CN116097430A - 半导体装置 - Google Patents

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金田达志
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

半导体装置具有：第一绝缘基板；第二绝缘基板；第一晶体管，设置在所述第一绝缘基板；以及第一二极管，设置在所述第二绝缘基板，并联连接到所述第一晶体管。

Description

半导体装置
技术领域
本公开涉及半导体装置。
本申请主张基于2020年9月18日申请的日本申请第2020-157444号的优先权，并引用所述日本申请所记载的全部记载内容。
背景技术
作为功率模块所使用的半导体装置，提出了在散热板之上设置有2个绝缘基板，在一个绝缘基板配置有上臂的晶体管和二极管，在另一个绝缘基板配置有下臂的晶体管和二极管的半导体装置(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-154079号公报
发明内容
本公开的半导体装置具有：第一绝缘基板；第二绝缘基板；第一晶体管，设置在所述第一绝缘基板；以及第一二极管，设置在所述第二绝缘基板，并联连接到所述第一晶体管。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的立体图。
图2是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。
图3是示出第一实施方式所涉及的半导体装置中的散热板、第一绝缘基板以及第二绝缘基板的关系的剖视图。
图4是示出第一晶体管的剖视图。
图5是示出第一二极管的剖视图。
图6是示出第二晶体管的剖视图。
图7是示出第二二极管的剖视图。
图8是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的电路图。
图9是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图(其一)。
图10是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图(其二)。
图11是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图(其三)。
图12是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图(其四)。
图13是示出散热板的变形例的剖视图。
图14是示出第二实施方式所涉及的半导体装置中的第一绝缘基板和第二绝缘基板的构成的示意图。
具体实施方式
[本公开要解决的技术问题]
在以往的具备2个绝缘基板的半导体装置中，将绝缘基板彼此连接的引线等连接部件的发热量有变得过大的风险。
本公开的目的在于提供能够降低绝缘基板间的连接部件的发热量的半导体装置。
[本公开的效果]
根据本公开，能够降低绝缘基板间的连接部件的发热量。
以下，对用于实施的方式进行说明。
[本公开的实施方式的说明]
首先，对本公开的实施方式进行列举说明。在以下的说明中，对同一或对应的要素标注同一附图标记，对于它们不重复相同的说明。
(1)本公开的一方式所涉及的半导体装置具有：第一绝缘基板；第二绝缘基板；第一晶体管，设置在所述第一绝缘基板；以及第一二极管，设置在所述第二绝缘基板，并联连接到所述第一晶体管。
在专利文献1所记载的半导体装置中，在2个绝缘基板之间设置有引线，从DC电压负荷端子元件流到AC电压负荷端子元件的电流以及从AC电压负荷端子元件流到DC电压负荷端子元件的电流经由该引线。也就是说，2个方向的电流流过绝缘基板间的引线。因此，电流以高频率流过引线，发热量有变得过大的风险，也有引线达到熔断的风险。相对于此，在本公开的一方式所涉及的半导体装置中，由于第一晶体管设置在第一绝缘基板、第一二极管设置在第二绝缘基板，因此，能够将在第一绝缘基板与第二绝缘基板之间流过的电流的路径设为不同的路径。因此，能够降低第一绝缘基板与第二绝缘基板之间的连接部件的发热量。
(2)也可以是，在(1)中，所述半导体装置具有第一臂，所述第一臂具备所述第一晶体管和所述第一二极管。在这种情况下，第一臂所包含的第一晶体管和第一二极管设置在相互不同的绝缘基板。
(3)也可以是，在(1)或(2)中，所述半导体装置具有：第一导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第一晶体管的第一电极；第二导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第一晶体管的第二电极；第三导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第一二极管的第一阴极电极；第四导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第一二极管的第一阳极电极；第一连接部件，将所述第一导体和所述第三导体连接；以及第二连接部件，将所述第二导体和所述第四导体连接。在这种情况下，能够降低第一连接部件和第二连接部件的发热量。
(4)也可以是，在(3)中，所述第一连接部件和所述第二连接部件是引线。在这种情况下，易于将第一导体和第三导体连接，易于将第二导体和第四导体连接。
(5)也可以是，在(3)中，所述第一连接部件和所述第二连接部件是金属板。在这种情况下，易于使第一导体与第三导体之间流过更大的电流，易于使第二导体与第四导体之间流过更大的电流。
(6)也可以是，在(3)～(5)中，所述半导体装置具有：第三连接部件，将所述第二电极和所述第二导体连接；以及第四连接部件，将所述第一阳极电极和所述第四导体连接。第三连接部件和第四连接部件也可以是引线。在这种情况下，易于将第二电极和第二导体连接，易于将第一阳极电极和第四导体连接。
(7)也可以是，在(1)～(6)中，所述半导体装置具有：第二晶体管，设置在所述第二绝缘基板；以及第二二极管，设置在所述第一绝缘基板，并联连接到所述第二晶体管，所述第二晶体管和所述第二二极管串联连接到所述第一晶体管和所述第一二极管。在这种情况下，第二晶体管设置在第二绝缘基板，第二二极管设置在第一绝缘基板，因此能够将在第一绝缘基板与第二绝缘基板之间流过的电流的路径设为不同的路径。因此，能够降低第一绝缘基板与第二绝缘基板之间的连接部件的发热量。
(8)也可以是，在(7)中，所述半导体装置具有第二臂，所述第二臂具备所述第二晶体管和所述第二二极管。在这种情况下，第二臂所包含的第二晶体管和第二二极管设置在相互不同的绝缘基板。
(9)也可以是，在(7)或(8)中，所述半导体装置具有：第五导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第二晶体管的第三电极；第六导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第二晶体管的第四电极；第七导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第二二极管的第二阴极电极；第八导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第二二极管的第二阳极电极；第五连接部件，将所述第五导体和所述第七导体连接；以及第六连接部件，将所述第六导体和所述第八导体连接。在这种情况下，能够降低第五连接部件和第六连接部件的发热量。
(10)也可以是，在(9)中，所述第五连接部件和所述第六连接部件是引线。在这种情况下，易于将第五导体和第七导体连接，易于将第六导体和第八导体连接。
(11)也可以是，在(9)中，所述第五连接部件和所述第六连接部件是金属板。在这种情况下，易于使第五导体与第七导体之间流过更大的电流，易于使第六导体与第八导体之间流过更大的电流。
(12)也可以是，在(9)～(11)中，所述半导体装置具有：第七连接部件，将所述第四电极和所述第六导体连接；以及第八连接部件，将所述第二阳极电极和所述第八导体连接。另外，第七连接部件和第八连接部件也可以是引线。易于将第四电极和第六导体连接，易于将第二阳极电极和第八导体连接。
(13)也可以是，在(7)～(12)中，所述半导体装置具有：第一控制端子，连接到所述第一晶体管的第一控制电极；以及第二控制端子，连接到所述第二晶体管的第二控制电极，当俯视时，在所述第一控制端子与所述第二二极管之间配置所述第一晶体管，在所述第二控制端子与所述第一二极管之间配置所述第二晶体管。在这种情况下，能够缩短从控制端子连通到晶体管的栅极的路径，能够降低栅极环路的电感。因此，能够有助于抑制模块的误动作。
(14)也可以是，在(13)中，所述半导体装置具有多个所述第一晶体管，在所述第一控制端子连接多个所述第一晶体管的所述第一控制电极，所述半导体装置具有多个所述第二晶体管，在所述第二控制端子连接多个所述第二晶体管的所述第二控制电极，在所述第一控制端子与所述第二二极管之间配置多个所述第一晶体管，在所述第二控制端子与所述第一二极管之间配置多个所述第一晶体管。在这种情况下，能够将多个第一晶体管集中在第一控制端子的附近，能够将多个第二晶体管集中在第二控制端子的附近。因此，易于降低多个第一晶体管之间的栅极环路的电感的不同和多个第二晶体管之间的栅极环路的电感的不同。因此，能够有助于抑制模块的误动作。
(15)也可以是，在(14)中，所述半导体装置具有多个所述第二二极管，所述第一绝缘基板具有：第三绝缘基板，配置有多个所述第一晶体管中的一部分和多个所述第二二极管中的一部分；以及第四绝缘基板，配置有多个所述第一晶体管中的另一部分和多个所述第二二极管中的另一部分。在这种情况下，易于使第三绝缘基板和第四绝缘基板与散热板紧贴。
(16)也可以是，在(14)或(15)中，所述半导体装置具有多个所述第一二极管，所述第二绝缘基板具有：第五绝缘基板，配置有多个所述第二晶体管中的一部分和多个所述第一二极管中的一部分；以及第六绝缘基板，配置有多个所述第二晶体管中的另一部分和多个所述第一二极管中的另一部分。在这种情况下，易于使第五绝缘基板和第六绝缘基板与散热板紧贴。
(17)也可以是，在(7)～(16)中，所述第二晶体管是使用碳化硅构成的场效应晶体管，所述第二二极管是使用碳化硅构成的肖特基势垒二极管。在这种情况下，在第二晶体管和第二二极管能得到优异的耐压。
(18)也可以是，在(1)～(17)中，所述第一晶体管是使用碳化硅构成的场效应晶体管，所述第一二极管是使用碳化硅构成的肖特基势垒二极管。在这种情况下，在第一晶体管和第一二极管能得到优异的耐压。
(19)也可以是，在(1)～(18)中，所述半导体装置具有散热板，所述散热板具备第一主面和与所述第一主面相反的一侧的第二主面，在所述第一主面搭载有所述第一绝缘基板和所述第二绝缘基板，所述第二主面以凸状弯曲。在这种情况下，使用热界面材料等使散热板与冷却器等紧贴，易于得到良好的传热效率。
[本公开的实施方式的详细内容]
以下，对本公开的实施方式详细地进行说明，但本实施方式不限于这些内容。需要说明的是，在本说明书和附图中，对于具有实质上相同的功能构成的构成要素，有时通过标注同一附图标记而省略重复的说明。
(第一实施方式)
首先，对第一实施方式进行说明。图1是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的立体图。图2是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。其中，在图2中，将壳体以透视的形式示出。图3是示出第一实施方式所涉及的半导体装置中的散热板、第一绝缘基板以及第二绝缘基板的关系的剖视图。图3相当于沿着图2中的III-III线的剖视图。
第一实施方式所涉及的半导体装置1主要具有散热板2、壳体9、P端子3、N端子4、第一O端子5以及第二O端子6。P端子3是正极侧的电源端子，N端子4是负极侧的电源端子，第一O端子5和第二O端子6是输出端子。P端子3、N端子4、第一O端子5以及第二O端子6组装于壳体9。在壳体9上还组装有第一栅极端子131、第一感测源极端子132、感测漏极端子133、第二栅极端子231、第二感测源极端子232、第一热敏电阻端子331以及第二热敏电阻端子332。
在本公开中，将X1-X2方向、Y1-Y2方向、Z1-Z2方向设为相互正交的方向。将包含X1-X2方向和Y1-Y2方向的面设为XY面，将包含Y1-Y2方向和Z1-Z2方向的面设为YZ面，将包含Z1-Z2方向和X1-X2方向的面设为ZX面。为了方便，将Z1方向设为上方向，将Z2方向设为下方向。另外，在本公开中俯视是指从Z1侧观察对象物。X1-X2方向是沿着俯视时为矩形形状的散热板2和壳体9的长边的方向，Y1-Y2方向是沿着散热板2和壳体9的短边的方向，Z1-Z2方向是沿着散热板2和壳体9的法线的方向。
散热板2例如是俯视时为矩形形状的厚度一样的板状体。散热板2具备第一主面2A和与第一主面2A相反的一侧的第二主面2B。散热板2的材料是作为热传导率高的原材料的金属、例如铜(Cu)、铜合金、铝(Al)等。散热板2使用热界面材料(thermal interfacematerial：TIM)等固定于冷却器等。
壳体9例如形成为俯视时为框状，壳体9的外形与散热板2的外形等同。壳体9的材料是树脂等绝缘体。壳体9具有相互对置的一对侧壁部91和92、以及将侧壁部91和92的两端相连的一对端壁部93和94。侧壁部91和92与ZX平面平行地配置，端壁部93和94与YZ平面平行地配置。侧壁部92配置在侧壁部91的Y2侧，端壁部94配置在端壁部93的X2侧。壳体9具有从端壁部93向X1方向突出的端子座95、以及从端壁部94向X2方向突出的端子座96。
在端子座95的上表面(Z1侧的表面)配置有P端子3和N端子4，在端子座96的上表面(Z1侧的表面)配置有第一O端子5和第二O端子6。例如，N端子4配置在P端子3的Y2侧，第二O端子6配置在第一O端子5的Y2侧。P端子3、N端子4、第一O端子5以及第二O端子6由金属板构成。P端子3和N端子4各自的一个端部露出于端壁部93的X2侧，各自的另一个端部被引出到端子座95的上表面。第一O端子5和第二O端子6各自的一个端部露出于端壁部94的X1侧，各自的另一个端部被引出到端子座96的上表面。
在侧壁部91装配有第一栅极端子131、第一感测源极端子132、感测漏极端子133、第一热敏电阻端子331以及第二热敏电阻端子332。第一栅极端子131、第一感测源极端子132、感测漏极端子133、第一热敏电阻端子331以及第二热敏电阻端子332各自的一个端部露出于侧壁部91的Y2侧，各自的另一个端部从侧壁部91的上表面(Z1侧的表面)向壳体9的外侧(Z1侧)突出。感测漏极端子133配置在侧壁部91的X2侧的端部附近。第一热敏电阻端子331和第二热敏电阻端子332配置在侧壁部91的X1侧的端部附近。例如，第二热敏电阻端子332配置在第一热敏电阻端子331的X1侧。第一栅极端子131和第一感测源极端子132在侧壁部91的X1-X2方向的中心的附近且在比X1-X2方向的中心靠X2侧配置。例如，第一感测源极端子132配置在第一栅极端子131的X2侧。
在侧壁部92装配有第二栅极端子231和第二感测源极端子232。第二栅极端子231和第二感测源极端子232各自的一个端部露出于侧壁部92的Y1侧，各自的另一个端部从侧壁部92的上表面(Z1侧的表面)向壳体9的外侧(Z1侧)突出。第二栅极端子231和第二感测源极端子232在侧壁部92的X1-X2方向的中心的附近且在比X1-X2方向的中心靠X1侧配置。例如，第二感测源极端子232配置在第二栅极端子231的X1侧。
在散热板2的Z1侧配置有第一绝缘基板10和第二绝缘基板20。也就是说，在散热板2的第一主面2A配置有第一绝缘基板10和第二绝缘基板20。例如，第二绝缘基板20配置在第一绝缘基板10的X1侧。
第一绝缘基板10在Z1侧的面具有导电层11、12、13、14以及18，在Z2侧的面具有导电层19。导电层19通过焊锡等接合材料7与散热板2接合。在导电层13之上安装有多个例如4个第一晶体管110。4个第一晶体管110在X1-X2方向上排列。由4个第一晶体管110构成第一晶体管组110A。在导电层12之上安装有多个例如8个第二二极管220。8个第二二极管220成为2列并在X1-X2方向上排列有各4个。由8个第二二极管220构成第二二极管组220A。导电层13是第一导体的一个例子，导电层12是第二导体、第七导体的一个例子，导电层14是第八导体的一个例子。在本实施方式中，第二导体和第七导体由作为一体的导电层12构成。需要说明的是，作为其变形例，构成第二导体的导电层和构成第七导体的导电层也可以由不同的导电层构成，且它们被连接。也就是说，本公开不限于第二导体和第七导体由作为一体的导电层12构成的方式。
第二绝缘基板20在Z1侧的面具有导电层21、22、23、24、25、26、27以及28，在Z2侧的面具有导电层29。导电层29通过焊锡等接合材料8与散热板2接合。在导电层23之上安装有多个例如4个第二晶体管210。4个第二晶体管210在X1-X2方向上排列。由4个第二晶体管210构成第二晶体管组210A。在导电层25之上安装有多个例如8个第一二极管120。8个第一二极管120成为2列并在X1-X2方向上排列有各4个。由8个第一二极管120构成第一二极管组120A。导电层25是第三导体的一个例子，导电层24是第四导体的一个例子，导电层23是第五导体的一个例子，导电层22是第六导体的一个例子。
在此，对第一晶体管110、第一二极管120、第二晶体管210以及第二二极管220进行说明。图4是示出第一晶体管的剖视图。图5是示出第一二极管的剖视图。图6是示出第二晶体管的剖视图。图7是示出第二二极管的剖视图。
如图4所示，第一晶体管110具有第一栅极电极111、第一源极电极112以及第一漏极电极113。第一栅极电极111和第一源极电极112配置在第一晶体管110的Z1侧的主面，第一漏极电极113配置在第一晶体管110的Z2侧的主面。第一漏极电极113通过焊锡等接合材料(未图示)与导电层13接合。第一漏极电极113是第一电极的一个例子，第一源极电极112是第二电极的一个例子。
如图5所示，第一二极管120具有第一阳极电极121和第一阴极电极122。第一阳极电极121配置在第一二极管120的Z1侧的主面，第一阴极电极122配置在第一二极管120的Z2侧的主面。第一阴极电极122通过焊锡等接合材料(未图示)与导电层25接合。
如图6所示，第二晶体管210具有第二栅极电极211、第二源极电极212以及第二漏极电极213。第二栅极电极211和第二源极电极212配置在第二晶体管210的Z1侧的主面，第二漏极电极213配置在第二晶体管210的Z2侧的主面。第二漏极电极213通过焊锡等接合材料(未图示)与导电层23接合。第二漏极电极213是第三电极的一个例子，第二源极电极212是第四电极的一个例子。
如图7所示，第二二极管220具有第二阳极电极221和第二阴极电极222。第二阳极电极221配置在第二二极管220的Z1侧的主面，第二阴极电极222配置在第二二极管220的Z2侧的主面。第二阴极电极222通过焊锡等接合材料(未图示)与导电层12接合。
半导体装置1具有多条引线31、多条引线32、多条引线41以及多条引线42。引线31将设置在第一绝缘基板10的导电层13和设置在第二绝缘基板20的导电层25连接。引线32将设置在第一绝缘基板10的导电层12和设置在第二绝缘基板20的导电层24连接。引线41将设置在第一绝缘基板10的导电层12和设置在第二绝缘基板20的导电层23连接。引线42将设置在第一绝缘基板10的导电层14和设置在第二绝缘基板20的导电层22连接。引线31是第一连接部件的一个例子，引线32是第二连接部件的一个例子，引线41是第五连接部件的一个例子，引线42是第六连接部件的一个例子。
半导体装置1具有多条引线51、多条引线52、多条引线53、多条引线54以及多条引线55。引线51将分别设置在4个第一晶体管110的第一栅极电极111和设置在第一绝缘基板10的导电层11连接。引线52将分别设置在4个第一晶体管110的第一源极电极112和设置在第一绝缘基板10的导电层12连接。引线53将分别设置在4个第一晶体管110的第一感测源极电极(未图示)和设置在第一绝缘基板10的导电层18连接。引线54将分别设置在8个第二二极管220中的配置在Y1侧的4个第二二极管220的第二阳极电极221和设置在第一绝缘基板10的导电层14连接。引线55将分别设置在8个第二二极管220中的配置在Y1侧的4个第二二极管220的第二阳极电极221和分别设置在配置在Y2侧的4个第二二极管220的第二阳极电极221连接。引线52是第三连接部件的一个例子，引线54是第八连接部件的一个例子。
半导体装置1具有引线61、多条引线62、多条引线63、引线64以及引线65。引线61将设置在第一绝缘基板10的导电层11和第一栅极端子131连接。引线62将设置在第一绝缘基板10的导电层12和第一O端子5连接。引线63将设置在第一绝缘基板10的导电层12和第二O端子6连接。引线64将设置在第一绝缘基板10的导电层13和感测漏极端子133连接。引线65将设置在第一绝缘基板10的导电层18和第一感测源极端子132连接。
半导体装置1具有多条引线71、多条引线72、多条引线73、多条引线74以及多条引线75。引线71将分别设置在4个第二晶体管210的第二栅极电极211和设置在第二绝缘基板20的导电层21连接。引线72将分别设置在4个第二晶体管210的第二源极电极212和设置在第二绝缘基板20的导电层22连接。引线73将分别设置在4个第二晶体管210的第二感测源极电极(未图示)和设置在第二绝缘基板20的导电层28连接。引线74将分别设置在8个第一二极管120中的配置在Y2侧的4个第一二极管120的第一阳极电极121和设置在第二绝缘基板20的导电层24连接。引线75将分别设置在8个第一二极管120中的配置在Y2侧的4个第一二极管120的第一阳极电极121和分别设置在配置在Y1侧的4个第一二极管120的第一阳极电极121连接。引线74是第四连接部件的一个例子，引线72是第七连接部件的一个例子。
半导体装置1具有引线81、多条引线82、多条引线83、引线85、引线86以及引线87。引线81将设置在第二绝缘基板20的导电层21和第二栅极端子231连接。引线82将设置在第二绝缘基板20的导电层22和N端子4连接。引线83将设置在第二绝缘基板20的导电层25和P端子3连接。引线85将设置在第二绝缘基板20的导电层28和第二感测源极端子232连接。引线86将设置在第二绝缘基板20的导电层26和第一热敏电阻端子331连接。引线87将设置在第二绝缘基板20的导电层27和第二热敏电阻端子332连接。半导体装置1具有连接到导电层26和导电层27的热敏电阻330。
在此，对第一实施方式所涉及的半导体装置1的电路构成进行说明。图8是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的电路图。
P端子3经由引线83和导电层25连接第一二极管120的第一阴极电极122。另外，P端子3经由引线83、导电层25、引线31以及导电层13连接第一晶体管110的第一漏极电极113。导电层12经由引线62连接到第一O端子5，并经由引线63连接到第二O端子6。导电层12经由引线52连接第一晶体管110的第一源极电极112。另外，导电层12经由引线32、导电层24以及引线74和75连接第一二极管的第一阳极电极121。
第一栅极端子131经由引线61、导电层11以及引线51连接第一晶体管110的第一栅极电极111。第一感测源极端子132经由引线65、导电层18以及引线53连接第一晶体管110的第一感测源极电极。感测漏极端子133经由引线64和导电层13连接第一晶体管110的第一漏极电极113。第一栅极电极111是第一控制电极的一个例子，第一栅极端子131是第一控制端子的一个例子。
N端子4经由引线82、导电层22以及引线72连接第二晶体管210的第二源极电极212。另外，N端子4经由引线82、导电层22、引线42以及引线54和55连接第二二极管220的第二阳极电极221。导电层12连接第二二极管220的第二阴极电极222。另外，导电层12经由引线41和导电层23连接第二晶体管210的第二漏极电极213。
第二栅极端子231经由引线81、导电层21以及引线71连接第二晶体管210的第二栅极电极211。第二感测源极端子232经由引线85、导电层28以及引线73连接第二晶体管210的第二感测源极电极。第一热敏电阻端子331经由引线86和导电层26连接热敏电阻330的一个电极。第二热敏电阻端子332经由引线87和导电层27连接热敏电阻330的另一个电极。第二栅极电极211是第二控制电极的一个例子，第二栅极端子231是第二控制端子的一个例子。
如图8所示，第一晶体管110的第一漏极电极113和第一二极管120的第一阴极电极122共同连接到P端子3，第一源极电极112和第一阳极电极121共同连接到第一O端子5和第二O端子6。也就是说，第一晶体管110和第一二极管120在P端子3与第一O端子5和第二O端子6之间并联连接。另外，第二晶体管210的第二漏极电极213和第二二极管220的第二阴极电极222共同连接到第一O端子5和第二O端子6，第二源极电极212和第二阳极电极221共同连接到N端子4。也就是说，第二晶体管210和第二二极管220在N端子4与第一O端子5和第二O端子6之间并联连接。上臂100包含第一晶体管110(第一晶体管组110A)和第一二极管120(第一二极管组120A)。下臂200包含第二晶体管210(第二晶体管组210A)和第二二极管220(第二二极管组220A)。在P端子3与N端子4之间串联连接着上臂100和下臂200。上臂100是第一臂的一个例子，下臂200是第二臂的一个例子。
可以是，上臂100所包含的多个第一晶体管110仅设置在第一绝缘基板10，上臂100所包含的多个第一二极管120仅设置在第二绝缘基板20。另外也可以是，下臂200所包含的多个第二晶体管210仅设置在第二绝缘基板20，下臂200所包含的多个第二二极管220仅设置在第一绝缘基板10。
接下来，对第一实施方式所涉及的半导体装置1的动作进行说明。图9～图12是示出第一实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图。
图9示出从P端子3流到第一O端子5和第二O端子6的电流I1的路径。如图9所示，电流I1从P端子3经由引线83、导电层25、引线31、导电层13、第一晶体管组110A、引线52、导电层12以及引线62和63流到第一O端子5和第二O端子6。
图10示出从第一O端子5和第二O端子6流到P端子3的电流I2的路径。如图10所示，电流I2从第一O端子5和第二O端子6经由引线62和63、导电层12、引线32、导电层24、引线74和75、第一二极管组120A、导电层25以及引线83流到P端子3。
这样，从P端子3流到第一O端子5和第二O端子6的电流I1流过引线31，但不流过引线32。另一方面，从第一O端子5和第二O端子6流到P端子3的电流I2流过引线32，但不流过引线31。
图11示出从N端子4流到第一O端子5和第二O端子6的电流I3的路径。如图11所示，电流I3从N端子4经由引线82、导电层22、引线72、第二晶体管组210A、导电层23、引线41、导电层12以及引线62和63流到第一O端子5和第二O端子6。
图12示出从第一O端子5和第二O端子6流到N端子4的电流I4的路径。如图12所示，电流I4从第一O端子5和第二O端子6经由引线62和63、导电层12、第二二极管组220A、引线54和55、导电层14、引线42、导电层22以及引线82流到N端子4。
这样，从N端子4流到第一O端子5和第二O端子6的电流I3流过引线41，但不流过引线42。另一方面，从第一O端子5和第二O端子6流到N端子4的电流I4流过引线42，但不流过引线41。
在第一实施方式所涉及的半导体装置1中，上臂100包含第一晶体管110和第一二极管120，第一晶体管110设置在第一绝缘基板10，第一二极管120设置在第二绝缘基板20。因此，在从P端子3流到第一O端子5和第二O端子6的电流I1与从第一O端子5和第二O端子6流到P端子3的电流I2之间，所经由的引线31、32是不同的。因此，与流过第一绝缘基板10与第二绝缘基板20之间的电流经由同一连接部件的情况相比较，能够降低引线31和32中的发热量。
同样地，下臂200包含第二晶体管210和第二二极管220，第二晶体管210设置在第二绝缘基板20，第二二极管220设置在第一绝缘基板10。因此，在从N端子4流到第一O端子5和第二O端子6的电流I3与从第一O端子5和第二O端子6流到N端子4的电流I4之间，所经由的引线41、42是不同的。因此，与流过第一绝缘基板10与第二绝缘基板20之间的电流经由同一连接部件的情况相比较，能够降低引线41和42中的发热量。
通过这样降低发热量，能抑制连接部件、引线的发热量变得过大的风险，能降低引线达到熔断的风险。
第一绝缘基板10与第二绝缘基板20之间的连接使用了引线31、32、41以及42，因此易于将第一绝缘基板10和第二绝缘基板20连接。即，易于将导电层13和导电层25连接，易于将导电层12和导电层24连接，易于将导电层14和导电层22连接，易于将导电层12和导电层23连接。也可以代替引线31、32、41以及42各者而使用汇流条等金属板。在这种情况下，易于使更大的电流流过。
第一源极电极112和导电层12的连接使用引线52，第一阳极电极121和导电层24的连接使用引线74，因此易于将第一源极电极112和导电层12连接，易于将第一阳极电极121和导电层24连接。另外，第二源极电极212和导电层22的连接使用引线72，第二阳极电极221和导电层14的连接使用引线54，因此易于将第二源极电极212和导电层22连接，易于将第二阳极电极221和导电层14连接。
当俯视时，在第一栅极端子131与第二二极管220之间配置有第一晶体管110。即，上臂100的第一晶体管110配置得比下臂200的第二二极管220离第一栅极端子131更近。因此，易于降低第一晶体管110的栅极环路的电感。另外，当俯视时，在第二栅极端子231与第一二极管120之间配置有第二晶体管210。即，下臂200的第二晶体管210配置得比上臂100的第一二极管120离第二栅极端子231更近。因此，易于降低第二晶体管210的栅极环路的电感。
而且，第一栅极端子131连接着多个第一晶体管110的第一栅极电极111，这些多个第一晶体管110配置在第一栅极端子131与第二二极管220之间。因此，易于降低多个第一晶体管110之间的栅极环路的电感的不同。另外，第二栅极端子231连接着多个第二晶体管210的第二栅极电极211，这些多个第二晶体管210配置在第二栅极端子231与第一二极管120之间。因此，易于降低多个第二晶体管210之间的栅极环路的电感的不同。
第一晶体管110和第二晶体管210可以是使用碳化硅构成的MOS(metal-oxide-semiconductor：金属氧化物半导体)场效应晶体管(field effect transistor)等场效应晶体管。第一二极管120和第二二极管220可以是使用碳化硅构成的肖特基势垒二极管。通过使用碳化硅，能得到优异的耐压。
需要说明的是，如图13所示，优选散热板2的第二主面2B以凸状弯曲。其原因是，使用TIM等使散热板2与冷却器等紧贴，易于得到良好的传热效率。
(第二实施方式)
接下来，对第二实施方式进行说明。图14是示出第二实施方式所涉及的半导体装置中的第一绝缘基板和第二绝缘基板的构成的示意图。
在第二实施方式所涉及的半导体装置中，如图14所示，第一绝缘基板10具有第三绝缘基板10A和第四绝缘基板10B，第二绝缘基板20具有第五绝缘基板20A和第六绝缘基板20B。第四绝缘基板10B配置在第三绝缘基板10A的X1侧，第六绝缘基板20B配置在第五绝缘基板20A的X2侧。
第三绝缘基板10A在Z1侧的面具有导电层11A、12A、13A、14A以及18A，在Z2侧的面具有导电层(未图示)。设置在Z2侧的面的导电层与导电层19同样地通过焊锡等接合材料7与散热板2接合。在导电层13A之上安装有多个例如2个第一晶体管110。2个第一晶体管110在X1-X2方向上排列。在导电层12A之上安装有多个例如4个第二二极管220。4个第二二极管220成为2列并在X1-X2方向上排列有各2个。
第四绝缘基板10B在Z1侧的面具有导电层11B、12B、12C、13B、14B以及18B，在Z2侧的面具有导电层(未图示)。设置在Z2侧的面的导电层与导电层19同样地通过焊锡等接合材料7与散热板2接合。在导电层13B之上安装有多个例如2个第一晶体管110。2个第一晶体管110在X1-X2方向上排列。在导电层12C之上安装有多个例如4个第二二极管220。4个第二二极管220成为2列并在X1-X2方向上排列有各2个。
设置有引线411、引线412、引线413、引线414、引线415以及引线418。引线411将导电层11A和导电层11B连接。引线412将导电层12A和导电层12B连接。引线413将导电层13A和导电层13B连接。引线414将导电层14A和导电层14B连接。引线415将导电层12A和导电层12C连接。引线418将导电层18A和导电层18B连接。
导电层11A和11B是导电层11的一部分。导电层12A、12B以及12C是导电层12的一部分。导电层13A和13B是导电层13的一部分。导电层14A和14B是导电层14的一部分。导电层18A和18B是导电层18的一部分。
第五绝缘基板20A在Z1侧的面具有导电层21A、22A、23A、24A、25A以及28A，在Z2侧的面具有导电层(未图示)。设置在Z2侧的面的导电层与导电层29同样地通过焊锡等接合材料8与散热板2接合。在导电层23A之上安装有多个例如2个第二晶体管210。2个第二晶体管210在X1-X2方向上排列。在导电层25A之上安装有多个例如4个第一二极管120。4个第一二极管120成为2列并在X1-X2方向上排列有各2个。
第六绝缘基板20B在Z1侧的面具有导电层21B、22B、23B、24B、25B以及28B，在Z2侧的面具有导电层(未图示)。设置在Z2侧的面的导电层与导电层29同样地通过焊锡等接合材料8与散热板2接合。在导电层23B之上安装有多个例如2个第二晶体管210。2个第二晶体管210在X1-X2方向上排列。在导电层25B之上安装有多个例如4个第一二极管120。4个第一二极管120成为2列并在X1-X2方向上排列有各2个。
设置有引线421、引线422、引线423、引线424、引线425以及引线428。引线421将导电层21A和导电层21B连接。引线422将导电层22A和导电层22B连接。引线423将导电层23A和导电层23B连接。引线424将导电层24A和导电层24B连接。引线425将导电层25A和导电层25B连接。引线428将导电层28A和导电层28B连接。
导电层21A和21B是导电层21的一部分。导电层22A和22B是导电层22的一部分。导电层23A和23B是导电层23的一部分。导电层24A和24B是导电层24的一部分。导电层25A和25B是导电层25的一部分。导电层18A和18B是导电层18的一部分。
其它构成与第一实施方式是同样的。
通过第二实施方式也能得到与第一实施方式同样的效果。另外，在第二实施方式中，第一绝缘基板10包含第三绝缘基板10A和第四绝缘基板10B，因此易于使第三绝缘基板10A和第四绝缘基板10B与散热板2的第一主面2A进一步紧贴。同样地，第二绝缘基板20包含第五绝缘基板20A和第六绝缘基板20B，因此易于使第五绝缘基板20A和第六绝缘基板20B与散热板2的第一主面2A进一步紧贴。
以上，虽然对实施方式进行了详述，但并不限于特定的实施方式，能在权利要求书所记载的范围内进行各种变形和变更。
附图标记说明
1：半导体装置；2：散热板；2A：第一主面；2B：第二主面；3：P端子；4：N端子；5：第一O端子；6：第二O端子；7、8：接合材料；9：壳体；10：第一绝缘基板；10A：第三绝缘基板；10B：第四绝缘基板；11、11A、11B、12A、12B、12C、13A、13B、14A、14B、18、18A、18B、19：导电层；12：第二导体、第七导体(导电层)；13：第一导体(导电层)；14：第八导体(导电层)；20：第二绝缘基板；20A：第五绝缘基板；20B：第六绝缘基板；21、21A、21B、22A、22B、23A、23B、24A、24B、25A、25B、26、27、28、28A、28B、29：导电层；22：第六导体(导电层)；23：第五导体(导电层)；24：第四导体(导电层)；25：第三导体(导电层)；31：第一连接部件(引线)；32：第二连接部件(引线)；41：第五连接部件(引线)；42：第六连接部件(引线)；51、53、55：引线；52：第三连接部件(引线)；54：第八连接部件(引线)；61、62、63、64、65：引线；71、73、75：引线；72：第七连接部件(引线)；74：第四连接部件(引线)；81、82、83、85、86、87：引线；91、92：侧壁部；93、94：端壁部；95、96：端子座；100：上臂；110：第一晶体管；110A：第一晶体管组；111：第一栅极电极；112：第一源极电极；113：第一漏极电极；120：第一二极管；120A：第一二极管组；121：第一阳极电极；122：第一阴极电极；131：第一栅极端子；132：第一感测源极端子；133：感测漏极端子；200：下臂；210：第二晶体管；210A：第二晶体管组；211：第二栅极电极；212：第二源极电极；213：第二漏极电极；220：第二二极管；220A：第二二极管组；221：第二阳极电极；222：第二阴极电极；231：第二栅极端子；232：第二感测源极端子；330：热敏电阻；331：第一热敏电阻端子；332：第二热敏电阻端子；411、412、413、414、415、418：引线；421、422、423、424、425、428：引线；I1、I2、I3、I4：电流。

Claims (19)

1.一种半导体装置，具有：
第一绝缘基板；
第二绝缘基板；
第一晶体管，设置在所述第一绝缘基板；以及
第一二极管，设置在所述第二绝缘基板，并联连接到所述第一晶体管。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有第一臂，所述第一臂具备所述第一晶体管和所述第一二极管。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第一导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第一晶体管的第一电极；
第二导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第一晶体管的第二电极；
第三导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第一二极管的第一阴极电极；
第四导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第一二极管的第一阳极电极；
第一连接部件，将所述第一导体和所述第三导体连接；以及
第二连接部件，将所述第二导体和所述第四导体连接。
4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，
所述第一连接部件和所述第二连接部件是引线。
5.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，
所述第一连接部件和所述第二连接部件是金属板。
6.根据权利要求3至权利要求5中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第三连接部件，将所述第二电极和所述第二导体连接；以及
第四连接部件，将所述第一阳极电极和所述第四导体连接。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第二晶体管，设置在所述第二绝缘基板；以及
第二二极管，设置在所述第一绝缘基板，并联连接到所述第二晶体管，
所述第二晶体管和所述第二二极管串联连接到所述第一晶体管和所述第一二极管。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有第二臂，所述第二臂具备所述第二晶体管和所述第二二极管。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第五导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第二晶体管的第三电极；
第六导体，设置在所述第二绝缘基板，连接到所述第二晶体管的第四电极；
第七导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第二二极管的第二阴极电极；
第八导体，设置在所述第一绝缘基板，连接到所述第二二极管的第二阳极电极；
第五连接部件，将所述第五导体和所述第七导体连接；以及
第六连接部件，将所述第六导体和所述第八导体连接。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，
所述第五连接部件和所述第六连接部件是引线。
11.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，
所述第五连接部件和所述第六连接部件是金属板。
12.根据权利要求9至权利要求11中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第七连接部件，将所述第四电极和所述第六导体连接；以及
第八连接部件，将所述第二阳极电极和所述第八导体连接。
13.根据权利要求7至权利要求12中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置具有：
第一控制端子，连接到所述第一晶体管的第一控制电极；以及
第二控制端子，连接到所述第二晶体管的第二控制电极，
当俯视时，
在所述第一控制端子与所述第二二极管之间配置所述第一晶体管，
在所述第二控制端子与所述第一二极管之间配置所述第二晶体管。
14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有多个所述第一晶体管，
在所述第一控制端子连接多个所述第一晶体管的所述第一控制电极，
所述半导体装置具有多个所述第二晶体管，
在所述第二控制端子连接多个所述第二晶体管的所述第二控制电极，
在所述第一控制端子与所述第二二极管之间配置多个所述第一晶体管，
在所述第二控制端子与所述第一二极管之间配置多个所述第一晶体管。
15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有多个所述第二二极管，
所述第一绝缘基板具有：
第三绝缘基板，配置有多个所述第一晶体管中的一部分和多个所述第二二极管中的一部分；以及
第四绝缘基板，配置有多个所述第一晶体管中的另一部分和多个所述第二二极管中的另一部分。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有多个所述第一二极管，
所述第二绝缘基板具有：
第五绝缘基板，配置有多个所述第二晶体管中的一部分和多个所述第一二极管中的一部分；以及
第六绝缘基板，配置有多个所述第二晶体管中的另一部分和多个所述第一二极管中的另一部分。
17.根据权利要求7至权利要求16中任一项所述的半导体装置，其中，
所述第二晶体管是使用碳化硅构成的场效应晶体管，
所述第二二极管是使用碳化硅构成的肖特基势垒二极管。
18.根据权利要求1至权利要求17中任一项所述的半导体装置，其中，
所述第一晶体管是使用碳化硅构成的场效应晶体管，
所述第一二极管是使用碳化硅构成的肖特基势垒二极管。
19.根据权利要求1至权利要求18中任一项所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置具有散热板，所述散热板具备第一主面和与所述第一主面相反的一侧的第二主面，
在所述第一主面搭载有所述第一绝缘基板和所述第二绝缘基板，
所述第二主面以凸状弯曲。
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