半导体晶体管的温度相关的信息的半导体装置。在本发明中，MOSFET（1）具有多个单元，具有：主单元群（2），包括多个单元中的、用于对负载供给电流的单元；以及传感单元群（3），包括用于检测与MOSFET（1）的温度相关的温度信息的单元。对于主单元群（2）和传感单元群（3），表示相对温度的变化的电气特性的变化的温度特性不同。温度检测电路（10）例如根据主单元群（2）中流过的主电流的值和传感单元群（3）中流过的传感电流的值，检测MOSFET（1）的温度。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置，更详细而言涉及具备检测与内置的半导体晶体管的温度相关的信息的功能的半导体装置。
背景技术
在电力变换装置等中使用的半导体晶体管中，流过几十A～几百A的电流，所以产生大的发热，半导体晶体管的温度上升。通过冷却装置抑制半导体晶体管的温度上升。但是，有时无法充分抑制半导体晶体管的温度上升。
例如，在电力变换电路等中有可能产生的短路事故时，半导体晶体管中流过的电流急剧增大，而发生过电流。如果在半导体晶体管由于短路等而发生过电流，则产生急剧的发热，半导体晶体管的温度急剧上升。半导体晶体管如果由于急剧的温度上升而成为过温度状态，则无法控制而有时被破坏。在该情况下，有时对电力变换电路造成重大的影响。
为了防止急剧的温度上升所引起的半导体晶体管的破坏，需要迅速并且正确地检测半导体晶体管的温度或者半导体晶体管中流过的电流来控制半导体晶体管，从过温度状态保护半导体晶体管。
作为能够检测半导体晶体管（以下有时简称为“晶体管”）的温度的以往技术的半导体装置，在例如专利文献1（第10页、图3）以及专利文献2（第5－6页、图1）中公开了内置用于检测温度的元件（以下有时称为“温度检测用元件”）的半导体装置。
在专利文献1以及专利文献2公开的半导体装置中，在晶体管上或者其附近，作为温度检测用元件，设置了二极管或者电阻等，根据温度检测用元件的特性的温度依赖性，检测晶体管的温度。例如，在专利文献2公开的半导体装置中，根据在碳化硅等宽带隙半导体的基板上形成的作为温度检测用元件的PN二极管的温度依赖性，检测晶体管的温度。
作为能够检测半导体晶体管中流过的电流的以往技术的半导体装置，例如在非专利文献1（第768页、图6）以及专利文献3（第4页、图1）中公开了内置用于检测电流的元件（以下有时称为“电流检测用元件”）的半导体装置。
在非专利文献1以及专利文献3公开的半导体装置中，构成晶体管的多个单元的一部分被用作电流检测用元件。例如，在专利文献3记载的半导体装置中，在半导体芯片的中央附近和外周附近，设置构成半导体晶体管的多个单元的一部分而作为电流检测用单元，根据由电流检测用单元检测的传感电流的平均值，检测半导体芯片中流过的电流。
在非专利文献1以及专利文献3公开的半导体装置中，晶体管构成为具备被用作电流检测用元件的一部分的单元的群（以下称为“传感单元群”）、和承担晶体管中导通的大部分的电流的单元的群（以下称为“主单元群”）。即使在例如上述专利文献1公开的半导体装置中，非专利文献1以及专利文献3公开的技术也被用作检测晶体管中流过的电流的技术。
专利文献1：日本特开2004－117111号公报
专利文献2：日本特开2005－175357号公报
专利文献3：日本特开2005－322781号公报
非专利文献1：ワイ·シャオ（Ｙ．Ｘｉａｏ）、外3名、「自動車用トレンチパワーＭＯＳＦＥＴの電流検出（Current SensingTrench Power ＭＯＳＦＥＴfor Automotive Applications）」、アプライド·パワー·エレクトロニクス·カンファレンス·アンド·エクスポジション（Applied Power Electronics Conference and Exposition）、アイ·トリプル·イー（ＩＥＥＥ）、2005、第2卷（ｖｏｌ．2）、ｐ．766－770
发明内容
如上述专利文献1以及专利文献2公开那样，作为能够检测半导体晶体管的温度的以往技术的半导体装置，有如下半导体装置:在晶体管上或者其附近，设置二极管或者电阻等温度检测用元件，根据温度检测用元件的特性的温度依赖性，检测晶体管的温度。在该半导体装置中，在作为发热部的晶体管内部、与设置有二极管或者电阻等温度检测用元件的温度检测部之间，有空间上的间隔。因此，存在如下问题：难以迅速并且正确地检测晶体管内部的温度，难以防止晶体管的急剧的温度上升所致的破坏。
例如，在专利文献1公开的半导体装置中，在温度检测中使用的二极管（以下有时称为“温度检测二极管”）、与作为发热部的晶体管内部（以下有时称为“晶体管发热部”）之间，有空间上的间隔，所以在温度检测二极管与晶体管发热部之间产生温度差。为了消除该温度差，在专利文献1公开的半导体装置中，使用从电流传感用发射极流出的传感电流值，校正由温度检测二极管检测的温度。
但是，在温度检测二极管与晶体管发热部之间不可能没有空间上的间隔，所以在专利文献1公开的半导体装置中，存在难以针对晶体管发热部的急剧的温度上升立即检测正确的温度这样的问题。
在上述非专利文献1公开的半导体装置中，将作为构成晶体管的一部分的单元群的传感单元群用作电流检测用元件。如果将该传感单元群用作温度检测用元件，则检测温度的部分与发热部之间的空间上的间隔的问题被消除。但是，传感单元群的原来的目的在于正确地检测晶体管中流过的电流，所以期望呈现与主单元群相同的特性。因此，即使原样地应用非专利文献1公开的技术，也难以迅速并且正确地检测晶体管内部的急剧的温度上升。
在上述专利文献2公开的半导体装置中，温度检测用的PN二极管形成于绝缘膜上，所以直至检测流过电流的半导体晶体管的正确的温度花费时间。因此，从半导体晶体管的温度上升至通过温度检测用的PN二极管检测出其温度上升为止，发生若干的延迟。由此，从过温度状态的保护延迟而半导体晶体管有可能被破坏。
另外，如以下那样制造专利文献2公开的半导体装置。首先，在半导体基体中，在形成了构成半导体晶体管的漏极区域等各区域之后，在半导体基体上形成绝缘膜，在绝缘膜上堆积多结晶半导体。然后，为了形成温度检测用的PN二极管，使用掩模部分性地进行离子注入。接下来，对多结晶半导体层进行构图（patterning），形成半导体晶体管的栅电极和温度传感用的PN二极管。最后，形成源电极等，从而得到半导体装置。
这样，在专利文献2公开的半导体装置中，为了形成温度检测用的PN二极管，制造中的工序数（以下有时称为“制造工序数”）增加，所以存在导致制造成本上升这样的问题。
另外，在专利文献1～3以及非专利文献1中，未公开内置温度检测用元件和电流检测用元件这两方的半导体装置。为了实现内置温度检测用元件和电流检测用元件这两方的半导体装置，例如，考虑组合专利文献2记载的技术和专利文献3记载的技术。在该情况下，需要在半导体晶体管上形成温度检测用二极管的阳极电极以及阴极电极、和电流检测用单元的源电极，所以半导体晶体管的有效面积有可能变小。
本发明的目的在于提供一种能够迅速并且正确地检测与内置的半导体晶体管的温度相关的信息的半导体装置。
本发明提供一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体晶体管，具有多个单元；以及检测电路，检测与所述半导体晶体管的温度相关的温度信息，所述半导体晶体管具有包括所述多个单元中的用于对负载供给电流的单元的主单元群、和包括用于检测所述温度信息的单元的传感单元群，对于所述主单元群和所述传感单元群，表示相对所述半导体晶体管的温度的变化的电气特性的变化的温度特性不同，所述检测电路根据所述传感单元群中流过的传感电流的值，检测所述温度信息。
根据本发明的半导体装置，半导体晶体管由多个单元构成，具有：主单元群，包括多个单元中的用于对负载供给电流的单元；以及传感单元群，包括用于检测与半导体晶体管的温度相关的温度信息的单元。对于主单元群和传感单元群，表示相对半导体晶体管的温度的变化的电气特性的变化的温度特性不同。根据传感单元群中流过的传感电流的值，通过检测电路检测半导体晶体管的温度信息。
对于主单元群和传感单元群，虽然温度特性不同，但由于都嵌入到相同的半导体晶体管的内部，所以呈现相同的温度。这样主单元群和传感单元群呈现相同的温度，所以主单元群与传感单元群的温度特性的相异成为主单元群中流过的主电流的值、与传感单元群中流过的传感电流的值的相异而表现。因此，通过用检测电路根据传感电流的值检测半导体晶体管的温度信息，能够迅速并且正确地检测半导体晶体管的温度信息。例如，通过用检测电路根据主电流的值和传感电流的值检测半导体晶体管的温度信息，能够迅速并且正确地检测半导体晶体管的温度信息。半导体晶体管的温度信息例如是半导体晶体管的温度、或者主电流的值以及传感电流的值。
本发明的目的、特征、局面、以及优点通过以下的详细的说明和附图将更加明确。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的半导体装置20的结构的电路图。
图2是示出MOSFET1的结温度、与主电流/传感换算电流比的关系的图形。
图3是示出本发明的第2实施方式的半导体装置21的结构的电路图。
图4是示出本发明的第3实施方式的半导体装置100的俯视图。
图5是从图4的横断面线S1－S1观察图4所示的主单元群102而示出的剖面图。
图6是从图4的横断面线S2－S2观察图4所示的第1传感单元群103而示出的剖面图。
图7是从图4的横断面线S3－S3观察图4所示的第2传感单元群104而示出的剖面图。
图8是示出碳化硅漂移层122的形成结束了的阶段的状态的剖面图。
图9是示出基极区域117的形成结束了的阶段的状态的剖面图。
图10是示出源极区域118的形成结束了的阶段的状态的剖面图。
图11是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图12是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图13是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图14是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图15是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图16是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图17是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图18是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图19是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图20是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图21是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图22是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图23是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图24是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图25是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图26是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图27是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图28是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图29是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。
图30是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。
图31是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
图32是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的状态的俯视图。
图33是示出MOSFET101的动作中的第1传感电流与第2传感电流之比的温度依赖性的一个例子的图形。
图34是示出本发明的一个实施方式的半导体装置100的结构的电路图。
（符号说明）
1、101：MOSFET；2、102：主单元群；3：传感单元群；4、116：漏极端子；5：源极端子；6：传感端子；7、141：栅极端子；8：传感电阻；9：空穴电流传感器；10：温度检测电路；11：栅极控制电路；12：运算放大器；13：放大用电阻；20、21、100：半导体装置；103：第1传感单元群；104：第2传感单元群；105：栅电极；106：主源电极；107：第1传感源电极；108：第2传感源电极；110：单元；111：栅极区域；112：主源极端子；113：第1传感源极端子；114：第2传感源极端子；115：漏电极；117：基极区域；118：源极区域；119：沟道区域；120：阱接触区域；121：碳化硅基板；122：碳化硅漂移层；123：栅极绝缘膜；124：层间绝缘膜；125：源极接触孔；126：栅极接触孔；142：第1传感电阻；143：第2传感电阻。
具体实施方式
<第1实施方式>
图1是示出本发明的第1实施方式的半导体装置20的结构的电路图。本实施方式的半导体装置20具备检测作为与内置的半导体晶体管的温度相关的信息的温度信息的功能。更详细而言，本实施方式的半导体装置20具备检测内置的半导体晶体管的温度信息并控制半导体晶体管的功能。半导体晶体管的温度信息例如是半导体晶体管的温度、或者主电流的值以及传感电流的值。
在本实施方式中，在半导体装置20中，作为半导体晶体管的温度信息，检测半导体晶体管的温度、具体而言半导体晶体管的内部的温度。在本实施方式中，以提供能够迅速并且正确地检测半导体晶体管内部的急剧的温度上升来迅速地控制半导体晶体管的半导体装置20为目的，采用了以下所示的结构。
半导体装置20构成为具备作为半导体晶体管的金属－氧化物－半导体型的场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor；简称：MOSFET）1、漏极端子4、源极端子5、传感端子6、栅极端子7、传感电阻8、空穴电流传感器9、温度检测电路10以及栅极控制电路11。半导体装置20与负载L连接，对负载L供给电力。温度检测电路10相当于检测电路。栅极控制电路11相当于控制电路。
MOSFET1构成为具备主单元群2和传感单元群3。更详细而言，MOSFET1具有多个单元。多个单元形成于相同的基板，并且并联连接。主单元群2包括构成MOSFET1的多个单元中的、用于对负载L供给电流的单元。传感单元群3包括构成MOSFET1的多个单元中的、用于检测MOSFET1的温度信息的单元。
在图1中，为了易于理解，示出了构成主单元群2的1个单元和构成传感单元群3的1个单元并联连接的情况，但实际上，主单元群2以及传感单元群3分别包括多个单元，这些多个单元并联连接。传感单元群3中包含的单元的个数既可以是1个，也可以是多个。
主单元群2需要对负载L供给为了驱动负载L而充分的电流，所以相比于传感单元群3，单元的个数更多。传感单元群3是为了检测MOSFET1的温度信息、具体而言是温度而设置的，得到温度的检测中充分的电流即可，所以相比于主单元群2，单元的个数更少。
由此，在主单元群2中流过相对大的电流，在传感单元群3中流过相对小的电流。主单元群2中包含的单元的个数（以下有时称为“主单元数”）、与传感单元群3中包含的单元的个数（以下有时称为“传感单元数”）之比例如是1000：1。主单元数与传感单元数之比不限于此。
主单元群2和传感单元群3的温度特性不同。更详细而言，构成主单元群2的单元、和构成传感单元群3的单元的温度特性不同。温度特性表示相对MOSFET1的温度、具体而言是MOSFET1的结温度的变化的电气特性的变化。电气特性例如是表示阈值电压、漏极电流与漏极电压的关系的电流－电压特性。此处，MOSFET1的结温度是指，MOSFET1通过通电以及开关动作发热时的MOSFET1的内部的温度。
构成MOSFET1的多个单元分别具有漏电极、源电极以及栅电极。构成主单元群2的单元的漏电极（以下有时称为“主单元群2的漏电极”）、和构成传感单元群3的单元的漏电极（以下有时称为“传感单元群3的漏电极”）电连接，与共同的漏极端子4连接。漏极端子4与例如未图示的电源连接。
构成主单元群2的单元的栅电极（以下有时称为“主单元群2的栅电极”）、和构成传感单元群3的单元的栅电极（以下有时称为“传感单元群3的栅电极”）电连接，与共同的栅极端子7连接。构成主单元群2的单元的源电极（以下有时称为“主单元群2的源电极”）与源极端子5连接。构成传感单元群3的单元的源电极（以下有时称为“传感单元群3的源电极”）与传感端子6连接。源极端子5和传感端子6经由传感电阻8电连接。
源极端子5与负载L连接。负载L与地线连接。即，源极端子5经由负载L，与地线连接。负载L是例如马达等。
空穴电流传感器9与温度检测电路10以及栅极控制电路11连接。另外，源极端子5以及传感端子6分别与温度检测电路10连接。温度检测电路10和栅极控制电路11相互连接。栅极控制电路11与栅极端子7连接。
空穴电流传感器9检测主单元群2中流过的电流（以下有时称为“主电流”）Im、具体而言是从漏极端子4通过主单元群2流向源极端子5的漏极电流Im。主电流Im的值是将主单元群2中包含的所有单元中流过的电流的值进行相加而得到的。将包括由空穴电流传感器9检测的主电流Im的值（以下有时称为“主电流值”）的主电流信号从空穴电流传感器9提供给温度检测电路10以及栅极控制电路11。空穴电流传感器9相当于主电流信息检测部件，主电流值相当于与主电流相关的主电流信息。
温度检测电路10根据在传感端子6与源极端子5之间连接的传感电阻8的电压下降值，求出传感单元群3中流过的电流（以下有时称为“传感电流”）的值。传感电阻8的电压下降值相当于与传感电流相关的传感电流信息，源极端子5、传感端子6以及传感电阻8相当于传感电流信息检测部件。
温度检测电路10根据依据传感电阻8的电压下降值求出的传感电流的值（以下有时称为“传感电流值”），检测MOSFET1的温度。更详细而言，温度检测电路10根据从空穴电流传感器9提供的主电流信号中包含的主电流值、和根据传感电阻8的电压下降值求出的传感电流值，检测MOSFET1的温度。MOSFET1的温度具体而言是MOSFET1的结温度。将包括由温度检测电路10检测的MOSFET1的结温度的结温度信号从温度检测电路10提供给栅极控制电路11。
栅极控制电路11根据从外部提供的驱动信号Sd，控制MOSFET1。具体而言，栅极控制电路11根据从外部提供的驱动信号Sd，将包括用于使MOSFET1驱动的栅极电压的驱动信号提供给栅极端子7，驱动MOSFET1。MOSFET1根据经由栅极端子7从栅极控制电路11提供的驱动信号中包含的栅极电压而动作。如果这样MOSFET1成为ON（导通），则从未图示的电源经由漏极端子4提供的电流流入主单元群2，经由源极端子5流入负载L。由此，能够驱动负载L。
另外，栅极控制电路11根据由温度检测电路10检测并从温度检测电路10提供的结温度信号中包含的MOSFET1的结温度，控制MOSFET1。具体而言，栅极控制电路11比较从温度检测电路10提供的结温度信号中包含的结温度、和预定的结温度用阈值，在结温度超过了结温度用阈值的情况下，将切断MOSFET1的动作的切断信号提供给栅极端子7。通过对栅极端子7提供切断信号，MOSFET1的动作被切断。
另外，栅极控制电路11根据从空穴电流传感器9提供的主电流信号中包含的主电流值，控制MOSFET1。具体而言，栅极控制电路11比较从空穴电流传感器9提供的主电流信号中包含的主电流值、和预定的主电流用阈值，在主电流值超过了主电流用阈值的情况下，将切断MOSFET1的动作的切断信号提供给栅极端子7。通过对栅极端子7提供切断信号，MOSFET1的动作被切断。
在结温度是结温度用阈值以下的情况以及主电流值是主电流值用阈值以下的情况下，对栅极端子7不提供切断信号，所以MOSFET1根据所述栅极电压动作。
由温度检测电路10进行的MOSFET1的结温度的检测是通过主单元群2的温度特性和传感单元群3的温度特性不同而实现的。即，通过使主单元群2的温度特性和传感单元群3的温度特性不同，能够在温度检测电路10中，检测MOSFET1的结温度。
例如，通过使沟道构造不同而形成温度特性不同的主单元群2和传感单元群3。具体而言，通过使构成MOSFET1的沟道区域的杂质浓度（以下有时称为“掺杂物浓度”）不同而形成温度特性不同的主单元群2和传感单元群3。即，通过使传感单元群3的沟道区域的掺杂物浓度与主单元群2的沟道区域的掺杂物浓度不同，能够形成具有不同的温度特性的主单元群2以及传感单元群3。
该方法例如能够通过使沟道区域的掺杂物浓度不同而使阈值电压（门限电压）Vth的温度变化率不相同（参照参考文献1）。
参考文献1：S.M.Sze，“Physics of SemiconductorDevices，2ndEdition”、JOHN WiLEY&SONS，1981，p.451－453
在本实施方式中，主单元群2和传感单元群3具有不同的沟道构造，所以阈值电压不同。在本实施方式中，传感单元群3的阈值电压被设定为高于主单元群2。具体而言，传感单元群3的阈值电压被设定为比主单元群2的阈值电压高1.6V～1.8V程度。
接下来，说明MOSFET1的结温度的检测原理。图2是示出MOSFET1的结温度、与主电流/传感换算电流比的关系的图形。在图2中，横轴是MOSFET1的结温度（以下有时称为“MOSFET结温度”），纵轴是主电流/传感换算电流比。主单元群2和传感单元群3都被嵌入到作为相同的晶体管的MOSFET1的内部，所以呈现相同的结温度。因此，图2的纵轴的MOSFET结温度是主单元群2以及传感单元群3这双方的结温度。图2的纵轴的主电流/传感换算电流比是主电流Im相对传感换算电流的比值、即将作为主电流Im的值的主电流值除以传感换算电流的值而得到的值。
此处，传感换算电流通过以下的式（1）来求出。
（传感换算电流）=（传感电阻电压下降值）×（主单元数）
÷（传感单元数）÷（传感电阻值）…（1）
在式（1）中，传感电阻电压下降值是传感电阻8的电压下降值，主单元数是主单元群2中包含的单元的个数，传感单元数是传感单元群3中包含的单元的个数，传感电阻值是传感电阻8的电阻值。式（1）中的主单元数、传感单元数、传感电阻值都是常数，是设计者能够设定的值。
在式（1）的右边，将“传感电阻电压下降值”除以“传感电阻值”而得到的值相当于传感电流值。将该传感电流值除以“传感单元数”而得到的值相当于每1单元的传感电流值。对该每1单元的传感电流值乘以“主单元数”而得到的是式（1）所示的“传感换算电流”的值。即，式（1）所示的“传感换算电流”的值是根据测定出的传感电流值计算出的主电流值。因此，上述“主电流/传感换算电流比”表示所测定的主电流值相对根据传感电流值计算出的主电流值的比率。
在图2中，作为代表例，示出了主电流值是30A、50A、70A的情况的特性。用符号“31”来表示主电流值是30A的情况，用符号“32”来表示主电流值是50A的情况，用符号“33”来表示主电流值是70A的情况。在图2中，各图形的面向纸面左端处的结温度等于室温，例如是25℃，右端处的结温度是125℃。
根据图2可判定，如果主电流Im恒定，则能够根据主电流/传感换算电流比，唯一地决定MOSFET1的结温度。即，如果判定了主电流/传感换算电流比、和此时的主电流值，则能够唯一地检测出MOSFET1的结温度。因此，温度检测电路10具体而言根据主电流/传感换算电流比、和此时的主电流值，求出MOSFET1的结温度。
能够根据传感电阻8的电压下降值、和由空穴电流传感器9检测的值（以下有时称为“空穴电流传感器9的检测值”），求出主电流/传感换算电流比、和此时的主电流值。因此，温度检测电路10更具体而言，根据传感电阻8的电压下降值、和作为空穴电流传感器9的检测值的主电流值，求出主电流/传感换算电流比，根据所求出的主电流/传感换算电流比、和主电流值，求出MOSFET1的结温度。例如，如果根据传感电阻8的电压下降值和空穴电流传感器9的检测值求出的主电流/传感换算电流比是Y1，主电流值是70A，则MOSFET1的结温度成为X1℃。
在图2中，作为主电流值的一个例子，示出了30A、50A、70A的情况的特性，但对于其以外的主电流值的情况，也能够求出MOSFET1的结温度。例如，如果相对一定的结温度，主电流Im增大，则主电流/传感换算电流比也单调地增大，所以能够通过以期望的温度分辨率以及主电流/传感换算电流比分辨率对图2所示的图形进行矩阵化，并对各矩阵分配根据实验求出的主电流值，从而检测出正确的结温度。
温度检测电路10例如将对主电流值、主电流/传感换算电流比以及MOSFET1的结温度进行矩阵化而得到的表格预先存储于温度检测电路10中内置的未图示的存储器，通过温度检测电路10中的集成电路（IC），参照矩阵化的表格，导出MOSFET1的结温度。存储矩阵化的表格的存储器也可以设置于温度检测电路10的外部。矩阵化的表格表示主电流值、传感电流值、以及MOSFET1的温度的关系，相当于关系信息。以下，有时将“关系信息”称为“温度关系信息”。
这样温度检测电路10通过从存储器读出等而预先取得矩阵化的表格等温度关系信息。然后，温度检测电路10根据从空穴电流传感器9提供的主电流信号求出主电流值，并且根据从源极端子5以及传感端子6提供的传感电阻8的电压下降值求出传感电流值。温度检测电路10根据求出的主电流值以及传感电流值、和矩阵化的表格等温度关系信息，检测MOSFET1的温度、具体而言是MOSFET1的结温度。
如以上那样，在本实施方式的半导体装置20中，通过温度检测电路10，根据传感单元群3中流过的传感电流的值即传感电流值，检测MOSFET1的结温度。具体而言，通过温度检测电路10，根据主单元群2中流过的主电流Im的值即主电流值、和传感单元群3中流过的传感电流的值即传感电流值，检测MOSFET1的结温度。
对于主单元群2和传感单元群3，虽然温度特性不同，但由于都嵌入于作为相同的晶体管的MOSFET1的内部，所以呈现相同的结温度。这样，主单元群2和传感单元群3呈现相同的结温度，所以主单元群2与传感单元群3的温度特性的相异成为主电流值与传感电流值的相异而表现。
因此，通过如上所述由温度检测电路10，根据传感电流值检测MOSFET1的结温度、具体而言根据主电流值和传感电流值检测MOSFET1的结温度，能够迅速并且正确地检测MOSFET1的结温度。
另外，在温度检测电路10中在结温度的检测中使用的传感电流流过与应检测结温度的主单元群2相同的晶体管内部，所以不延迟地反映主单元群2的结温度的上升。换言之，传感电流的值是没有相对结温度的上升的信号的延迟、即没有温度信号延迟的电流值。根据该无温度信号延迟的电流值，通过温度检测电路10求出MOSFET1的结温度，所以即使在MOSFET1内部有急剧的温度上升的情况下，也能够迅速并且正确地检测MOSFET1的内部的急剧的温度上升。
这样根据迅速并且正确地检测出的MOSFET1的结温度，通过栅极控制电路11控制MOSFET1，所以能够迅速地控制MOSFET1。例如，在MOSFET1内部有急剧的温度上升的情况下，能够通过栅极控制电路11对栅极端子7提供切断信号，而迅速地切断MOSFET1的动作，所以能够防止MOSFET1的急剧的温度上升所致的破坏。
在本实施方式中，如果这样由温度检测电路10检测出的MOSFET1的结温度超过结温度用阈值，则通过栅极控制电路11对栅极端子7提供切断信号，MOSFET1的动作被切断。由此，防止MOSFET1的温度上升所致的破坏，保护MOSFET1。这样在本实施方式中，温度检测电路10和栅极控制电路11作为温度检测保护电路发挥功能。
另外，在本实施方式中，半导体装置20具备与主电流信息检测部件相当的空穴电流传感器9、与传感电流信息检测部件相当的源极端子5、传感端子6以及传感电阻8。温度检测电路10预先取得矩阵化的表格等温度关系信息，根据从空穴电流传感器9提供的主电流信号求出主电流值，并且根据从源极端子5以及传感端子6提供的传感电阻8的电压下降值求出传感电流值。然后，温度检测电路10根据求出的主电流值以及传感电流值、和矩阵化的表格等温度关系信息，检测MOSFET1的温度、具体而言是MOSFET1的结温度。通过设为这样的结构，能够实现能够检测MOSFET1的结温度的温度检测电路10。
另外，在本实施方式中，主单元群2和传感单元群3具有不同的沟道构造。具体而言，对于主单元群2和传感单元群3，构成MOSFET1的沟道区域的杂质浓度不同。通过设为这样的结构，能够实现温度特性不同的主单元群2和传感单元群3。
对于主单元群2与传感单元群3的温度特性之差，例如关于上述图2所示的主电流/传感换算电流比和MOSFET结温度的标绘，主电流/传感换算电流比相对MOSFET结温度有0.1[%/K]以上的变化率就充分。
另外，在本实施方式中，传感单元群3的阈值电压被设定为高于主单元群2。因此，在MOSFET1的开关动作时，传感单元群3比主单元群2更慢地上升并更快地下降。由此，开关时的噪声被减轻，所以能够正确地检测出MOSFET1的温度信息、例如MOSFET1的温度。因此，能够防止例如MOSFET1的过温度的误检测。
<第2实施方式>
图3是示出本发明的第2实施方式的半导体装置21的结构的电路图。对于本实施方式的半导体装置21，结构与上述图1所示的第1实施方式的半导体装置20类似，所以对对应的部分附加相同的参照符号，而省略共同的说明。在图3中，与图1同样地，为了易于理解，示出了构成主单元群2的1个单元、和构成传感单元群3的1个单元并联连接的情况，但实际上，主单元群2以及传感单元群3分别包括多个单元，这些多个单元并联连接。
本实施方式的半导体装置21构成为具备MOSFET1、漏极端子4、源极端子5、栅极端子7、空穴电流传感器9、温度检测电路10、栅极控制电路11、运算放大器12以及放大用电阻13。半导体装置21与上述第1实施方式的半导体装置20同样地，与负载L连接，对负载L供给电力。
在本实施方式中，传感单元群3的源电极与放大用电阻13的一端以及运算放大器12的反转输入端子连接。放大用电阻13的另一端与运算放大器12的输出端子连接。另外，运算放大器12的输出端子与温度检测电路10连接。运算放大器12的非反转输入端子与源极端子5连接。
在上述图1所示的第1实施方式的半导体装置20中，为了求出传感换算电流，使用了传感电阻8。在本实施方式的半导体装置21中，如图3所示，使用了运算放大器12的点与第1实施方式的半导体装置20不同。即使如本实施方式那样使用了运算放大器12，也能够与使用传感电阻8的情况同样地，求出传感换算电流。
运算放大器12与放大用电阻13一起，构成电流－电压变换电路。运算放大器12输出将传感电流值和放大用电阻13的电阻值相乘而得到的值（以下有时称为“放大电压值”）。放大电压值相当于传感电流信息，相当于第1实施方式中的传感电阻8的电压下降值。运算放大器12以及放大用电阻13相当于传感电流信息检测部件。将包括从运算放大器12输出的放大电压值的放大电压信号提供给温度检测电路10。
温度检测电路10根据从运算放大器12提供的放大电压信号中包含的放大电压值，检测传感单元群3中流过的传感电流。温度检测电路10根据从空穴电流传感器9提供的主电流信号中包含的主电流值、和根据放大电压值检测出的传感电流值，与第1实施方式同样地，检测MOSFET1的结温度。
如上所述，能够根据主电流/传感换算电流比、和此时的主电流值，唯一地检测出MOSFET1的结温度。在本实施方式中，能够根据从运算放大器12提供的放大电压信号中包含的放大电压值、和空穴电流传感器9的检测值，求出主电流/传感换算电流比、和此时的主电流值。
具体而言，能够根据空穴电流传感器9的检测值求出主电流值。主电流/传感换算电流比是主电流Im相对传感换算电流的比率，是将作为主电流Im的值的主电流值除以传感换算电流的值而得到的值。在本实施方式中，通过将上述式（1）的“传感电阻电压下降值”置换为从运算放大器12提供的放大电压信号中包含的放大电压值，将上述式（1）的“传感电阻值”用放大用电阻13的电阻值（以下称为“放大电阻值”）置换的以下的式（2）求出传感换算电流。
（传感换算电流）=（放大电压值）×（主单元数）
÷（传感单元数）÷（放大电阻值）…（2）
在本实施方式中，如果相对一定的结温度，主电流Im增大，则主电流/传感换算电流比也单调地增大，所以通过以期望的温度分辨率以及主电流/传感换算电流比分辨率对上述图2所示那样的相对多个主电流值的图形进行矩阵化，并对各矩阵分配根据实验求出的主电流值，能够检测各种主电流值的情况的MOSFET1的结温度。
温度检测电路10例如与第1实施方式同样地，将对主电流值、主电流/传感换算电流比以及MOSFET1的结温度进行矩阵化而得到的表格预先存储于存储器，通过温度检测电路10中的IC，参照矩阵化的表格，导出MOSFET1的结温度。
如以上那样，在本实施方式中，也与第1实施方式同样地，通过温度检测电路10，根据主单元群2中流过的主电流Im的值即主电流值、和传感单元群3中流过的传感电流的值即传感电流值，检测MOSFET1的结温度，所以能够得到与第1实施方式同样的效果。
在以上叙述的第1以及第2实施方式中，说明了作为检测主电流Im的传感器（以下有时称为“主电流检测传感器”），使用空穴电流传感器9的情况，但在本发明的其他实施方式中，也可以使用分流电阻。即使在使用了分流电阻的情况下，也能够得到与第1以及第2实施方式同样的效果。在使用分流电阻的情况下，分流电阻介于源极端子5与负载L之间，与源极端子5以及负载L分别电连接。
另外，在第1以及第2实施方式中，说明了作为检测主电流Im的方法，在MOSFET1的外部，设置空穴电流传感器9等主电流检测传感器而检测的情况，但检测主电流Im的方法不限于此。例如，也可以和温度特性与主单元群2相异的传感单元群3独立地，设置温度特性与主单元群2一致的其他传感单元群，根据其他传感单元群中流过的传感电流的值（以下有时称为“其他传感单元群的传感电流值”）求出主电流值。即使在这样根据其他传感单元群的传感电流值求出了主电流值的情况下，也能够得到与第1以及第2实施方式同样的效果。在该情况下，其他传感单元群相当于传感电流信息检测部件。
另外，在第1以及第2实施方式中，说明了作为半导体晶体管具备MOSFET1的半导体装置20、21，但半导体晶体管不限于MOSFET。半导体晶体管也可以是例如绝缘栅极型双极性晶体管（Insulated GateBipolar Transistor；简称：IGBT）。即使在半导体晶体管是IGBT的情况下，也能够得到与第1以及第2实施方式同样的效果。
在第1以及第2实施方式中，作为图1所示的MOSFET1等半导体晶体管的主材料即半导体材料，也可以使用硅（Si），但优选使用带隙比Si大的宽带隙半导体。作为宽带隙半导体，例如，可以举出碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等氮化镓系材料以及金刚石。
使用宽带隙半导体形成的半导体晶体管（以下有时称为“宽带隙半导体晶体管”）相比于使用Si形成的半导体晶体管（以下有时称为“Si晶体管”），耐电压性更高，容许电流密度也更高，所以能够实现半导体晶体管的小型化。通过这样使用小型化的半导体晶体管，能够实现将这些半导体晶体管作为元件嵌入的半导体装置即半导体模块的小型化。另外，宽带隙半导体相比于Si其电力损耗更小，所以通过使用宽带隙半导体，能够实现半导体晶体管的高效化，进一步能够实现半导体模块的高效化。
另外，宽带隙半导体晶体管相比于Si晶体管，能够动作至更高的结温度。例如，将SiC用作主材料而形成的SiC晶体管如以下所示的参考文献2（第1034页、图8）记载，即使结温度成为200℃以上，也能够动作。
参考文献2：エイ·ロステッター（Ａ．Ｌｏｓｔｅｔｔｅｒ）、外11名、「集積化されたパワーモジュールにおける高温シリコンカーバイトおよびシリコンオンインシュレータ（High-TemperatureSilicon Carbide and Silicon on Insulator Based Integrated PowerModules）」、ＶＰＰＣ‘09、ＩＥＥＥ，2009、ｖｏｌ．2、ｐ．1032－1035
另外，在第1以及第2实施方式中，通过如上所述由温度检测电路10和栅极控制电路11构成的温度检测保护电路，能够迅速并且正确地检测MOSFET1的内部的急剧的温度上升来迅速地控制MOSFET1，而保护MOSFET1。如果作为这样的半导体装置的晶体管，使用SiC晶体管等宽带隙半导体晶体管，通过温度检测电路10测定晶体管的温度特性，通过栅极控制电路11进行控制，则即使晶体管的结温度成为200℃以上，也能够安全地动作。因此，能够扩大具备温度检测保护电路的半导体装置的安全动作温度范围。换言之，能够实现具有更宽的安全动作温度范围的半导体装置。
<第3实施方式>
图4是示出本发明的第3实施方式的半导体装置100的俯视图。本实施方式的半导体装置100与第1以及第2实施方式的半导体装置20同样地，具备检测作为与内置的半导体晶体管的温度相关的信息的温度信息的功能。在本实施方式中，半导体装置100还具备检测作为与内置的半导体晶体管中流过的电流相关的信息的电流信息的功能。即，本实施方式的半导体装置100构成为能够检测半导体晶体管的温度信息以及电流信息，具备检测半导体晶体管的过温度以及过电流的功能。
在本实施方式中，在半导体装置100中，作为半导体晶体管的温度信息，检测半导体晶体管的温度、具体而言是半导体晶体管的内部的温度。在本实施方式中，以提供能够实现抑制制造工序数的增加而迅速并且正确地检测与半导体晶体管的内部的温度相关的信息的功能的半导体装置100、以及提供能够抑制半导体晶体管的有效面积的缩小而检测半导体晶体管的过温度以及过电流的半导体装置为目的，采用了以下所示的结构。
图5是从图4的横断面线S1－S1观察图4所示的第1传感单元群102而示出的剖面图。图6是从图4的横断面线S2－S2观察图4所示的第1传感单元群103而示出的剖面图。图7是从图4的横断面线S3－S3观察图4所示的第2传感单元群104而示出的剖面图。
本实施方式的半导体装置100是使用了作为宽带隙半导体的碳化硅（SiC）半导体的半导体装置。半导体装置100优选适用于电力用半导体装置。半导体装置100在作为半导体基板的碳化硅（SiC）基板121上，形成了MOSFET101。半导体装置100实际上如后述图34所示，构成为对MOSFET101连接了检测电路144以及栅极驱动电路145等，但在图4中，为了易于理解，省略了MOSFET101以外的结构的记载。图4是从SiC基板121的厚度方向一侧观察的俯视图。图5～图7所示的剖面结构是与SiC基板121的厚度方向平行的剖面结构。
MOSFET101具有主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104。主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104形成于作为相同的半导体基板的SiC基板121。具体而言，MOSFET101具有多个单元110。多个单元110形成于作为相同的半导体基板的SiC基板121且并联连接。如图5～图7所示，阱接触区域120的中心间的区域构成1个单元110。在作为与SiC基板121的厚度方向垂直的方向的宽度方向、在图5～图7中面向纸面左右方向、以及纸背面侧以及跟前侧反复配置该单元110，而构成MOSFET101。各单元110包括1个栅极区域111。
以下，用“Z”来表示SiC基板121的厚度方向，用“Z1”来表示厚度方向Z的一方，用“Z2”来表示厚度方向Z的另一方。在本实施方式中，SiC基板121是矩形形状、具体而言是正方形形状。将与SiC基板121的厚度方向Z垂直、并且与SiC基板121的一侧部平行的方向定义为“第1方向X”，用“X1”来表示第1方向X的一方，用“X2”来表示第1方向X的另一方。另外，将与SiC基板121的厚度方向Z垂直、并且与第1方向X垂直的方向定义为“第2方向Y”，用“Y1”来表示第2方向Y的一方，用“Y2”来表示第2方向Y的另一方。第2方向Y是与和与SiC基板121的第1方向X平行的侧部正交的侧部平行的方向。在本实施方式中，将面向图4的纸面上下方向设为第1方向X，将面向图4的纸面左右方向设为第2方向Y。
主单元群102构成为包括构成MOSFET101的多个单元110的一部分的单元。在主单元群102中，流过相对大的电流。在本实施方式中，导通MOSFET101的大部分的电流流过主单元群102。
第1以及第2传感单元群103、104分别构成为包括构成MOSFET101的多个单元110的另一部分的单元。更详细而言，第1传感单元群103包括构成MOSFET101的多个单元110中的、除了主单元群102以及第2传感单元群104中包含的单元以外的其他单元的至少一部分。第1传感单元群103相当于其他传感单元群，第2传感单元群104相当于传感单元群。
在第1以及第2传感单元群103、104中，流过相对小的电流。第1以及第2传感单元群103、104是被用作温度检测用或者电流检测用的一部分的单元群。第1以及第2传感单元群103、104例如被用作温度检测用，用于MOSFET101的内部的温度检测。主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104分别构成为包括多个单元110。
第1传感单元群103的沟道构造与主单元群102相同。第2传感单元群104的沟道构造与主单元群102不同。即，第1传感单元群103和第2传感单元群104具有不同的沟道构造。
因此，第1传感单元群103和第2传感单元群104的温度特性不同。更详细而言，构成第1传感单元群103的单元、和构成第2传感单元群104的单元的温度特性不同。温度特性如上所述表示相对MOSFET101的温度、具体而言是MOSFET101的结温度的变化的电气特性的变化。
MOSFET101在本实施方式中，是n沟道型MOSFET。主单元群102具备n型的SiC基板121、n型的碳化硅漂移层122、p型的基极区域117、n型的源极区域118、沟道区域119、p型的阱接触区域120、栅极绝缘膜123、栅极区域111、层间绝缘膜124、主源电极106、以及漏电极115。
第1传感单元群103代替主源电极106而具备第1传感源电极107，除此以外与主单元群102具有同样的结构。即，第1传感单元群103具备SiC基板121、碳化硅漂移层122、基极区域117、源极区域118、沟道区域119、阱接触区域120、栅极绝缘膜123、栅极区域111、层间绝缘膜124、第1传感源电极107、以及漏电极115。
第2传感单元群104代替主源电极106而具备第2传感源电极108、以及不具备沟道区域119，除此以外与主单元群102具有同样的结构。即，第2传感单元群104具备SiC基板121、碳化硅漂移层122、基极区域117、源极区域118、阱接触区域120、栅极绝缘膜123、栅极区域111、层间绝缘膜124、第2传感源电极108、以及漏电极115。
主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104的各栅极区域111与共同的栅电极105连接。主单元群102经由主源电极106与主源极端子112连接。第1传感单元群103经由第1传感源电极107与第1传感源极端子113连接。第2传感单元群104经由第2传感源电极108与第2传感源极端子114连接。
对于主源电极106，从SiC基板121的厚度方向一方Z1侧观察，形成为面向图4的纸面左右方向即第2方向Y的中央部分向面向图4的纸面上下方向即第1方向X的上侧即第1方向一方X1突出的凸状。对于第1以及第2传感源电极107、108，从SiC基板121的厚度方向一方Z1侧观察，形成为矩形形状、具体而言是长方形形状，分别配置于主源电极106的突出的部分（以下称为“突出部分”）的两侧。第1以及第2传感源电极107、108相比于主源电极106的突出部分，面向图4的纸面向上侧、即第1方向一方X1突出地设置。在与主源电极106的突出部分相向的部分、并且与第1以及第2传感源电极107、108之间的位置，配置作为栅电极105的外部输出焊盘发挥功能的矩形形状的部分（以下有时称为“焊盘部”）151。
栅电极105具备焊盘部151、和以与焊盘部151电连接并包围主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104的方式设置的围绕部152。更详细而言，以包围主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108的方式设置了栅电极105的围绕部152。栅电极105在主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108的周围，经由围绕部152而与栅极区域111电连接，作为栅极区域111的外部输出电极发挥功能。
主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108分别经由接触孔，与源极区域118以及阱接触区域120电连接。主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108自身作为外部输出电极发挥功能。
针对构成主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104的所有单元110，漏电极115是共同的，与漏极端子116连接。漏电极115形成于SiC基板121的厚度方向另一方Z2侧的表面整体。漏电极115自身作为外部输出电极发挥功能。
构成主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104的所有单元110具有基极区域117、源极区域118以及阱接触区域120，实现了作为MOSFET101的开关动作。另外，主单元群102以及第1传感单元群103具有沟道区域119，相比于第2传感单元群104，阈值电压更小。
上述第1以及第2实施方式中的MOSFET1不具备与其他传感单元群相当的第1传感单元群103，除此以外具有与本实施方式中的MOSFET101同样的结构。具体而言，第1以及第2实施方式中的MOSFET1的主单元群2具有与本实施方式中的MOSFET101的主单元群102同样的结构。另外，第1以及第2实施方式中的MOSFET1的传感单元群3具有与本实施方式中的MOSFET101的第2传感单元群104同样的结构。
接下来，说明本发明的实施方式中的半导体装置100的制造方法。图8～图31是用于说明本发明的实施方式中的半导体装置100的制造方法的图。在图8～图31中，与图5～图7同样地，示出与SiC基板121的厚度方向平行的剖面结构。
图8是示出碳化硅漂移层122的形成结束了的阶段的状态的剖面图。首先，在碳化硅（SiC）基板121的厚度方向一侧的表面，形成碳化硅漂移层122。碳化硅漂移层122形成于SiC基板121的厚度方向一侧的表面的整体。即，碳化硅漂移层122形成于被预定为形成主单元群102的区域的区域（以下称为“主单元群形成区域”）102A、被预定为形成第1传感单元群103的区域的区域（以下称为“第1传感单元群形成区域”）103A、以及被预定为形成第2传感单元群104的区域的区域（以下称为“第2传感单元群形成区域”）104A。图8所示的状态相当于主单元群形成区域102A、第1传感单元群形成区域103A以及第2传感单元群形成区域104A这各区域的状态。
作为SiC基板121，使用n型且低电阻的SiC基板。碳化硅漂移层122形成为由碳化硅构成的n型的半导体层。例如，使用化学气相堆积（Chemical Vapor Deposition；简称：CVD）法，通过外延生长，形成碳化硅漂移层122。碳化硅漂移层122中的n型的杂质的浓度是例如1×1015cm－3～1×1017cm－3。碳化硅漂移层122的厚度尺寸（以下有时称为“厚度”）是例如5μm～50μm。
图9是示出基极区域117的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图9所示的状态相当于主单元群形成区域102A、第1传感单元群形成区域103A以及第2传感单元群形成区域104A这各区域的状态。
在碳化硅漂移层122的形成之后，如图9所示，在碳化硅漂移层122的和与SiC基板121相接的一侧相反一侧的表面、即厚度方向一侧的表面，形成第1掩模131。然后，在形成了第1掩模131的碳化硅漂移层122的表面，从SiC基板121的厚度方向一侧，离子注入p型的杂质（以下有时称为“p型杂质”）、具体而言是铝（Al）。由此，在未被第1掩模131覆盖的部分的碳化硅漂移层122的表面，离子注入p型杂质。
在碳化硅漂移层122中，离子注入了p型杂质的区域成为p型。该成为p型的区域成为基极区域117。基极区域117形成于主单元群形成区域、第1传感单元群形成区域以及第2传感单元群形成区域这各区域。使p型杂质的离子注入的深度、即基极区域117的厚度成为不超过碳化硅漂移层122的厚度的程度、具体而言成为0.5μm～3μm程度。另外，设为离子注入的p型杂质的浓度（以下有时称为“p型杂质浓度”）、即基极区域117的p型杂质浓度是例如1×1017cm－ 3～1×1019cm－3的范围内、并且高于碳化硅漂移层122的p型杂质浓度。
图10是示出源极区域118的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图10所示的状态相当于主单元群形成区域102A、第1传感单元群形成区域103A以及第2传感单元群形成区域104A这各区域的状态。
在基极区域117的形成之后，去除第1掩模131。之后，如图10所示，在碳化硅漂移层122的厚度方向一侧的表面，新形成第2掩模132。然后，在形成了第2掩模132的碳化硅漂移层122的表面、具体而言是基极区域117的表面的一部分，从SiC基板121的厚度方向一侧，离子注入n型的杂质（以下有时称为“n型杂质”）、具体而言是氮（N）。由此，在未被第2掩模132覆盖的部分的碳化硅漂移层122的表面、具体而言是基极区域117的表面的一部分，离子注入n型杂质。
在碳化硅漂移层122中离子注入了n型杂质的区域、具体而言在基极区域117中离子注入了n型杂质的区域成为n型。该成为n型的区域成为源极区域118。源极区域118形成于主单元群形成区域102A、第1传感单元群形成区域103A以及第2传感单元群形成区域104A这各区域。
设为n型杂质的离子注入的深度、即源极区域118的厚度小于基极区域117的厚度。换言之，源极区域118形成为比基极区域117浅。另外，设为离子注入的n型杂质的浓度（以下有时称为“n型杂质浓度”）、即源极区域118的n型杂质浓度例如是1×1018cm－3～1×1021cm－3的范围内、并且超过基极区域117的p型杂质浓度、即高于基极区域117的p型杂质浓度。
图11～图13是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图11是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图12是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图13是示出沟道区域119的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
在源极区域118的形成之后，去除第2掩模132。之后，如图11～图13所示，在碳化硅漂移层122的厚度方向一侧的表面，新形成第3掩模133。不覆盖图11所示的主单元群形成区域102A以及图12所示的第1传感单元群形成区域103A的碳化硅漂移层122而使其露出，如图13所示，以覆盖第2传感单元群形成区域104A的碳化硅漂移层122的表面的方式，形成第3掩模133。
在形成了第3掩模133的碳化硅漂移层122的表面，从SiC基板121的厚度方向一侧，离子注入n型杂质、具体而言N。由此，在未被第3掩模133覆盖的部分的碳化硅漂移层122的表面、具体而言图11所示的主单元群形成区域102A以及图12所示的第1传感单元群形成区域103A的碳化硅漂移层122的表面，离子注入n型杂质。
碳化硅漂移层122中的、在离子注入前并非n型的区域通过n型杂质的离子注入而成为n型。碳化硅漂移层122的离子注入了n型杂质的区域中的、本来并非n型的区域、即图11所示的主单元群形成区域102A以及图12所示的第1传感单元群形成区域103A的碳化硅漂移层122中的、除了本来是n型的源极区域118以外的剩余的区域成为n型。该成为n型的区域成为沟道区域119。
设为n型杂质的离子注入的深度、即沟道区域119的厚度小于源极区域118。换言之，沟道区域119形成为比源极区域118浅。另外，被离子注入的n型杂质的浓度、即沟道区域119的n型杂质浓度成为例如1×1017cm－3～1×1019cm－3的范围内。
图14～图16是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图14是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图15是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图16是示出阱接触区域120的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
在沟道区域119的形成之后，去除第3掩模133。之后，如图14～图16所示，在碳化硅漂移层122的厚度方向一侧的表面，新形成第4掩模134。第4掩模134形成为在碳化硅漂移层122中形成的源极区域118中的、预定为形成阱接触区域120的区域的区域（以下有时称为“阱接触形成区域”）中开口，覆盖其他区域的碳化硅漂移层122。在形成了第4掩模134的碳化硅漂移层122的表面，从SiC基板121的厚度方向一侧，离子注入p型杂质、具体而言是Al。由此，在未被第4掩模134覆盖的部分的碳化硅漂移层122的表面、即源极区域118的阱接触形成区域，离子注入p型杂质。
在碳化硅漂移层122中，对于离子注入了p型杂质的区域、即源极区域118的阱接触形成区域，离子注入前是n型，但通过离子注入p型杂质的而成为p型。该成为p型的区域成为阱接触区域120。
对于p型杂质的离子注入的深度、即阱接触区域120的厚度，在图14～图16中记载为等于源极区域118的厚度，但实际上，设为大于源极区域118、并且小于基极区域117。换言之，阱接触区域120形成为比源极区域118深、并且比基极区域117浅。另外，设为离子注入的p型杂质的浓度例如是1×1019cm－3～1×1021cm－3的范围内、并且超过源极区域118的n型杂质浓度、即大于源极区域118的n型杂质浓度。
接下来，去除第4掩模134，通过热处理装置，在氩（Ar）气等惰性气体气氛中进行退火。例如，在1300℃～1900℃的温度下，进行30秒～1小时的退火。通过该退火，使离子注入的N等n型杂质以及Al等p型杂质活性化。
图17～图19是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图17是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图18是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图19是示出栅极绝缘膜123的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。在阱接触区域120的形成之后的退火之后，如图17～图19所示，对包括基极区域117、源极区域118、沟道区域119以及阱接触区域120的碳化硅漂移层122的表面进行热氧化，形成期望的厚度的栅极绝缘膜123。
图20～图22是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图20是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图21是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图22是示出栅极用导电膜111A的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。在栅极绝缘膜123的形成之后，如图20～图22所示，在栅极绝缘膜123上，通过例如减压CVD法，形成成为栅极区域111的栅极用导电膜111A、具体而言具有导电性的多晶硅膜。
图23～图25是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图23是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图24是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图25是示出栅极区域111的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
通过在栅极用导电膜111A的形成之后，如图23～图25所示，对栅极用导电膜111A以及栅极绝缘膜123进行构图，形成栅极区域111。以将覆盖阱接触区域120以及阱接触区域120的周围的源极区域118的部分去除而开口，并使阱接触区域120以及阱接触区域120的周围的源极区域118通过该开口露出的方式，对栅极用导电膜111A以及栅极绝缘膜123进行构图。
图26～图28是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的状态的剖面图。图26是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图27是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图28是示出层间绝缘膜124的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。
在栅极区域111的形成之后，为了使栅极区域111和源极区域118分离，如图26～图28所示，通过CVD法形成层间绝缘膜124。层间绝缘膜124形成为覆盖栅极区域111以及栅极绝缘膜123、以及通过栅极区域111以及栅极绝缘膜123的开口露出的源极区域118以及阱接触区域120。
图29～图32是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的状态的图。图29是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的主单元群形成区域102A的状态的剖面图。图30是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的第1传感单元群形成区域103A的状态的剖面图。图31是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的第2传感单元群形成区域104A的状态的剖面图。图32是示出源极接触孔125以及栅极接触孔126的形成结束了的阶段的状态的俯视图。
在层间绝缘膜124的形成之后，如图29～图32所示，以实现与源极区域118以及栅极区域111的接触的方式，使层间绝缘膜124开口，而形成源极接触孔125以及栅极接触孔126。由此，成为阱接触区域120以及阱接触区域120的周围的源极区域118通过源极接触孔125露出的状态。另外，成为栅极区域111通过栅极接触孔126露出的状态。对于源极接触孔125，在图32中，为易于理解省略了记载，但如图29～图31所示，分别形成于主单元群形成区域102A、第1传感单元群形成区域103A以及第2传感单元群形成区域104A这各区域。
接下来，如上述图5～图7所示，形成主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108。以填充源极接触孔125，覆盖层间绝缘膜124、以及通过源极接触孔125露出的源极区域118以及阱接触区域120的方式，形成主源电极106、第1传感源电极107以及第2传感源电极108。
接下来，如上述图4所示，形成栅电极105。以填充栅极接触孔126，覆盖层间绝缘膜124、以及通过栅极接触孔126露出的栅极区域111的方式形成栅电极105。接下来，如图5～图7所示，在SiC基板121的厚度方向另一方Z2侧的表面形成漏电极115。由此，图4～图7所示的纵型MOSFET101完成。通过对这样形成的MOSFET101，如后述图34所示，连接检测电路144以及栅极驱动电路145等，得到半导体装置100。
接下来，说明本实施方式的半导体装置100中的MOSFET101的动作。如上所述，主单元群102以及第1传感单元群103、和第2传感单元群104具有不同的沟道构造。具体而言，在主单元群102和第1传感单元群103中，除了与第2传感单元群104同样的构造以外，还形成了n型的沟道区域119。因此，主单元群102以及第1传感单元群103相比于第2传感单元群104，其阈值电压更低。该阈值电压的差异成为温度特性的差异而表现。
温度特性表示相对MOSFET101的温度的变化、具体而言MOSFET101的内部温度的变化的电气特性的变化、即电气特性的温度依赖性。电气特性例如是表示漏极电流与漏极电压的关系的电流－电压特性。即，对于主单元群102以及第1传感单元群103、和第2传感单元群104，例如，电流－电压特性的温度依赖性不同。
第1传感单元群103和第2传感单元群104具有共同的栅电极105以及漏电极115，所以通过驱动MOSFET101的同时，比较第1传感单元群103的电气特性、和第2传感单元群104的电气特性，从而能够检测MOSFET101内部的温度。
具体而言，第1传感单元群103和第2传感单元群104被嵌入作为相同的半导体晶体管的MOSFET101的内部，所以呈现相同的温度。另外，如上所述，对于第1传感单元群103和第2传感单元群104，例如电流－电压特性的温度依赖性不同。该第1传感单元群103和第2传感单元群104中的电流－电压特性的温度依赖性成为第1传感单元群103中流过的电流（以下有时称为“第1传感电流”）的值与第2传感单元群104中流过的电流（以下有时称为“第2传感电流”）的值的相异而表现。因此，能够根据第1传感电流的值和第2传感电流的值，检测MOSFET101的温度、具体而言MOSFET101内部的温度。
另外，主单元群102和第1传感单元群103的单元构造相同，所以能够根据第1传感单元群103中流过的第1传感电流的值、和主单元群102与第1传感单元群103的单元数比，检测主单元群102中流过的电流（以下有时称为“主电流”）。
图33是示出MOSFET101的动作中的第1传感电流与第2传感电流之比的温度依赖性的一个例子的图形。图33的纵轴是第1传感电流与第2传感电流之比、具体而言将第1传感电流除以第2传感电流而得到的值（第1传感电流/第2传感电流）、即第1传感电流的值相对第2传感电流的值的比（以下有时称为“传感电流比”）。
图33的横轴是MOSFET101的内部的温度。主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104被嵌入作为相同的半导体晶体管的MOSFET101的内部，所以呈现相同的内部温度。因此，图33的纵轴所示的MOSFET101的内部的温度成为主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104的各群中的内部温度。
根据图33所示的图形，判定MOSFET101的内部的温度与传感电流比（第1传感电流/第2传感电流）处于比例关系。因此，如果判定第1传感电流的值和第2传感电流的值，则能够检测MOSFET101的内部的温度。
根据图33所示的图形，例如，通过从由后述图34所示的检测电路144进行的运算导出传感电流比（第1传感电流/第2传感电流）的值，并根据所导出的传感电流比，用栅极驱动电路145控制MOSFET101的驱动，从而能够从过温度状态保护MOSFET101。在该情况下，栅极驱动电路145作为保护电路发挥功能。具体而言，通过设计为将传感电流比的值成为例如0.8以下时作为过温度而保护电路动作、即栅极驱动电路145切断MOSFET101的驱动，能够从过温度状态保护MOSFET101。
通过改变第1传感单元群103的单元数与第2传感单元群104的单元数之比来设计，能够容易地控制图33所示的图形的直线的斜率以及传感电流比的值。
图34是示出本发明的一个实施方式的半导体装置100的结构的电路图。本实施方式的半导体装置100构成为具备MOSFET101、主源极端子112、第1传感源极端子113、第2传感源极端子114、漏极端子116、栅极端子141、第1传感电阻142、第2传感电阻143、检测电路144以及栅极驱动电路145。栅极驱动电路145相当于控制电路。
MOSFET101具有主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104。半导体装置100经由漏极端子116而与负载L连接，驱动负载L。
在图34中，为了易于理解，示出了构成主单元群102的1个单元、构成第1传感单元群103的1个单元、以及构成第2传感单元群104的1个单元并联连接的情况，但实际上，主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104分别包括多个单元，这些多个单元并联连接。
主单元群102由于需要从电源147对负载L供给为了驱动负载L而充分的电流，所以相比于第1以及第2传感单元群103、104，所包含的单元的个数、即单元数变多。第1以及第2传感单元群103、104是为了检测MOSFET101的内部的温度而设置的，只需得到对温度的检测充分的电流即可，所以相比于主单元群102，单元数变少。由此，在主单元群102中流过相对大的电流，在第1以及第2传感单元群103、104中流过相对小的电流。
主单元群102中包含的单元的个数（以下有时称为“主单元数”）、第1传感单元群103中包含的单元的个数（以下有时称为“第1传感单元数”）、以及第2传感单元群104中包含的单元的个数（以下有时称为“第2传感单元数”）之比是例如1000：1：1。主单元数、第1传感单元数、以及第2传感单元数之比不限于此。
如图34以及上述图4～图7所示，主单元群102的漏电极115、第1传感单元群103的漏电极115、以及第2传感单元群104的漏电极115电连接，与共同的漏极端子116连接。漏极端子116与负载L的一端、和回流用二极管146的阳极连接。负载L以及回流用二极管146相互并联连接。负载L的另一端以及回流用二极管146的阴极与电源147连接。负载L是例如电力变换装置的电力变换电路。负载L不限于此，也可以是例如马达等。回流用二极管146具有在MOSFET101是OFF（断开）状态时，使负载中流过的负载电流回流的功能。
主单元群102的栅电极105、第1传感单元群103的栅电极105、以及第2传感单元群104的栅电极105电连接，与共同的栅极端子141连接。作为主单元群102的源电极的主源电极106与主源极端子112连接。作为第1传感单元群103的源电极的第1传感源电极107与第1传感源极端子113连接。作为第2传感单元群104的源电极的第2传感源电极108与第2传感源极端子114连接。
主源极端子112与地线连接。第1传感源极端子113与第1传感电阻142的一端连接。第1传感电阻142的另一端与地线连接。第2传感源极端子114与第2传感电阻143的一端连接。第2传感电阻143的另一端与地线连接。第1传感源极端子113以及第2传感源极端子114与检测电路144分别连接。检测电路144与栅极驱动电路145连接。栅极驱动电路145与栅极端子141连接。
检测电路144根据第1传感电阻142的电压下降的值，检测第1传感单元群103中流过的电流即第1传感电流。另外，检测电路144根据第2传感电阻143的电压下降的值，检测第2传感单元群104中流过的电流即第2传感电流。
检测电路144根据第1传感电流的值（以下有时称为“第1传感电流值”），检测主单元群102中流过的电流即主电流的值（以下有时称为“主电流值”）。将包括由检测电路144检测的主电流值的主电流信号从检测电路144提供给栅极驱动电路145。
另外，检测电路144比较第1传感电流的值和第2传感电流的值，检测作为与MOSFET101的内部的温度相关的信息的内部温度信息。内部温度信息相当于温度信息。内部温度信息既可以是MOSFET101的内部的温度本身，例如，也可以是作为第1传感电流的值相对第2传感电流的值的比的传感电流比。将包括由检测电路144检测的内部温度信息的内部温度信号从检测电路144提供给栅极驱动电路145。
栅极驱动电路145根据从外部提供的驱动信号，控制MOSFET101的驱动。具体而言，栅极驱动电路145根据从外部提供的驱动信号，将包括用于使MOSFET101驱动的栅极电压的驱动信号提供给栅极端子141，驱动MOSFET101。MOSFET101根据经由栅极端子141从栅极驱动电路145提供的驱动信号中包含的栅极电压而动作。如果这样MOSFET101成为ON，则电流从电源147流入负载L，电流经由漏极端子116流入主单元群102、第1传感单元群103以及第2传感单元群104。
另外，栅极驱动电路145根据由检测电路144检测并从检测电路144提供的内部温度信号中包含的内部温度信息，控制MOSFET101的驱动。如果从检测电路144提供的内部温度信号中包含的内部温度信息满足预定的条件，则栅极驱动电路145将切断MOSFET101的驱动的切断信号提供给栅极端子141，而切断MOSFET101的驱动。
例如，在内部温度信息是传感电流比的情况下，栅极驱动电路145比较从检测电路144提供的内部温度信号中包含的传感电流比的值、和预定的内部温度用阈值。然后，在传感电流比的值是内部温度用阈值以下的情况下，栅极驱动电路145将切断MOSFET101的驱动的切断信号提供给栅极端子141，切断MOSFET101的驱动。如上所述，在MOSFET101的内部的温度与传感电流比处于上述图33所示的比例关系时，将内部温度用阈值选定为例如0.8。在该情况下，栅极驱动电路145如果判断为传感电流比的值是0.8以下，则将切断信号提供给栅极端子141，切断MOSFET101的驱动。
另外，栅极驱动电路145根据从检测电路144提供的主电流信号中包含的主电流值，控制MOSFET101的驱动。具体而言，栅极驱动电路145比较从检测电路144提供的主电流信号中包含的主电流值、和预定的主电流用阈值。然后，在主电流值超过主电流用阈值的情况下，栅极驱动电路145将切断MOSFET101的驱动的切断信号提供给栅极端子141，切断MOSFET101的驱动。
通过这样对栅极端子141提供切断信号，MOSFET101的驱动被切断。在内部温度信息满足预定的条件的情况、例如传感电流比的值是内部温度用阈值以下的情况、以及主电流值是主电流用阈值以下的情况下，对栅极端子141不提供切断信号，所以根据所述栅极电压驱动MOSFET101。
如以上那样，本实施方式的半导体装置100通过检测电路144，根据第1传感单元群103中流过的第1传感电流的值、和第2传感单元群104中流过的第2传感单元电流的值，检测与MOSFET101的内部的温度相关的内部温度信息。这样第1以及第2传感单元群103、104作为用于检测MOSFET101的内部的温度的温度传感用元件发挥功能。
第1传感单元群103和第2传感单元群104具有不同的沟道构造，所以阈值电压不同。在本实施方式中，第2传感单元群104的阈值电压被设定为比第1传感单元群103高。具体而言，第2传感单元群104的阈值电压被设定为比第1传感单元群103的阈值电压高1.6V～1.8V程度。
如果阈值电压不同，则如上所述，电流－电压特性的温度依赖性不同。与此相反，第1传感单元群103和第2传感单元群104被嵌入作为相同的半导体晶体管的MOSFET101的内部，所以呈现相同的内部温度。由此，第1传感单元群103和第2传感单元群104中的电流－电压特性的温度依赖性的相异成为第1传感电流的值与第2传感电流的值的相异而表现。因此，通过如上所述用检测电路144根据第1传感电流的值和第2传感电流的值检测与MOSFET101的内部的温度相关的内部温度信息，能够迅速并且正确地检测与MOSFET101的内部的温度相关的内部温度信息。
另外，在第1以及第2传感单元群103、104被嵌入作为与主单元群102相同的半导体晶体管的MOSFET101的内部，所以相比于使用绝缘膜上的温度传感用二极管来检测温度的以往技术，能够更正确并且迅速地检测与MOSFET101的内部的温度相关的内部温度信息。
另外，在本实施方式的半导体装置100中，对于主单元群102以及第1传感单元群103、和第2传感单元群104，仅由于沟道构造不同而温度特性不同，沟道构造以外具有相同的构造，所以能够同时制作。即，在本实施方式的半导体装置100的制造中，与以往技术不同，用于形成温度传感用的二极管的追加的工艺、例如堆积工艺以及蚀刻工艺变得不需要。因此，根据本实施方式，能够实现抑制制造工序数的增加，而如上所述迅速并且正确地检测与MOSFET101的内部的温度相关的内部温度信息的功能。由此，能够削减半导体装置100的制造所需的成本以及时间。
另外，在本实施方式中，第1传感单元群103和第2传感单元群104具有不同的沟道构造。通过设为这样的结构，能够如上所述实现温度特性不同的第1传感单元群103和第2传感单元群104。
另外，在本实施方式中，第2传感单元群104的阈值电压被设定为比第1传感单元群103高。更详细而言，如上所述，主单元群102以及第1传感单元群103相比于第2传感单元群103其阈值电压更低。因此，在MOSFET101的开关动作时，第2传感单元群103比其他单元群、即主单元群102以及第1传感单元群103更慢地上升更快地下降。由此，开关时的噪声被减轻，所以能够防止过温度的误检测。
另外，在本实施方式中，主单元群102和第1传感单元群103具有相同的沟道构造，半导体装置100通过检测电路144，根据第1传感单元群103中流过的第1传感电流的值，检测主单元群102中流过的主电流的值。在该情况下，第1传感单元群103作为用于检测电流的电流传感用元件发挥功能。另外，如上所述，第1以及第2传感单元群103、104作为用于检测MOSFET101的内部的温度的温度传感用元件发挥功能。
即，本实施方式的半导体装置100相当于内置温度传感用元件和电流传感用元件这两方的半导体装置，具有温度检测和电流检测这两方的功能。因此，在本实施方式的半导体装置100中，能够使用第1以及第2传感单元群103、104，来检测MOSFET101的过温度状态，并且能够使用第1传感单元群103，来检测MOSFET101的过电流状态。
在以往技术中，在为了实现内置温度传感用元件和电流传感用元件这两方的半导体装置，例如组合上述专利文献1记载的技术和专利文献2记载的技术的情况下，需要在半导体晶体管上形成温度传感用二极管的阳极电极以及阴极电极、和电流传感用单元的源电极。因此，在以往技术中，半导体晶体管的有效面积有可能变小。
相对于此，在本实施方式的半导体装置100中，为了实现温度检测和电流检测，除了主单元群102以外，还设置2个传感单元群、即第1以及第2传感单元群103、104即可。此时，在主单元群102、和2个传感单元群103、104中，能够将漏电极115以及栅电极105设为共同，所以在本实施方式中，相比于以往技术，能够减少作为半导体晶体管的MOSFET101的电极的数量。由此，相比于以往技术，能够增大半导体晶体管的有效面积。
因此，在本实施方式中，不会减小半导体晶体管的有效面积，而能够实现内置温度传感用元件和电流传感用元件这两方的半导体装置、具体而言具有温度检测和电流检测这两方的功能的半导体装置100。
另外，如上所述，能够同时制作主单元群102和第1以及第2传感单元群103、104，所以与以往技术不同，在本实施方式的半导体装置100的制造中，不需要用于形成温度传感用的二极管的追加的工艺、例如堆积工艺以及蚀刻工艺。因此，能够通过比以往技术少的制造工序数，制作能够实现温度检测和电流检测这两方的半导体装置100。
另外，在本实施方式的半导体装置100中，作为内部温度信息，通过检测电路144检测第1传感电流的值相对第2传感电流的值的比即传感电流比，根据检测的传感电流比，通过栅极驱动电路145，控制MOSFET101的驱动。在该情况下，检测电路144仅根据第1传感电流的值以及第2传感电流的值求出传感电流比即可，而无需求出MOSFET101的内部的温度，所以相比于求出MOSFET101的内部的温度的情况，能够使检测电路144中的运算处理单纯化。由此，能够通过简单的结构实现检测电路144，所以能够简化半导体装置100的结构。
在以上叙述的本实施方式中，说明了主单元群102的沟道构造和第1传感单元群103的沟道构造相同、第2传感单元群104的沟道构造与主单元群102的沟道构造不同的结构的MOSFET101，但MOSFET不限于这样的结构。对于MOSFET，第1传感单元群103的沟道构造和第2传感单元群104的沟道构造不同即可。通过对这些第1以及第2传感单元群103、104中流过的电流值进行比较运算，能够正确地检测MOSFET101的内部的温度。此时，无需限定主单元群102的沟道构造。
另外，在本实施方式中，说明了作为半导体晶体管具备MOSFET101的半导体装置100，但半导体晶体管不限于MOSFET。半导体晶体管也可以是例如绝缘栅极型双极性晶体管（Insulated GateBipolar Transistor；简称：IGBT）。即使在半导体晶体管是IGBT的情况下，也能够得到与本实施方式同样的效果。
在本实施方式中，说明了作为MOSFET101等半导体晶体管的主材料即半导体材料，使用了带隙比硅（Si）大的宽带隙半导体、具体而言是碳化硅（SiC）的半导体装置，但不限于此。具体而言，作为半导体材料，不限于宽带隙半导体，也可以使用Si，但优选如本实施方式那样使用宽带隙半导体。另外，宽带隙半导体不限于SiC。作为SiC以外的宽带隙半导体，例如，可以举出氮化镓（GaN）等氮化镓系材料以及金刚石。
使用宽带隙半导体形成的半导体晶体管（以下有时称为“宽带隙半导体晶体管”）相比于使用Si形成的半导体晶体管（以下有时称为“Si晶体管”），耐电压性更高，容许电流密度也更高，所以能够通过使用宽带隙半导体，实现半导体晶体管的小型化。通过使用这样小型化的半导体晶体管，能够实现将这些半导体晶体管作为元件嵌入的半导体装置即半导体模块的小型化。另外，宽带隙半导体相比于Si，其电力损耗更低，所以通过使用宽带隙半导体，能够实现半导体晶体管的高效化，进一步能够实现半导体模块的高效化。
另外，宽带隙半导体晶体管相比于Si晶体管，能够动作至更高的内部温度。例如，将SiC用作主材料而形成的SiC晶体管即使在内部温度是200℃以上也能够动作。
如上所述，在本实施方式中，能够通过检测电路144迅速并且正确地检测MOSFET101的内部温度信息，并且根据检测的内部温度信息迅速地控制MOSFET1的驱动，保护MOSFET101。如果作为这样的半导体装置的晶体管，使用SiC晶体管等宽带隙半导体晶体管，即使半导体晶体管的内部的温度成为200℃以上，也能够安全地动作。因此，能够扩大作为保护电路具备栅极驱动电路145的半导体装置100的安全动作温度范围。换言之，能够实现具有更宽的安全动作温度范围的半导体装置100。
虽然说明了本发明，但上述说明仅为部分性的例示，本发明不限于此。能够在不脱离本发明的范围内想到未例示的无数的变形例。

Claims (13)

1.一种半导体装置（20、21、100），其特征在于，具备：
半导体晶体管（1、101），具有多个单元（110）；以及
检测电路（10、144），检测与所述半导体晶体管（1、101）的温度相关的温度信息，
所述半导体晶体管（1、101）具有包括所述多个单元（110）中的用于对负载（L）供给电流的单元的主单元群（2、102）、和包括用于检测所述温度信息的单元的传感单元群（3、104），
对于所述主单元群（2、102）和所述传感单元群（3、104），表示相对所述半导体晶体管（1、101）的温度的变化的电气特性的变化的温度特性不同，
所述检测电路（10、144）根据所述传感单元群（3、104）中流过的传感电流的值，检测所述温度信息。
2.根据权利要求1所述的半导体装置（20、21），其特征在于，
所述检测电路（10）根据所述主单元群（2、102）中流过的主电流的值、和所述传感电流的值，检测所述温度信息。
3.根据权利要求2所述的半导体装置（20、21），其特征在于，还具备：
主电流信息检测部件（9），检测与所述主电流相关的主电流信息；以及
传感电流信息检测部件（5、6、8、12、13），检测与所述传感电流相关的传感电流信息，
所述检测电路（10）
预先取得表示所述主电流的值、所述传感电流的值以及所述半导体晶体管（1）的温度的关系的关系信息，
根据由所述主电流信息检测部件（9）检测出的所述主电流信息求出所述主电流的值，并且根据由所述传感电流信息检测部件（5、6、8、12、13）检测的所述传感电流信息求出所述
传感电流的值，
根据所求出的所述主电流的值以及所述传感电流的值、和
所述关系信息，检测所述半导体晶体管（1）的温度作为所述温
度信息。
4.根据权利要求1所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
所述传感单元群（3、104）被设定为相比于所述主单元群（2、102）阈值电压更高。
5.根据权利要求1所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
所述主单元群（2、102）和所述传感单元群（3、104）具有不同的沟道构造。
6.根据权利要求5所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
对于所述主单元群（2、102）和所述传感单元群（3、104），构成所述半导体晶体管（1、101）的沟道区域（119）的杂质浓度不同。
7.根据权利要求1所述的半导体装置（100），其特征在于，
所述半导体晶体管（101）还具有所述半导体晶体管（101）的温度信息的检测中使用的其它传感单元群（103），
所述其它传感单元群（103）包括所述多个单元中的、除了所述主单元群（102）以及所述传感单元群（104）中包含的单元的其它单元的至少一部分，
对于所述传感单元群（104）和所述其它传感单元群（103），表示相对所述半导体晶体管（101）的温度的变化的电气特性的变化的温度特性不同，
所述检测电路（144）根据所述传感单元群（104）中流过的传感电流的值、和所述其它传感单元群（103）中流过的其它传感电流的值，检测所述温度信息。
8.根据权利要求7所述的半导体装置（100），其特征在于，
所述传感单元群（104）和所述其它传感单元群（103）具有不同的沟道构造。
9.根据权利要求7所述的半导体装置（100），其特征在于，
所述主单元群（102）和所述其它传感单元群（103）具有相同的沟道构造，
所述检测电路（144）还具备根据所述其它传感单元群（103）中流过的所述其它传感电流的值检测所述主单元群（102）中流过的主电流的值的功能。
10.根据权利要求7所述的半导体装置（100），其特征在于，
在所述检测电路（144）检测传感电流比作为所述温度信息，所述传感电流比是所述其它传感电流的值相对所述传感电流的值的比。
11.根据权利要求1所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
还具备根据由所述检测电路（10、144）检测出的所述温度信息控制所述半导体晶体管（1、101）的控制电路（11、145）。
12.根据权利要求1所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
所述半导体晶体管（1、101）是使用带隙比硅更宽的宽带隙半导体而形成的。
13.根据权利要求12所述的半导体装置（20、21、100），其特征在于，
所述宽带隙半导体是碳化硅、氮化镓系材料或者金刚石。
CN201180042203.1A 2010-09-03 2011-08-26 半导体装置 Active CN103098198B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010197597 2010-09-03
JP2010197384 2010-09-03
JP2010-197384 2010-09-03
JP2010-197597 2010-09-03
PCT/JP2011/069298 WO2012029652A1 (ja) 2010-09-03 2011-08-26 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103098198A true CN103098198A (zh) 2013-05-08
CN103098198B CN103098198B (zh) 2015-04-22

Family

ID=45772742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180042203.1A Active CN103098198B (zh) 2010-09-03 2011-08-26 半导体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8785931B2 (zh)
JP (1) JP5372257B2 (zh)
CN (1) CN103098198B (zh)
DE (1) DE112011102926B4 (zh)
WO (1) WO2012029652A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104458035A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测结构及检测方法
CN105474543A (zh) * 2013-08-23 2016-04-06 三菱电机株式会社 半导体装置
CN105938022A (zh) * 2015-03-05 2016-09-14 瑞萨电子株式会社 电子装置
CN104596658B (zh) * 2014-12-19 2017-05-24 广东美的制冷设备有限公司 功率器件和智能功率模块
CN106952905A (zh) * 2015-12-21 2017-07-14 德州仪器公司 半导体装置及其制作方法
CN108770363A (zh) * 2016-02-18 2018-11-06 三菱电机株式会社 用于确定半导体功率模块的芯片的结的温度的方法和装置
CN112385113A (zh) * 2018-07-10 2021-02-19 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
CN115128534A (zh) * 2022-06-28 2022-09-30 苏州纳芯微电子股份有限公司 电流传感器空洞缺陷的检测方法及检测系统

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5720775B2 (ja) * 2011-04-04 2015-05-20 富士電機株式会社 パワースイッチのウェハ試験方法
JP5942500B2 (ja) * 2012-03-14 2016-06-29 日立工機株式会社 電動工具
US8581660B1 (en) * 2012-04-24 2013-11-12 Texas Instruments Incorporated Power transistor partial current sensing for high precision applications
JP5990437B2 (ja) * 2012-09-10 2016-09-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2014143777A (ja) * 2013-01-22 2014-08-07 Makita Corp モータ制御回路
JP6171599B2 (ja) 2013-06-11 2017-08-02 サンケン電気株式会社 半導体装置及びその制御方法
JP6221408B2 (ja) * 2013-06-27 2017-11-01 富士電機株式会社 熱抵抗計測方法及び熱抵抗計測装置
JP6218462B2 (ja) * 2013-07-04 2017-10-25 三菱電機株式会社 ワイドギャップ半導体装置
WO2015004891A1 (ja) * 2013-07-10 2015-01-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体装置、及びそれを用いたインバータ
US9152163B1 (en) * 2014-05-15 2015-10-06 Infineon Technologies Austria Ag Regulation of a load current-to-sensing current ratio in a current sensing power metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)
JP6070635B2 (ja) * 2014-06-02 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US9829387B2 (en) * 2014-10-28 2017-11-28 Infineon Technologies Austria Ag System and method for temperature sensing
JP6526981B2 (ja) * 2015-02-13 2019-06-05 ローム株式会社 半導体装置および半導体モジュール
JP6623556B2 (ja) 2015-05-27 2019-12-25 株式会社デンソー 半導体装置
CN107112358B (zh) * 2015-07-16 2020-10-20 富士电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法
WO2017041268A1 (zh) * 2015-09-10 2017-03-16 中国科学院微电子研究所 碳化硅mosfet器件及其制作方法
JP6473512B2 (ja) * 2015-09-11 2019-02-20 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法、パワーモジュール、電力変換装置並びに鉄道車両
JP2019024274A (ja) * 2015-11-06 2019-02-14 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP6544260B2 (ja) * 2016-02-15 2019-07-17 株式会社デンソー 電力変換装置
US10247617B2 (en) 2016-08-24 2019-04-02 Qualcomm Incorporated Middle-of-line (MOL) metal resistor temperature sensors for localized temperature sensing of active semiconductor areas in integrated circuits (ICs)
WO2019111113A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US10700603B2 (en) * 2017-12-13 2020-06-30 Ovh Circuit and system implementing a power supply configured for spark prevention
FR3082052B1 (fr) * 2018-06-04 2020-06-26 Stmicroelectronics Sa Dispositif electronique integre destine a fonctionner dans des environnements a temperature variable
JP7343333B2 (ja) * 2019-08-27 2023-09-12 日立Astemo株式会社 電力変換装置
US10903355B1 (en) 2019-11-27 2021-01-26 Analog Devices International Unlimited Company Power switch arrangement
JP7181851B2 (ja) * 2019-12-13 2022-12-01 日立Astemo株式会社 電力変換装置
JP2022015427A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 富士電機株式会社 電子回路及び半導体モジュール
US20240145467A1 (en) * 2021-03-29 2024-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, and method of replacing semiconductor device
JP2023132746A (ja) * 2022-03-11 2023-09-22 日立Astemo株式会社 パワーデバイスの電流検出装置及び電力変換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767545A (en) * 1996-01-09 1998-06-16 Nec Corporation Power mosfet having current detection means
CN1643354A (zh) * 2002-03-11 2005-07-20 罗姆股份有限公司 半导体器件、温度传感器和包括该温度传感器的电子设备
JP2006100690A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd パワートランジスタ温度保護装置
JP2009165285A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Panasonic Corp 半導体装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2519304B2 (ja) * 1988-09-02 1996-07-31 株式会社日立製作所 半導体装置及びその回路
JP3313773B2 (ja) 1992-08-06 2002-08-12 株式会社デンソー 半導体装置
DE19534604C1 (de) * 1995-09-18 1996-10-24 Siemens Ag Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement mit mehreren Temperatursensoren zum Schutz vor Überlastung
JPH09102505A (ja) * 1995-10-02 1997-04-15 Toshiba Corp 半導体装置
DE19745040C2 (de) * 1997-02-10 2003-03-27 Daimler Chrysler Ag Anordnung und Verfahren zum Messen einer Temperatur
JP3861613B2 (ja) 2001-03-27 2006-12-20 日産自動車株式会社 オンチップ温度検出装置
JP2004117111A (ja) 2002-09-25 2004-04-15 Toshiba Corp 半導体装置
US20050012143A1 (en) 2003-06-24 2005-01-20 Hideaki Tanaka Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005175357A (ja) 2003-12-15 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置とその製造方法
JP4829480B2 (ja) 2004-05-10 2011-12-07 三菱電機株式会社 半導体装置
US8120135B2 (en) 2004-05-19 2012-02-21 Infineon Technologies Ag Transistor
US7944269B2 (en) * 2008-09-26 2011-05-17 Infineon Technologies Ag Power transistor and method for controlling a power transistor
JP5417440B2 (ja) 2009-05-28 2014-02-12 トヨタ自動車株式会社 半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767545A (en) * 1996-01-09 1998-06-16 Nec Corporation Power mosfet having current detection means
CN1643354A (zh) * 2002-03-11 2005-07-20 罗姆股份有限公司 半导体器件、温度传感器和包括该温度传感器的电子设备
JP2006100690A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd パワートランジスタ温度保護装置
JP2009165285A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Panasonic Corp 半導体装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105474543A (zh) * 2013-08-23 2016-04-06 三菱电机株式会社 半导体装置
CN104458035B (zh) * 2013-09-24 2017-09-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测结构及检测方法
CN104458035A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测结构及检测方法
CN104596658B (zh) * 2014-12-19 2017-05-24 广东美的制冷设备有限公司 功率器件和智能功率模块
CN105938022A (zh) * 2015-03-05 2016-09-14 瑞萨电子株式会社 电子装置
CN106952905B (zh) * 2015-12-21 2022-04-01 德州仪器公司 半导体装置及其制作方法
CN106952905A (zh) * 2015-12-21 2017-07-14 德州仪器公司 半导体装置及其制作方法
CN108770363A (zh) * 2016-02-18 2018-11-06 三菱电机株式会社 用于确定半导体功率模块的芯片的结的温度的方法和装置
CN108770363B (zh) * 2016-02-18 2020-02-21 三菱电机株式会社 用于确定半导体功率模块的芯片的结的温度的方法和装置
CN112385113A (zh) * 2018-07-10 2021-02-19 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
US11961979B2 (en) 2018-07-10 2024-04-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN115128534A (zh) * 2022-06-28 2022-09-30 苏州纳芯微电子股份有限公司 电流传感器空洞缺陷的检测方法及检测系统
CN115128534B (zh) * 2022-06-28 2023-12-05 苏州纳芯微电子股份有限公司 电流传感器空洞缺陷的检测方法及检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP5372257B2 (ja) 2013-12-18
JPWO2012029652A1 (ja) 2013-10-28
US20130153900A1 (en) 2013-06-20
WO2012029652A1 (ja) 2012-03-08
US8785931B2 (en) 2014-07-22
DE112011102926B4 (de) 2018-10-11
CN103098198B (zh) 2015-04-22
DE112011102926T5 (de) 2013-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103098198B (zh) 半导体装置
JP6233484B2 (ja) 電力用半導体装置
JP5979570B2 (ja) 半導体装置、及びそれを用いたインバータ
WO2017208734A1 (ja) 半導体装置
US11916069B2 (en) Semiconductor device and semiconductor module
KR20120056770A (ko) 반도체장치
JP2017191918A (ja) 炭化珪素半導体装置、炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の制御方法
JP7369601B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2013201357A (ja) 炭化珪素半導体装置とその製造方法
US8018018B2 (en) Temperature sensing device
TWI645514B (zh) 半導體裝置及其製造方法與感測器
JP2020150181A (ja) 炭化珪素半導体装置の選別方法
US11482615B2 (en) Super-junction power MOSFET device with improved ruggedness, and method of manufacturing
US11366022B2 (en) Semiconductor device having a temperature sensor
JP2019057674A (ja) 半導体装置
US20210193827A1 (en) Semiconductor Arrangement with an Integrated Temperature Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant