CN115668508A - 半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供可靠性高的半导体装置的构造。并且，本发明的半导体装置(51)具有以下特征(1)～特征(3)。特征(1)是：“芯片上接合材料(13)的下表面(S13)具有在俯视观察时与主电流配线连接区域(11)的表面形状吻合的形状”。特征(2)是：“发射极感测配线(10)与主电流配线连接区域(11)的侧面直接连接”。特征(3)是：“IGBT芯片(1)在发射极感测焊盘(9)及发射极感测配线(10)的下方的区域具有IGBT不起作用的无效区域(20)”。

Description

半导体装置

技术领域

本发明涉及包含半导体芯片的半导体装置，该半导体芯片在内部具有开关元件。

背景技术

作为电力用的半导体装置，通常是包含半导体芯片的半导体装置，该半导体芯片在内部具有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)这样的开关元件。

作为以往的电力用半导体装置，例如举出在专利文献1中公开的半导体装置。

专利文献1：日本特开2013-45996号公报

发明内容

就以往的电力用半导体装置而言，使用IGBT作为开关元件，作为成为栅极电压的基准电位的发射极电位，使用从发射极电极的外周区域得到的电位，该栅极电压成为对IGBT芯片内的IGBT进行动作控制的控制电压。

另一方面，通常在发射极电极的中央部设置的配线连接区域与外部端子电连接，流过配线连接区域的电流成为主电流。

在理想情况下，发射极电极面内的电位是恒定的，但由于发射极电极具有微小的电阻成分，因此，如果在IGBT流过电流，则发射极电极的面内的电位产生分布。

因此，以往的半导体装置存在主电流伴随发射极电极的面内的电位分布而增加的倾向。特别地，作为主电流，在由于短路等而流过大电流时，上述倾向变得显著，因此，存在有可能由于IGBT的主电流增加而使IGBT芯片热破坏的问题。

本发明就是为了解决上述这样的问题而提出的，其目的在于提供可靠性高的半导体装置。

本发明涉及的半导体装置的第1方式具有：半导体芯片，其在内部具有开关元件；以及表面电极，其设置于所述半导体芯片的表面之上，在所述开关元件的动作时流过主电流，所述开关元件具有控制电极，通过将以所述表面电极的电位为基准电位的控制电压施加于所述控制电极而对所述开关元件进行动作控制，该半导体装置还具有设置于所述表面电极之上的绝缘膜，所述绝缘膜具有开口区域，在所述表面电极处，所述开口区域内的区域成为配线连接区域，该半导体装置还具有：芯片用接合材料，其具有下表面，该芯片用接合材料的下表面与所述配线连接区域的表面接触，从而该芯片用接合材料与所述表面电极电连接；感测焊盘，其以不与所述表面电极接触的方式设置在所述半导体芯片的表面之上；以及感测配线，其设置于所述半导体芯片的表面之上，将所述表面电极与所述感测焊盘电连接，所述感测焊盘的电位成为所述开关元件的控制用基准电位，所述芯片用接合材料的下表面在俯视观察时具有与所述配线连接区域的表面形状吻合的形状，所述感测配线与所述配线连接区域连接，所述半导体芯片在所述感测焊盘及所述感测配线的下方的区域具有所述开关元件不起作用的无效区域。

本发明涉及的半导体装置的第2方式具有：半导体芯片，其在内部具有开关元件；以及表面电极，其设置于所述半导体芯片的表面之上，在所述开关元件的动作时流过主电流，所述开关元件具有控制电极，通过将以所述表面电极的电位为基准电位的控制电压施加于所述控制电极而对所述开关元件进行动作控制，该半导体装置具有：芯片用导线，其通过在所述表面电极的表面之上的芯片用连接点处进行接触而与所述表面电极电连接；以及感测用连接部件，其通过在所述表面电极的感测用连接点处进行接触而与所述表面电极电连接，所述感测用连接点的电位成为所述开关元件的控制用基准电位，在所述表面电极处，包含所述芯片用连接点的区域被规定为配线连接区域，在所述表面电极处，距离所述配线连接区域最远的位置被规定为电极远离位置，所述感测用连接点满足在靠近所述芯片用连接点及所述电极远离位置中的所述芯片用连接点的位置处设置这一连接点配置条件。

发明的效果

本发明的半导体装置的第1方式具有以下特征(1)～(3)。

(1)芯片用接合材料的下表面在俯视观察时具有与配线连接区域的表面形状吻合的形状。

(2)感测配线与配线连接区域连接。

(3)半导体芯片在感测焊盘及感测配线的下方的区域具有开关元件不起作用的无效区域。

本发明的半导体装置的第1方式具有上述特征(1)～特征(3)，因此，开关元件的动作时的控制用基准电位不受基于从配线连接区域算起的距离的电阻成分的影响。

另一方面，在第1方式的表面电极处，较为远离配线连接区域的表面电极远离区域的电位即远离区域基准电位受到基于从配线连接区域算起的距离的电阻成分的影响，具有相对于控制用基准电位而变动的基准电位变动特性。

因此，本发明的半导体装置的第1方式当在短路时等而流过大电流作为表面电极的主电流时，能够与上述基准电位变动特性相伴地减小流过表面电极远离区域的电流量。

其结果，本发明的半导体装置的第1方式能够通过流过表面电极远离区域的电流量的减小而有效地抑制主电流的电流量增加，实现装置的可靠性的提高。

本发明的半导体装置的第2方式具有以下特征(4)。

(4)感测用连接点满足在靠近芯片用连接点及上述电极远离位置中的芯片用连接点的位置处设置这一连接点配置条件。

本发明的半导体装置的第2方式具有上述特征(4)，通过将感测用连接点靠近芯片用连接点地进行配置，从而开关元件的动作时的控制用基准电位几乎不受基于从配线连接区域算起的距离的电阻成分的影响。

另一方面，在第2方式的表面电极处，较为远离配线连接区域的表面电极远离区域的电位即远离区域基准电位受到基于从配线连接区域算起的距离的电阻成分的影响，具有相对于控制用基准电位而变动的基准电位变动特性。

因此，本发明的半导体装置的第2方式当在短路时等流过大电流而作为表面电极的主电流时，能够与上述基准电位变动特性相伴地减小流过表面电极远离区域的电流量。

其结果，本发明的半导体装置的第2方式能够通过流过表面电极远离区域的电流量的减小而有效地抑制主电流的电流量增加，实现装置的可靠性的提高。

本发明的目的、特征、方案及优点通过以下的详细说明和附图变得更清楚。

附图说明

图1是表示作为实施方式1的半导体装置的构造的说明图。

图2是表示实施方式1的半导体装置的构造的说明图。

图3是表示实施方式1的半导体装置的等效电路的电路图。

图4是表示作为实施方式2的半导体装置的构造的说明图。

图5是表示作为实施方式3的半导体装置的构造的说明图。

图6是表示作为实施方式4的半导体装置的构造的说明图。

图7是表示实施方式4的半导体装置的构造的说明图。

图8是表示实施方式4的等效电路的电路图。

图9是表示成为基础技术的半导体装置的构造的说明图。

图10是表示在图9中示出的半导体装置的等效电路的电路图。

图11是表示对比用的半导体装置的等效电路的电路图。

具体实施方式

＜基本技术＞

图9是表示成为基础技术的半导体装置的构造的说明图。图9的上图是剖视图，下图是俯视图。下图的G-G剖面成为上图。在图9的上图及下图中分别标记出XYZ正交坐标系。在图9的下图中，作为最上层而示出绝缘膜42。

在图9中示出的半导体装置59使用IGBT作为开关元件，对在内部具有IGBT的半导体芯片即IGBT芯片31进行了封装。

如图9所示，在IGBT芯片31的表面之上设置发射极电极33，在背面之上设置集电极(collector)电极(electrode)34。背面电极即集电极电极34经由下方的芯片下接合材料47与主电流配线35电连接。

在表面电极即发射极电极33的表面之上设置绝缘膜42。绝缘膜42从中央朝向+X方向而具有开口区域OP42。开口区域OP42在俯视观察时呈Y方向的长度比X方向的长度长的矩形。

绝缘膜42在IGBT芯片31的表面之上，在-X方向侧的外周部还具有开口区域OP43。开口区域OP43在俯视观察时呈Y方向的长度比X方向的长度稍长的矩形，形成面积小于开口区域OP42。

在发射极电极33处，开口区域OP42内的区域成为主电流配线连接区域41，开口区域OP43内的区域成为发射极感测区域。

在主电流配线连接区域41的中央的一部分区域之上设置芯片上接合材料43。即，通过使芯片上接合材料43的下表面S43与主电流配线连接区域41的表面区域的一部分接触，从而发射极电极3与芯片上接合材料43电连接。此外，芯片上接合材料43的下表面S43的形成面积小于主电流配线连接区域41的表面面积。

在芯片上接合材料43之上设置主电流配线36，主电流配线36与芯片上接合材料43电连接。

如图9的上图所示，在开口区域OP43内存在的发射极电极33的发射极感测区域经由控制导线37与控制端子32电连接。

栅极焊盘38与未图示的IGBT的控制电极即栅极电极电连接，不与发射极电极33接触而是独立地设置于IGBT芯片31的表面之上，栅极焊盘38的表面露出。

栅极焊盘38经由未图示的栅极用控制导线与未图示的栅极用控制端子电连接。

这样，作为IGBT的控制端子而存在发射极电极33用的控制端子32和栅极用控制端子。

使用Al等作为控制导线37、栅极用控制导线的构成材料，为了实现控制导线37与集电极电极34之间的电连接，通常在开口区域OP43内的发射极感测区域之上设置未图示的发射极感测焊盘。即，通过将控制导线37与发射极感测焊盘的表面接合，从而能够经由发射极感测焊盘及控制导线37而实现发射极电极33的发射极感测区域与控制端子32之间的电连接。栅极用控制导线与控制导线37同样地接合于栅极焊盘38的表面之上。

主电流配线36经由芯片上接合材料43、发射极电极33、IGBT芯片31内的IGBT、集电极电极34及芯片下接合材料47而与主电流配线35电连接。

因此，半导体装置59在IGBT的动作时从主电流配线35朝向主电流配线36而流过主电流。主电流配线35及36成为用于将流过IGBT的主电流引出的外部配线。图9所示的电流路径IP9示出主电流的电流流动。

这样，考虑到与模块之间的连接性，栅极焊盘38、发射极感测焊盘通常设置于IGBT芯片31的外周部。即，发射极感测焊盘设置于发射极电极33的外周区域之上。

图10是表示在图9中示出的半导体装置59的等效电路的电路图。在图10中考虑了发射极电极33的电阻成分。此外，在图10中，“39”是指上述的发射极感测焊盘。另外，在图10中，栅极焊盘38由“G”表示，发射极感测焊盘39由“Es”表示。

实际上，发射极电极33的电阻成分分布于除了与芯片上接合材料43接合的区域以外的全部发射极电极33内，但为了简化，在图10中，作为发射极电极电阻成分R9而以集总常数(lumped constant)来考虑。即，将IGBT芯片31内的IGBT分类成2个，将在主电流配线连接区域41及其附近流过集电极电流Ic2的IGBT设为IGBT 62，将在与主电流配线连接区域11分离的发射极电极3的外周区域流过集电极电流Ic1的IGBT设为IGBT 61。此外，在发射极电极3的外周区域设置有发射极感测焊盘39。

因此，如图10所示，在芯片下接合材料47共通地连接IGBT 61及62的集电极，在栅极焊盘38共通地连接IGBT 61及62的栅极。

另一方面，在芯片上接合材料43连接IGBT 62的发射极，在发射极感测焊盘39连接IGBT 61的发射极。在IGBT 61及62的发射极之间存在发射极电极电阻成分R9。

该发射极电极电阻成分R9在发射极电极33处成为基于从芯片上接合材料43的下表面至发射极感测焊盘39的距离的电阻成分。

就这样的结构的半导体装置59而言，在栅极焊盘38与发射极感测焊盘39之间施加栅极电压VGE1，使IGBT芯片31内的IGBT成为动作状态。

如果IGBT成为接通状态，则在IGBT 61流过集电极电流Ic1，在IGBT 62流过集电极电流Ic2。

由于在IGBT 61、62的发射极之间存在发射极电极电阻成分R9，因此通过由发射极电极电阻成分R9引起的电压降，从而IGBT 62的发射极电位低于IGBT 61的发射极电位。

其结果，如下式(1)所示，IGBT 62的栅极电压VGE2高于栅极电压VGE1。

VGE2＝VGE1+R9·Ic1…(1)

在式(1)中，对发射极电极电阻成分R9的电阻值直接使用“R9”，对集电极电流Ic2的电流值直接使用“Ic2”。

这样，半导体装置59的集电极电流Ic2存在伴随发射极电极33的面内的电位分布而增加的倾向。特别地，在由于短路等而在IGBT流过大电流时，该倾向变得显著，因此IGBT芯片31有可能由于集电极电流Ic2增加而热破坏。

这样，成为基本技术的半导体装置59具有可靠性低的问题。

另一方面，专利文献1所公开的半导体装置着眼于与发射极电极33相当的源极电极的电阻成分，相对于以往的构造对源极感测用的焊盘的电位进行变更，实现内置于开关元件的电流检测元件的输出波动的减小化。但是，作为专利文献1所公开的半导体装置的可靠性的提高来说是不充分的。

以下要叙述的实施方式解决了以半导体装置59为代表的基本技术的问题。

＜实施方式1＞

图1及图2是表示本发明的实施方式1即半导体装置51的构造的说明图。图1的上图是剖视图，下图是俯视图，图2是俯视图。图1的下图的A-A剖面成为图1的上图，图2的B-B剖面也成为图1的上图。在图1的上图及下图以及图2中分别标记出XYZ正交坐标系。

图1的下图是将最上部设为绝缘膜12的俯视图，图2是将最上部设为发射极电极3的俯视图。

在图1及图2中示出的半导体装置51使用IGBT作为开关元件，对在内部具有IGBT的半导体芯片即IGBT芯片1进行了封装。

如图1及图2所示，在IGBT芯片1的表面之上设置发射极电极3。发射极电极3形成于除了栅极焊盘8、发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的形成区域以外的IGBT芯片1的表面上的大部分的区域。

在IGBT芯片1的背面之上设置集电极电极4。背面电极即集电极电极4经由在下方设置的芯片下接合材料17与主电流配线5电连接。在主电流配线5处，芯片下接合材料17的下方成为基座。

在发射极电极3的表面之上设置绝缘膜12。绝缘膜12从中央朝向+X方向而具有开口区域OP12。开口区域OP12在俯视观察时呈Y方向的长度比X方向的长度长的矩形。

绝缘膜12作为保护膜起作用，例如是通过将聚酰亚胺涂敷于发射极电极3的表面之上而形成的。

在发射极电极3处，开口区域OP12内的区域成为主电流配线连接区域11。

在主电流配线连接区域11的整个区域之上设置芯片上接合材料13。芯片上接合材料13的下表面S13在俯视观察时具有与主电流配线连接区域11的表面形状吻合的形状。芯片上接合材料13对应于“芯片用接合材料”。

芯片上接合材料13的下表面S13与主电流配线连接区域11的表面接触，从而芯片上接合材料13与发射极电极3电连接。因此，在主电流配线连接区域11的表面的整个区域之上设置芯片上接合材料13。

在芯片上接合材料13之上设置主电流配线6，主电流配线6与芯片上接合材料13电连接。

如图2所示，栅极焊盘8以不与发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1的表面之上，发射极感测焊盘9以不与栅极焊盘8及发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1的表面之上。栅极焊盘8及发射极感测焊盘9设置于IGBT芯片1的-X方向侧的端部区域。

栅极焊盘8及发射极感测焊盘9在俯视观察时分别呈Y方向的长度比X方向的长度稍长的矩形。

栅极焊盘8经由未图示的栅极配线与IGBT的栅极电极电连接，经由未图示的栅极用控制导线与外部的未图示的栅极用控制端子电连接。IGBT的栅极电极对应于“开关元件的控制电极”。

发射极感测配线10设置于IGBT芯片1的表面之上，作为将发射极电极3与发射极感测焊盘9电连接的感测配线起作用。具体地说，发射极感测配线10从发射极感测焊盘9朝向+X方向延伸地设置，如图2所示，在成为主电流配线连接区域11的侧面的感测用连接点25处与发射极电极3接触。

在发射极电极3处，以除了感测用连接点25以外不与发射极感测配线10接触的方式设置在X方向上延伸的切口区域。

如图1的上图所示，发射极感测焊盘9经由控制导线7与控制端子2电连接。具体地说，通过将控制导线7的一个前端与发射极感测焊盘9的表面接合，从而能够实现发射极感测焊盘9与控制端子2之间的电连接。

栅极用控制导线与控制导线7同样地接合于栅极焊盘8的表面之上。此外，使用Al等作为控制导线7、栅极用控制导线的构成材料。

这样，作为IGBT芯片1内的开关元件即IGBT的控制端子，存在发射极电极3用的控制端子2和栅极用控制端子。

主电流配线6经由芯片上接合材料13、发射极电极3、IGBT芯片1内的IGBT、集电极电极4及芯片下接合材料17而与主电流配线5电连接。

因此，实施方式1的半导体装置51在IGBT芯片1内的IGBT的动作时，从主电流配线5朝向主电流配线6作为集电极电流而流过主电流。主电流配线5及6成为用于将流过IGBT的主电流引出的外部配线。图1及图2所示的电流路径IP1示出主电流的电流流动。

就半导体装置51而言，发射极电极3、发射极感测焊盘9及发射极感测配线10在IGBT芯片1的表面之上一体地形成。

另一方面，如图1及图2所示，在IGBT芯片1处，在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方的无效区域20未形成IGBT的结构要素。该无效区域20成为开关元件即IGBT不起作用的区域。此外，也可以形成元件分离用的场绝缘膜作为无效区域20。

另外，IGBT芯片1处的栅极焊盘8的下方的区域也成为IGBT不起作用的无效区域20。

图3是表示在图1及图2中示出的半导体装置51的等效电路的电路图。在图3中，考虑了发射极电极3的电阻成分。另外，在图3中，栅极焊盘8由“G”表示，发射极感测焊盘9由“Es”表示。

实际上，发射极电极3的电阻成分分布于除了与芯片上接合材料13的下表面S13接合的主电流配线连接区域11以外的全部发射极电极3内，但为了简化，在图3中，作为发射极电极电阻成分R1而以集总常数来考虑。即，将IGBT芯片1的IGBT分类成2个，将在主电流配线连接区域11及其附近流过集电极电流Ic2的IGBT设为IGBT 62，将在与主电流配线连接区域11分离的发射极电极3的外周区域流过集电极电流Ic1的IGBT设为IGBT 61。该外周区域成为表面电极远离区域。

因此，如图3所示，在芯片下接合材料17共通地连接IGBT 61及62的集电极，在所示的栅极焊盘8共通地连接IGBT 61及62的控制电极即栅极。

另一方面，在主电流配线连接区域11电连接有IGBT 62的发射极及发射极感测焊盘9。此时，在IGBT 61的发射极与IGBT 61的发射极之间存在发射极电极电阻成分R1。

该发射极电极电阻成分R1在发射极电极3处成为基于从芯片上接合材料13的下表面S13即主电流配线连接区域11至发射极电极3的表面电极远离区域的距离的电阻成分。因此，IGBT 61的发射极经由发射极电极电阻成分R1与主电流配线连接区域11连接。

就具有上述这样的等效电路的半导体装置51而言，在栅极焊盘8与发射极感测焊盘9之间施加栅极电压VGE2，使IGBT芯片1内的IGBT成为动作状态。这里，通过发射极感测焊盘9得到的电位成为控制用基准电位。

即，IGBT具有控制电极即栅极，通过将以发射极电极3的电位为基准电位的控制电压即栅极电压VGE2施加于IGBT的栅极，从而对GIBT进行动作控制。这样，就半导体装置51而言，栅极电压VGE2成为IGBT用的控制电压。

如果IGBT芯片1内的IGBT成为接通状态，则在IGBT 61流过集电极电流Ic1，在IGBT62流过集电极电流Ic2。集电极电流Ic1与集电极电流Ic2之和成为IGBT的主电流。

另一方面，IGBT芯片1在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方具有无效区域20，因此，IGBT 62的发射极电位不会受到主电流的影响。

通过在无效区域20之上形成发射极感测焊盘9及发射极感测配线10，从而在发射极感测配线10不流过主电流，而是主要流过IGBT的栅极的充放电电流。栅极的充放电电流是与主电流相比小2、3个数量级的电流量，因此，由流过发射极感测配线10的电流引起的电压降成为能够忽略的水平，其结果，发射极感测焊盘9的电位即控制用基准电位不受主电流的影响。

由于在IGBT 61、62的发射极之间存在发射极电极电阻成分R1，因此在IGBT 61及62之间产生由发射极电极电阻成分R1引起的电压降。半导体装置51具有由于上述电压降，IGBT 61的发射极电位与IGBT62的发射极电位相比相对较高的基准电位上升特性。该基准电位上升特性对应于“基准电位变动特性”。

即，较为远离主电流配线连接区域11的表面电极远离区域处的远离区域基准电位受到基于从主电流配线连接区域11算起的距离的发射极电极电阻成分R1的影响，具有比控制用基准电位高的基准电位上升特性。

其结果，如下式(2)所示，IGBT 61的栅极电压VGE1低于栅极电压VGE2。

VGE1＝VGE2-R1·Ic1…(2)

在式(2)中，对发射极电极电阻成分R1的电阻值直接使用“R1”，对集电极电流Ic1的电流值直接使用“Ic1”。

如式(2)所示，由于基准电位上升特性，IGBT 61的发射极电位以(R1·Ic1)的量上升，因此，IGBT 61的栅极电压VGE1低于栅极电压VGE2。其结果，能够使流过IGBT 61的集电极电流Ic1减小。

这样，IGBT 61具有基于发射极电极3的面内的电位分布的基准电位上升特性。特别地，在由于短路等而在IGBT流过大电流时，该基准电位上升特性变得显著。

因此，如果由于短路等而将要在IGBT流过大电流，则由于上述基准电位上升特性而使流过IGBT 61的集电极电流Ic1减小，因此，能够有效地抑制IGBT的主电流增大。

这样，半导体装置51在短路等的大电流通电时，通过发射极电极电阻成分R1而对IGBT 61的栅极电压VGE1施加负反馈，由此能够有效地抑制主电流的增大，提高装置的可靠性。

即，就半导体装置51而言，即使流过短路等的大电流而使集电极电流Ic2增加，也通过以集电极电流Ic1减小的方式进行电流控制而抑制集电极电流的总量即(Ic1+Ic2)，从而能够提高装置的可靠性。

并且，通过对绝缘膜12的开口区域OP12的尺寸进行设计，从而能够任意地调整发射极电极电阻成分R1的值。例如，通过使开口区域OP12的尺寸变小，从而如果主电流配线连接区域11的表面面积变小，则发射极电极电阻成分R1变大，能够提高上述基准电位上升特性。

但是，发射极电极电阻成分R1虽然是微小的，但也产生电力损耗，因此在应用于实际的半导体装置时，需要考虑集电极电流Ic1的电流量减小倾向的程度与电力损耗增加之间的折衷关系而适当地设计开口区域OP12的尺寸。

另一方面，当仅在主电流配线连接区域11的表面的一部分区域中发射极电极3与芯片上接合材料13电连接的情况下，发射极电极电阻成分R1的大小根据主电流配线连接区域11的表面区域中的与芯片上接合材料13接触的面积而发生变化，因此难以进行最佳的设计。

因此，实施方式1的半导体装置51是芯片上接合材料13的下表面S13的表面形状与主电流配线连接区域11的表面形状吻合，将主电流配线连接区域11的表面的整个区域与芯片上接合材料13的下表面S13接合。

即，半导体装置51使在绝缘膜12的开口区域OP12内存在的主电流配线连接区域11的表面的整个区域与芯片上接合材料13的下表面S13接触而实现整面接合构造，该整面接合构造实现发射极电极3、芯片上接合材料13之间的电连接。

因此，实施方式1的半导体装置51能够通过开口区域OP12的尺寸而准确地设定发射极电极电阻成分R1。

为了实现上述的整面接合构造，优选在半导体装置51的组装时在绝缘膜12的开口区域OP12内可靠且无间隙地设置芯片上接合材料13。因此，在实施方式1中，使下表面S13的下表面S13的表面形状与主电流配线连接区域11的表面吻合。

例如，在使用焊料作为芯片上接合材料13的情况下，通过对绝缘膜12的开口区域OP12内进行镀敷，在开口区域OP12内无间隙地填埋芯片上接合材料13，从而能够得到具有与主电流配线连接区域11的整个表面接触的下表面S13的芯片上接合材料13。

这样，实施方式1的半导体装置51具有以下的特征(1)～特征(3)。

(1)芯片上接合材料13的下表面S13具有在俯视观察时与主电流配线连接区域11的表面形状吻合的形状。

(2)发射极感测配线10与主电流配线连接区域11的侧面直接连接。

(3)IGBT芯片1在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方的区域具有IGBT不起作用的无效区域20。

此外，关于上述的特征(1)～特征(3)，芯片上接合材料13对应于“芯片用接合材料”，主电流配线连接区域11对应于“配线连接区域”，发射极感测配线10对应于“感测配线”，IGBT芯片1对应于“半导体芯片”，发射极感测焊盘9对应于“感测焊盘”，IGBT对应于“开关元件”。

由于实施方式1的半导体装置51具有上述特征(1)～特征(3)，因此IGBT动作时的由发射极感测焊盘9得到的控制用基准电位不受基于从主电流配线连接区域11算起的距离的发射极电极电阻成分R1的影响。

因此，如果将IGBT芯片1内的IGBT的原来的栅极、发射极间电压的电压值设为控制电压值VG0，则栅极电压VGE2与控制电压值VG0相等。

另一方面，在半导体装置51的发射极电极3处，IGBT 61的发射极电位受到基于从主电流配线连接区域11算起的距离的发射极电极电阻成分R1的影响，具有比IGBT 62的发射极电位高的基准电位上升特性。

因此，如上式(2)所示，IGBT 61的栅极电压VGE1低于栅极电压VGE2。

这里，IGBT 61的发射极电位对应于较为远离主电流配线连接区域11的表面电极远离区域处的“远离区域基准电位”，IGBT 62的发射极电位对应于由发射极感测焊盘9得到的控制用基准电位，“基准电位上升特性”对应于“基准电位变动特性”。

因此，实施方式1的半导体装置51当在短路时等流过大电流而作为流过发射极电极3的主电流时，能够与上述基准电位上升特性相伴地减小流过表面电极远离区域的集电极电流Ic1的电流量。

其结果，实施方式1的半导体装置51能够通过集电极电流Ic1的减小而有效地抑制IGBT的主电流的电流量增加，实现装置的可靠性的提高。

此外，关于实施方式1的上述效果，发射极电极3对应于“表面电极”。另外，在将IGBT芯片1内的IGBT分类成IGBT 61及62的情况下，栅极电压VGE2对应于IGBT 62用的“控制电压”，栅极电压VGE1对应于IGBT 61用的“控制电压”。

＜实施方式2＞

图4是表示本发明的实施方式2即半导体装置52的构造的说明图。图4的上图是剖视图，下图是俯视图。图4的下图的C-C剖面成为图4的上图，在图4的上图及下图中分别标记出XYZ正交坐标系。

在图4中示出的半导体装置52使用IGBT作为开关元件，对在内部具有IGBT的半导体芯片即IGBT芯片1B进行了封装。

如图4所示，在IGBT芯片1B的表面之上设置发射极电极3，在背面之上设置集电极电极4。成为背面电极的集电极电极4经由芯片下接合材料17与主电流配线5电连接。

多个主电流导线14各自的一端在发射极电极3的表面上的多个芯片用连接点23B中的相对应的芯片用连接点23B处接触，由此与发射极电极3电连接。多个芯片用连接点23B是在X方向中央附近沿Y方向而离散地设置的。这样，多个主电流导线14各自的一端接合于发射极电极3的表面之上。多个主电流导线14的另一端与主电流配线6在表面上接合。多个主电流导线14对应于“多个芯片用导线”。

控制导线7B的一端在发射极电极3的表面上的感测用连接点25B处接触，由此与发射极电极3电连接。即，控制导线7B的一端接合于发射极电极3的表面之上。

另外，如图4的下图所示，感测用连接点25B设置于多个芯片用连接点23B中的从+Y方向侧算起第3、4个芯片用连接点23B的附近。此外，控制导线7B与多个主电流导线14以彼此不接触的方式电气独立地设置。控制导线7B的另一端与控制端子2接合。

这里，在发射极电极3处，包含多个芯片用连接点23B的区域被规定为主电流配线连接区域11B，在发射极电极3处，距离主电流配线连接区域11B最远的位置被规定为电极远离位置。在图4中示出的发射极电极3处，-X侧的外周面是电极远离位置。此外，发射极电极3相当于“表面电极”，主电流配线连接区域11B相当于“配线连接区域”。

感测用连接点25B满足在靠近芯片用连接点23B及上述电极远离位置中的芯片用连接点23B的位置处设置这一连接点配置条件。

感测用连接点25B只要在与多个主电流导线14中的至少一个主电流导线14之间的关系中满足上述连接点配置条件即可。另外，由感测用连接点25B得到的电位成为控制用基准电位。

如图4所示，栅极焊盘8以不与发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1B的表面上。栅极焊盘8设置于IGBT芯片1B的-X方向侧的端部区域。栅极焊盘8在俯视观察时呈Y方向的长度比X方向的长度稍长的矩形。另外，IGBT芯片1B的栅极焊盘8的下方的区域成为IGBT不起作用的无效区域。

栅极焊盘8经由未图示的栅极配线与IGBT的栅极电极电连接，经由未图示的栅极用控制导线与未图示的栅极用控制端子电连接。

栅极用控制导线接合于栅极焊盘8的表面之上。此外，使用Al等作为控制导线7B、主电流导线14及栅极用控制导线的构成材料。

这样，实施方式2与实施方式1同样地，具有发射极电极3用的控制端子2和栅极用控制端子而作为IGBT芯片1B内的开关元件即IGBT的控制端子。

主电流配线6经由多个主电流导线14、发射极电极3、IGBT芯片1B内的IGBT、集电极电极4及芯片下接合材料17而与主电流配线5电连接。

因此，实施方式2的半导体装置52在IGBT芯片1B内的IGBT的动作时从主电流配线5朝向主电流配线6作为集电极电流而流过主电流。主电流配线5及6成为用于将流过IGBT的主电流引出的外部配线。图4所示的电流路径IP2示出主电流的电流流动。

实施方式2的半导体装置52与实施方式1同样地通过在图3中示出的等效电路而表现。但是，在图3中示出的主电流配线连接区域11被置换为主电流配线连接区域11B，发射极感测焊盘9被置换为感测用连接点25B。

即，关于IGBT芯片1B内的IGBT，将在主电流配线连接区域11B及其附近流过集电极电流Ic2的IGBT设为IGBT 62，将在与主电流配线连接区域11B分离的发射极电极3的外周区域流过集电极电流Ic1的IGBT设为IGBT 61。该外周区域成为表面电极远离区域。

此外，为了将半导体装置52的等效电路设为在图3中示出的电路，优选将感测用连接点25B靠近多个芯片用连接点23B中的任一者地进行配置。即，优选以感测用连接点25B与主电流配线连接区域11B之间的电阻成分为能够忽略的水平的方式将感测用连接点25B靠近多个芯片用连接点23B的任一者地进行配置。

因此，实施方式2的半导体装置52与半导体装置51同样地在短路等大电流通电时通过IGBT 61的基准电位上升特性而对IGBT 61的栅极电压VGE1施加负反馈，由此能够有效地抑制主电流的增大，提高装置的可靠性。

这样，实施方式2的半导体装置52具有以下的特征(4)。

(4)控制导线7B的感测用连接点25B满足在靠近发射极电极3处的芯片用连接点23B及电极远离位置中的芯片用连接点23B的位置处设置这一连接点配置条件。

此外，关于上述特征(4)，控制导线7B对应于“感测用连接部件”或“感测用导线”，发射极电极3对应于“表面电极”。

实施方式2的半导体装置52具有上述特征(4)。因此，半导体装置52通过将感测用连接点25B靠近多个芯片用连接点23B中的一个连接点地进行配置，从而在IGBT的动作时，由感测用连接点25B得到的控制用基准电位几乎不受基于从主电流配线连接区域11B算起的距离的发射极电极电阻成分R1的影响。

因此，如果将IGBT芯片1B内的IGBT的原来的栅极、发射极间电压的电压值设为控制电压值VG0，则栅极电压VGE2与控制电压值VG0相等。

另一方面，在半导体装置52的发射极电极3处，IGBT 61的发射极电位受到基于从主电流配线连接区域11B算起的距离的发射极电极电阻成分R1的影响，具有比IGBT 62的发射极电位高的基准电位上升特性。

因此，如上式(2)所示，IGBT 61的栅极电压VGE1低于栅极电压VGE2。

这里，IGBT 61的发射极电位对应于较为远离导线连接区域的表面电极远离区域处的“远离区域基准电位”。

因此，实施方式2的半导体装置52当在短路时等流过大电流而作为流过发射极电极3的主电流时，能够与IGBT 61的上述基准电位上升特性相伴地减小流过表面电极远离区域的集电极电流Ic1的电流量。

其结果，实施方式2的半导体装置52能够通过集电极电流Ic1的减小而有效地抑制IGBT的主电流的电流量增加，实现装置的可靠性的提高。

并且，实施方式2的半导体装置52能够通过控制导线7B而较简单地实现发射极电极3的感测用连接点25B与控制端子2之间的电连接。

除此以外，实施方式2的半导体装置52能够通过由多个主电流导线14实现与发射极电极3之间的电连接而将较大的主电流引出至外部。

此外，关于实施方式2的上述效果，发射极电极3对应于“表面电极”。另外，在将IGBT芯片1内的IGBT分类成IGBT 61及62的情况下，栅极电压VGE2对应于IGBT 62用的“控制电压”，栅极电压VGE1对应于IGBT 61用的“控制电压”。并且，控制导线7B对应于“感测用接合部件”或“感测用导线”，主电流导线14对应于“芯片用导线”。

控制导线7B的感测用连接点25B能够通过满足上述的连接点配置条件而发挥上述效果。

但是，在实施方式2的半导体装置52发挥上述效果时，感测用连接点25B优选尽可能地靠近多个芯片用连接点23B的任一者。原因在于：能够使发射极电极3的发射极电极电阻成分R1变大，提高主电流的电流量的抑制效果。

并且，感测用连接点25B优选靠近多个芯片用连接点23B中的存在于发射极电极3的中央的连接点。

原因在于：在发射极电极3之上，能够将感测用连接点25B与存在于Y方向的两端的芯片用连接点23B各自之间的电位差抑制为最小限度。

＜实施方式3＞

图5是表示本发明的实施方式3即半导体装置53的构造的说明图。图5的上图是剖视图，下图是俯视图。图5的下图的D-D剖面成为图5的上图，在图5的上图及下图中分别标记出XYZ正交坐标系。

在图5中示出的半导体装置53使用IGBT作为开关元件，对在内部具有IGBT的半导体芯片即IGBT芯片1C进行了封装。以下，对与在图4中示出的半导体装置52相同的部位标注相同的标号而适当地省略说明，以半导体装置53的特征部位为中心进行说明。

如图5所示，栅极焊盘8以不与发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1C的表面之上，发射极感测焊盘9以不与栅极焊盘8及发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1C的表面之上。栅极焊盘8及发射极感测焊盘9设置于IGBT芯片1C的-X方向侧的端部区域。

栅极焊盘8及发射极感测焊盘9在俯视观察时分别呈Y方向的长度比X方向的长度稍长的矩形。

栅极焊盘8经由未图示的栅极配线与IGBT的栅极电极电连接，经由未图示的栅极用控制导线与未图示的栅极用控制端子电连接。

发射极感测配线10设置于IGBT芯片1C的表面之上，成为将发射极电极3与发射极感测焊盘9电连接的感测配线。具体地说，发射极感测配线10从发射极感测焊盘9起沿+X方向延伸地设置，在成为主电流配线连接区域11的侧面的感测用连接点25C处与发射极电极3直接接触。

在发射极电极3以除了感测用连接点25C以外不与发射极感测配线10接触的方式设置沿X方向延伸的切口区域。

感测用连接点25C满足在靠近发射极电极3处的芯片用连接点23B及电极远离位置中的芯片用连接点23B的位置处设置这一连接点配置条件。

感测用连接点25C只要在与多个主电流导线14中的至少一个主电流导线14之间的关系中满足上述连接点配置条件即可。

如图5的下图所示，感测用连接点25C设置于多个芯片用连接点23B中的从+Y方向侧算起第5个芯片用连接点23B的附近，满足上述连接点配置条件。

如图5的上图所示，发射极感测焊盘9经由控制导线7与控制端子2电连接。具体地说，通过将控制导线7的前端与发射极感测焊盘9的表面接合，从而能够实现发射极感测焊盘9与控制端子2之间的电连接。

此外，使用Al等作为控制导线7、主电流导线14及栅极用控制导线的构成材料。

并且，在IGBT芯片1C处，在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方的无效区域20C未形成IGBT的结构要素。该无效区域20C成为开关元件即IGBT不起作用的区域。

并且，在IGBT芯片1C内，栅极焊盘8的下方的区域也成为IGBT不起作用的无效区域20C。

这样，实施方式3与实施方式1及实施方式2同样地具有发射极电极3用的控制端子2和栅极用控制端子而作为IGBT芯片1C内的开关元件即IGBT的控制端子。

主电流配线6经由多个主电流导线14、发射极电极3、IGBT芯片1C内的IGBT、集电极电极4及芯片下接合材料17而与主电流配线5电连接。

因此，实施方式3的半导体装置53在IGBT芯片1C内的IGBT的动作时从主电流配线5朝向主电流配线6作为集电极电流而流过主电流。主电流配线5及6成为用于将流过IGBT的主电流引出的外部配线。图5所示的电流路径IP3示出主电流的电流流动。

实施方式3的半导体装置53与实施方式1及实施方式2同样地，由在图3中示出的等效电路而表现。但是，在图3中示出的主电流配线连接区域11被置换为主电流配线连接区域11B。

因此，实施方式3的半导体装置53与半导体装置51及实施方式2同样地能够实现装置的可靠性的提高。

实施方式3的半导体装置53还取得以下的效果。就实施方式2的实施方式52而言，为了避免控制导线7B与多个主电流导线14干涉，需要将控制导线7B的感测用连接点25B与主电流导线14的芯片用连接点23B之间的距离设为大于或等于一定距离。

另一方面，在实施方式3中，作为感测用连接部件，使用栅极焊盘8及发射极感测焊盘9而非控制导线7B。因此，就半导体装置53而言，即使使感测用连接点25C靠近芯片用连接点23B，也不发生上述干涉，因此，能够缩短芯片用连接点23B、感测用连接点25C之间的距离，使发射极电极电阻成分R1变大，提高主电流的电流量抑制效果。

这样，实施方式3的半导体装置53通过在较为靠近芯片用连接点23B的感测用连接点25C处连接发射极感测配线10，从而能够稳定性良好地实现与发射极电极3之间的电连接。

除此以外，IGBT芯片1C在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方的区域具有IGBT不起作用的无效区域20C，因此，在由图3示出的等效电路中，IGBT 62的发射极电位不受主电流的影响。

此外，关于实施方式3的上述效果，发射极感测配线10对应于“感测配线”，发射极电极3对应于“表面电极”，IGBT芯片1C对应于“半导体芯片”，发射极感测焊盘9对应于“感测焊盘”，发射极感测配线10对应于“感测配线”，IGBT对应于“开关元件”。

另外，IGBT 62的发射极电位成为由发射极感测焊盘9得到的控制用基准电位。

＜实施方式4＞

图6及图7是表示本发明的实施方式4即半导体装置54的构造的说明图。图6的上图是剖视图，下图是俯视图，图7是俯视图。图6的下图的E-E剖面成为图6的上图，图7的F-F剖面也成为图6的上图。在图6的上图及下图以及图7中分别标记出XYZ正交坐标系。

图6的下图是将最上部设为绝缘膜12的俯视图，图7是将最上部设为发射极电极3的俯视图。

在图6及图7中示出的半导体装置54使用IGBT作为开关元件，对在内部具有IGBT的半导体芯片即IGBT芯片1D进行了封装。

以下，对与在图1及图2中示出的实施方式1的半导体装置51相同的部位标注相同的标号而适当地省略说明，以半导体装置54的特征部位为中心进行说明。此外，图6及图7所示的电流路径IP4示出主电流的电流流动。

实施方式4的半导体装置54除了半导体装置51的特征(1)～特征(3)以外还具有以下的特征(5)～特征(7)。

(5)IGBT芯片1D还具有进行与原来的IGBT等效的通断动作的电流检测用IGBT，电流检测用IGBT设置于IGBT芯片1D的电流检测元件形成区域27内。

(6)还具有电流检测输出焊盘15，电流检测输出焊盘15以不与发射极电极3接触的方式设置在IGBT芯片1D的电流检测元件形成区域27的表面之上，在电流检测用IGBT的动作时流过检测电流。

(7)由电流检测输出焊盘15得到的电流成为感测电流Is。

此外，关于上述特征(5)～特征(7)，IGBT芯片1D对应于“半导体芯片”，IGBT对应于“开关元件”，电流检测用IGBT对应于“电流检测元件”，发射极电极3对应于“表面电极”，电流检测输出焊盘15对应于“电流检测用焊盘”。

另外，与实施方式1同样地，在发射极感测焊盘9及发射极感测配线10的下方的无效区域20D未形成IGBT的结构要素。该无效区域20D成为开关元件即IGBT不起作用的区域。

并且，在IGBT芯片1D内，栅极焊盘8的下方的区域也成为IGBT不起作用的无效区域20D。

除此以外，在IGBT芯片1D内，在电流检测元件形成区域27的周围也形成有无效区域20D。无效区域20D作为元件分离区域起作用，因此，电流检测元件形成区域27内的电流检测用IGBT相对于发射极电极3的下方的原来的IGBT独立地设置。

电流检测输出焊盘15以不与发射极电极3、栅极焊盘8及发射极感测焊盘9接触的方式设置在电流检测元件形成区域27之上，作为电流检测用IGBT的发射极电极起作用，如图6的上图所示，经由控制导线7D与控制端子2D电连接。这样，电流检测输出焊盘15相对于发射极电极3独立地设置。

图8是表示在图6及图7中示出的半导体装置54的等效电路的电路图。在图8中，考虑了发射极电极3的电阻成分。另外，在图8中，栅极焊盘8由“G”表示，发射极感测焊盘9由“Es”表示，电流检测输出焊盘15由“S”表示。

为了简化，在图8中，作为发射极电极电阻成分R1而以集总常数来考虑。即，将IGBT芯片1D的IGBT分类成2个，将在主电流配线连接区域11及其附近流过集电极电流Ic2的IGBT设为IGBT 62，将在与主电流配线连接区域11分离的发射极电极3的外周区域流过集电极电流Ic1的IGBT设为IGBT 61。该外周区域成为表面电极远离区域。

图11是表示与半导体装置54同样地具有电流检测功能的对比用的半导体装置59B的等效电路的电路图。半导体装置59B是向在图9及图10中示出的基本技术的半导体装置59追加了电流检测输出焊盘15而成的结构。另外，在图11中，栅极焊盘38由“G”表示，发射极感测焊盘39由“Es”表示，电流检测输出焊盘15由“S”表示。

在图11中，作为发射极电极电阻成分R9而以集总常数来考虑。即，将IGBT芯片31的IGBT分类成2个，将在主电流配线连接区域41及其附近流过集电极电流Ic2的IGBT设为IGBT62，将在发射极感测焊盘39及其附近流过集电极电流Ic1的IGBT设为IGBT 61。

另外，在图8及图11中共通地将电流检测用IGBT设为IGBT 63，IGBT 63的栅极与栅极焊盘8连接，发射极以不经由发射极电极电阻成分R1或R9的方式与电流检测输出焊盘15连接。这里，将流过IGBT 63的电流设为感测电流Is。

并且，为了使说明简化，使电流检测输出焊盘15与发射极感测焊盘9或发射极感测焊盘39之间短路。

与在图10中示出的半导体装置59的等效电路同样地，半导体装置59B受到发射极电极电阻成分R9的影响，IGBT 62的集电极电流Ic2具有增加的倾向。

另一方面，IGBT 61的栅极电压VGE1及IGBT 63的栅极电压VGE3都不受发射极电极电阻成分R9的影响。

因此，如果将IGBT芯片31内的IGBT的原来的栅极、发射极间电压的电压值设为控制电压值VG0，则栅极电压VGE1及栅极电压VGE3都与控制电压值VG0相等。

因此，就半导体装置59B而言，相对于集电极电流Ic2的增加，集电极电流Ic1及感测电流Is不受影响。

即，半导体装置59B具有能够通过感测电流Is对集电极电流Ic1准确地进行检测，但无法通过感测电流Is对集电极电流Ic2准确地进行检测的检测特性。

因此，就半导体装置59B而言，在IGBT的主电流(＝Ic1+Ic2)增加的情况下，与主电流中的集电极电流Ic2的电流比率增加相对地，基于感测电流Is的主电流的检测灵敏度下降。

另一方面，实施方式4的半导体装置54与半导体装置51同样地受到发射极电极电阻成分R1的影响，IGBT 61的集电极电流Ic1具有减小的倾向。

另一方面，半导体装置54与半导体装置51同样地，IGBT 62的栅极电压VGE2不受发射极电极电阻成分R1的影响。

并且，IGBT 63的栅极电压VGE3也不受发射极电极电阻成分R1的影响。原因在于：电流检测输出焊盘15的下方是电流检测元件形成区域27，电流检测输出焊盘15能够较小地形成，因此，电流检测用IGBT动作时的栅极电压VGE3几乎不受电流检测输出焊盘15的电阻成分的影响。

因此，如果将IGBT芯片1D内的IGBT的原来的栅极、发射极间电压的电压值设为控制电压值VG0，则栅极电压VGE2及栅极电压VGE3都与控制电压值VG0相等。

因此，就实施方式4的半导体装置54而言，相对于集电极电流Ic1的减小，集电极电流Ic2及感测电流Is不受影响。

半导体装置54具有能够通过感测电流Is对集电极电流Ic2准确地进行检测，但无法通过感测电流Is对集电极电流Ic1准确地进行检测的检测特性。

因此，就实施方式4的半导体装置54而言，在IGBT的主电流(＝Ic1+Ic2)增加的情况下，主电流中的集电极电流Ic1的电流比率减小，与集电极电流Ic2的电流比率增加相对地，基于感测电流Is的主电流的检测灵敏度相对地变高。

实施方式4的半导体装置54在主电流流过IGBT的发射极电极3时，栅极电压VGE1低于栅极电压VGE2，流过表面电极远离区域的集电极电流Ic1的电流量减小。

另一方面，由于栅极电压VGE1及栅极电压VGE3不受发射极电极电阻成分R1的影响，因此，即使集电极电流Ic1减小，集电极电流Ic2及感测电流Is也不会减小。

其结果，在IGBT芯片1D内的IGBT流过的主电流中的流过表面电极远离区域的集电极电流Ic1的电流量减小，能够与主电流中的集电极电流Ic2的比率增加相应地提高基于流过电流检测用IGBT的感测电流Is的主电流的检测灵敏度。

关于上述实施方式4的效果，IGBT对应于“开关元件”，发射极电极3对应于“表面电极”。另外，在将IGBT芯片1D内的原来的IGBT分类成IGBT 61及62的情况下，栅极电压VGE1对应于IGBT 61用的“控制电压”，栅极电压VGE2对应于IGBT 62用的“控制电压”。并且，电流检测输出焊盘15对应于“电流检测用焊盘”，栅极电压VGE3对应于IGBT 63用的“控制电压”。

此外，作为实施方式4的半导体装置54，示出了以实施方式51为基础而追加电流检测输出焊盘15及电流检测元件形成区域27等的构造。不限定于该构造，也可以采用以半导体装置52或半导体装置53为基础而追加电流检测输出焊盘15及电流检测元件形成区域27等的构造作为变形例。在实施方式4的变形例中，也能够同样地发挥实施方式4的固有的效果。

＜其它＞

就实施方式1～实施方式4的半导体装置51～54而言，使用IGBT作为开关元件。通过使用IGBT作为开关元件，从而取得以下的效果。以下，以实施方式1的半导体装置51为代表进行说明。

在半导体装置51的IGBT芯片1内设置的IGBT具有PN结，在通电时始终产生开启电压(1VF≈0.7V)的量的损耗。这里，“VF”是指二极管的正向电压，1VF的量的损耗产生于发射极电极3、集电极电极4之间。

因此，即使产生了由表面电极即发射极电极3的微小的发射极电极电阻成分R1引起的损耗，原本的由开启电压引起的上述1VF的量的损耗占支配地位。因此，就半导体装置51而言，即使将发射极电极电阻成分R1设计得大，也易于容许损耗增大，能够进一步提高装置的可靠性。

这样，在使用了IGBT作为在IGBT芯片1内设置的开关元件的情况下，IGBT具有通电时的开启电压不易受到由发射极电极3的发射极电极电阻成分R1引起的损耗的影响的特性，因此能够得到可靠性高的半导体装置51。

此外，除了IGBT以外，也可以使用MOSFET等其它半导体元件作为开关元件。作为MOSFET的构成材料，例如考虑硅(Si)或碳化硅(SiC)。即使在这种情况下，也能够发挥在实施方式1至实施方式4中示出的效果。

另外，以IGBT为代表的开关元件通常由硅(Si)形成，但作为变形例，想到由与硅相比带隙大的宽带隙半导体构成开关元件。作为宽带隙半导体，例如存在碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。

以下，作为具有由宽带隙半导体构成的开关元件的半导体装置，以实施方式1的半导体装置51的变形例为代表进行说明。

在半导体装置51的变形例中，由宽带隙半导体构成IGBT。该IGBT的耐压性高且容许电流密度也高，因此能够实现IGBT的小型化。因此，半导体装置51的变形例通过将小型化的IGBT设置于IGBT芯片1内，从而取得能够实现作为半导体模块的装置的小型化的效果。

另外，宽带隙半导体的耐热性也高，因此能够实现散热器的散热鳍片的小型化、水冷部的空冷化，因此就半导体装置51的变形例而言，作为半导体模块，能够实现进一步的小型化。

这样，半导体装置51的变形例中的IGBT由宽带隙半导体构成。如上所述，宽带隙半导体具有耐压性及容许功率密度高且耐热性也高的特性，因此，半导体装置51的变形例能够实现装置小型化。

并且，宽带隙半导体由于电力损耗低，因此能够实现IGBT元件的高效化，进而实现具有IGBT的半导体模块的高效化。根据上述这样的高耐热、低损耗的特性，容易容许由发射极电极3的发射极电极电阻成分R1引起的损耗恶化增加。

这样，半导体装置51的变形例能够发挥上述各种效果。此外，上述效果中的IGBT对应于“开关元件”，IGBT芯片1对应于“半导体芯片”，发射极电极3对应于“表面电极”。

此外，以在IGBT芯片1、1B～1D内设置的IGBT为代表的开关元件无论是平面型还是沟槽型都能够应用。

另外，能够在本发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式适当地进行变形、省略。

标号的说明

1、1B～1D IGBT芯片，2控制端子，3发射极电极，4集电极电极，5、6主电流配线，7、7B控制导线，8栅极焊盘，9发射极感测焊盘，10发射极感测配线，11主电流配线连接区域，12绝缘膜，13芯片上接合材料，14主电流导线，15电流检测输出焊盘，20、20C、20D无效区域，27电流检测元件形成区域。

Claims (8)

1.一种半导体装置，其具有：

半导体芯片，其在内部具有开关元件；以及

表面电极，其设置于所述半导体芯片的表面之上，在所述开关元件的动作时流过主电流，

所述开关元件具有控制电极，通过将以所述表面电极的电位为基准电位的控制电压施加于所述控制电极而对所述开关元件进行动作控制，

该半导体装置还具有设置于所述表面电极之上的绝缘膜，

所述绝缘膜具有开口区域，在所述表面电极处，所述开口区域内的区域成为配线连接区域，

该半导体装置还具有：

芯片用接合材料，其具有下表面，该芯片用接合材料的下表面与所述配线连接区域的表面接触，从而该芯片用接合材料与所述表面电极电连接；

感测焊盘，其相对于所述表面电极独立地设置在所述半导体芯片的表面之上；以及

感测配线，其设置于所述半导体芯片的表面之上，将所述表面电极与所述感测焊盘电连接，

所述感测焊盘的电位成为所述开关元件的控制用基准电位，

所述芯片用接合材料的下表面在俯视观察时具有与所述配线连接区域的表面形状吻合的形状，

所述感测配线与所述配线连接区域连接，

所述半导体芯片在所述感测焊盘及所述感测配线的下方的区域具有所述开关元件不起作用的无效区域。

2.一种半导体装置，其具有：

半导体芯片，其在内部具有开关元件；以及

表面电极，其设置于所述半导体芯片的表面之上，在所述开关元件的动作时流过主电流，

所述开关元件具有控制电极，通过将以所述表面电极的电位为基准电位的控制电压施加于所述控制电极而对所述开关元件进行动作控制，

该半导体装置具有：

芯片用导线，其通过在所述表面电极的表面之上的芯片用连接点处进行接触而与所述表面电极电连接；以及

感测用连接部件，其通过在所述表面电极的感测用连接点处进行接触而与所述表面电极电连接，

所述感测用连接点的电位成为所述开关元件的控制用基准电位，在所述表面电极处，包含所述芯片用连接点的区域被规定为配线连接区域，在所述表面电极处，距离所述配线连接区域最远的位置被规定为电极远离位置，

所述感测用连接点满足在靠近所述芯片用连接点及所述电极远离位置中的所述芯片用连接点的位置处设置这一连接点配置条件。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，

所述感测用连接部件包含感测用导线，

所述感测用连接点存在于所述表面电极的表面。

4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，

所述感测用连接部件包含：

感测焊盘，其相对于所述表面电极独立地设置在所述半导体芯片的表面之上；以及

感测配线，其设置于所述半导体芯片的表面之上，将所述表面电极与所述感测焊盘电连接，

所述感测用连接点存在于所述配线连接区域的侧面，

所述感测配线通过在所述感测用连接点处与所述表面电极接触，从而与所述表面电极电连接，

所述半导体芯片在所述感测焊盘及所述感测配线的下方的区域具有所述开关元件不起作用的无效区域。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的半导体装置，其中，

所述芯片用导线包含多个芯片用导线，

所述感测用连接点在与所述多个芯片用导线中的至少一个芯片用导线之间的关系中满足所述连接点配置条件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中，

所述半导体芯片还具有电流检测元件，该电流检测元件相对于所述开关元件独立地设置，进行与所述开关元件等效的通断动作，所述电流检测元件设置于所述半导体芯片的电流检测元件形成区域内，

所述半导体装置还具有：

电流检测用焊盘，其相对于所述表面电极独立地设置在所述半导体芯片的所述电流检测元件形成区域之上，在所述电流检测元件的动作时流过检测电流。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其中，

所述开关元件是IGBT。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其中，

所述开关元件由宽带隙半导体构成。

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