DE112019004386T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Yuji Ishimatsu
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung umfassend eine Inverterschaltung mit einem ersten Schaltelement und einem zweiten Schaltelement, eine erste Steuerschaltung, eine zweite Steuerschaltung und eine Begrenzungseinheit. Das erste Schaltelement ist mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Das zweite Schaltelement umfasst einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss. Die erste Steuerschaltung steuert das erste Schaltelement an. Die zweite Steuerschaltung steuert das zweite Schaltelement an. Die Begrenzungseinheit reduziert die Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss basierend auf einer Spannungsschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund
  • Eine Halbleitervorrichtung, die entwickelt wird, ist in ein einziges Gehäuse integriert, indem eine Inverterschaltung und eine Steuerschaltung auf einem Anschluss-Rahmen (engl. Leadframe) befestigt werden. Die Inverterschaltung umfasst ein erstes Schaltelement, das mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, und ein zweites Schaltelement, das in Reihe mit dem ersten Schaltelement geschaltet ist. Die Steuerschaltung steuert EIN/AUS jedes Schaltelementes (siehe z.B. Patentdokument 1).
  • Dokumente aus dem Stand der Technik
  • Patentschriften
  • Patentdokument 1: Japanische Offenlegung der Patentveröffentlichung Nr. 2016-82281
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Probleme
  • Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung sind das zweite Schaltelement und der Anschluss-Rahmen durch einen Bonddraht elektrisch verbunden. Die elektrischen Eigenschaften des zweiten Schaltelements können aufgrund der negativen Vorspannung durch den Einfluss der Induktivität des Bonddrahtes schwanken.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Schwankungen der elektrischen Eigenschaften zu reduzieren.
  • Lösung zu den Problemen
  • Eine Halbleitervorrichtung, die das obige Problem löst, umfasst eine Inverterschaltung, die ein erstes und ein zweites Schaltelement, eine erste und eine zweite Steuerschaltung sowie eine Begrenzungseinheit aufweist. Das erste Schaltelement ist mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Das zweite Schaltelement umfasst einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss. Die erste Steuerschaltung steuert das erste Schaltelement an. Die zweite Steuerschaltung steuert das zweite Schaltelement an. Die Begrenzungseinheit reduziert die Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss basierend auf einer Spannungsschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements.
  • Die Halbleitervorrichtung, die das oben beschriebene Problem löst, umfasst eine Inverterschaltung, die ein erstes und ein zweites Schaltelement sowie eine Begrenzungseinheit aufweist. Das erste Schaltelement ist mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Das zweite Schaltelement umfasst einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss. Die Begrenzungseinheit reduziert die Potentialschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements beim Einschalten des ersten Schaltelements.
  • VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Entsprechend der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung können Schwankungen in den elektrischen Eigenschaften reduziert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockschaltbild, das den elektrischen Aufbau einer Halbleitervorrichtung entsprechend einer ersten Ausführung zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung.
    • 4 ist eine Ansicht der Halbleitervorrichtung von unten.
    • 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 aus 2.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 aus 2.
    • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 aus 7.
    • 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 aus 9.
    • 11 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines MOSFETs zeigt.
    • 12 ist ein detaillierter Schaltplan, der den elektrischen Aufbau eines Teils der Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 13 ist ein detaillierter Schaltplan, der die elektrische Konfiguration eines Teils einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 14 ist eine schematische Draufsicht, die das Elementlayout in einem Teil des integrierten Schaltungselements der Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 15 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung entsprechend einer dritten Ausführungsform vergrößert ist.
    • 16 ist ein Blockschaltbild, das den elektrischen Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
    • 17 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 18A ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die den Aufbau einer Diode zeigt.
    • 18B ist eine Querschnittsansicht, der den Aufbau einer Diode zeigt.
    • 19 ist ein Schaltplan, der die Funktionsweise der vierten Ausführungsform veranschaulicht und die elektrische Anschlusskonfiguration einer Antriebseinheit zeigt.
    • 20 ist ein Blockschaltbild, das den elektrischen Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
    • 21 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren der Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 22 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 23 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 24 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 25 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 26 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 27 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 28 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 29 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 30 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 31 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 32 ist eine Draufsicht, in der ein Teil des Layouts im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel vergrößert dargestellt ist.
    • 33 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 34 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines MOSFETs gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 35 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines MOSFETs gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 36 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau einer Diode gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 37 ist ein Blockschaltbild, das den elektrischen Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
    • 38 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren der Halbleitervorrichtung von 37 zeigt.
    • 39 ist eine Draufsicht, die das Layout im Inneren einer Halbleitervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden nun Ausführungsformen einer Halbleitervorrichtung anhand der Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele für Konfigurationen und Methoden, die technische Konzepte verkörpern, und sollen nicht dazu dienen, Material, Form, Struktur, Anordnung, Abmessungen und Ähnliches der einzelnen Komponenten zu begrenzen. An den folgenden Ausführungsformen können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
  • In der vorliegenden Beschreibung schließt „ein Zustand, in dem ein Glied A mit einem Glied B verbunden ist“ einen Fall ein, in dem das Glied A und das Glied B physisch und direkt verbunden sind, zusätzlich zu einem Fall, in dem das Glied A und das Glied B indirekt über ein anderes Glied verbunden sind, das den Zustand der elektrischen Verbindung nicht beeinflusst.
  • Ähnlich schließt „ein Zustand, in dem ein Mitglied C zwischen dem Mitglied A und dem Mitglied B vorgesehen ist“ einen Fall ein, in dem das Mitglied A und das Mitglied C oder das Mitglied B und das Mitglied C direkt verbunden sind, zusätzlich zu einem Fall, in dem das Mitglied A und das Mitglied C oder das Mitglied B und das Mitglied C indirekt über ein anderes Mitglied verbunden sind, welches den Zustand der elektrischen Verbindung nicht beeinflusst.
  • Erste Ausführungsform
  • Wie in 1 dargestellt, bildet die Halbleitervorrichtung 1 eine Inverterschaltung zum Antrieb des Motors 2 und enthält eine Antriebseinheit 10 mit drei Inverterschaltungen, nämlich eine erste Inverterschaltung 10U, eine zweite Inverterschaltung 10V und eine dritte Inverterschaltung 10W. Die Halbleitervorrichtung 1 enthält ferner eine Steuerschaltung 20, der die Antriebseinheit 10 steuert. Die Inverterschaltungen 10U, 10V und 10W sind parallel zueinander geschaltet. Ein Beispiel für den Motor 2 ist ein bürstenloser Drehstrommotor.
  • Jede Inverterschaltung 10U, 10V, 10W umfasst ein erstes Schaltelement 11 und ein zweites Schaltelement 12. Das erste Schaltelement 11 und das zweite Schaltelement 12 sind in Reihe geschaltet. Das erste Schaltelement 11 umfasst einen ersten Anschluss, der mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, einen zweiten Anschluss, der mit dem zweiten Schaltelement 12 verbunden ist, und einen Steueranschluss. Das zweite Schaltelement 12 umfasst einen ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des ersten Schaltelements 11 verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit der Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss. Ein Beispiel für das erste Schaltelement 11 und das zweite Schaltelement 12 ist ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Im Folgenden wird das erste Schaltelement 11 der ersten Inverterschaltung 10U als MOSFET 11U, das erste Schaltelement 11 der zweiten Inverterschaltung 10V als MOSFET 11V und das erste Schaltelement 11 der dritten Inverterschaltung 10W als MOSFET 11W bezeichnet. Das zweite Schaltelement 12 der ersten Inverterschaltung 10U wird als MOSFET 12U, das zweite Schaltelement 12 der zweiten Inverterschaltung 10V als MOSFET 12V und das zweite Schaltelement 12 der dritten Inverterschaltung 10W als MOSFET 12W bezeichnet. In der vorliegenden Ausführung werden N-Kanal-MOSFETs als MOSFETs 11U bis 11W und 12U bis 12W verwendet. Der Drain-Anschluss jedes der MOSFETs 11U bis 11W ist ein Beispiel für den ersten Anschluss des ersten Schaltelements 11, der Source-Anschluss jedes der MOSFETs 11U bis 11W ist ein Beispiel für den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements 11 und der Gate-Anschluss jedes der MOSFETs 11U bis 11W ist ein Beispiel für den Steueranschluss des ersten Schaltelements 11. Der Drain-Anschluss jedes der MOSFETs 12U bis 12W ist ein Beispiel für den ersten Anschluss des zweiten Schaltelements 12, der Source-Anschluss jedes der MOSFETs 12U bis 12W ist ein Beispiel für den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements 12 und der Gate-Anschluss jedes der MOSFETs 12U bis 12W ist ein Beispiel für den Steueranschluss des zweiten Schaltelements 12.
  • Der MOSFET 11U und der MOSFET 12U sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET 11U und der Drain-Anschluss des MOSFET 12U sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET 11U und dem Drain-Anschluss des MOSFET 12U ist elektrisch mit einer U-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden.
  • Der MOSFET 11V und der MOSFET 12V sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET 11V und der Drain-Anschluss des MOSFET 12V sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET 11V und dem Drain-Anschluss des MOSFET 12V ist elektrisch mit einer V-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden.
  • Der MOSFET 11W und der MOSFET 12W sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET 11W und der Drain-Anschluss des MOSFET 12W sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET 11W und dem Drain-Anschluss des MOSFET 12W ist elektrisch mit einer W-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden.
  • Die Drain-Anschlüsse der MOSFETs 11U bis 11W sind miteinander verbunden. Die Drain-Anschlüsse der MOSFETs 11U bis 11W sind elektrisch mit einer externen Spannungsversorgung verbunden. Die Source-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W sind miteinander verbunden. Die Source-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W sind mit Masse GND verbunden. Die Gate-Anschlüsse der MOSFETs 11U bis 11W und die Gate-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W sind elektrisch mit der Steuerschaltung 20 verbunden.
  • Der Strom durch jeden der MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W beträgt vorzugsweise weniger als 30 A. In der vorliegenden Ausführung beträgt der Strom durch jeden der MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W etwa 15 A.
  • Die Steuerschaltung 20 enthält eine Treiberschaltung 21, die als Beispiel für eine Treibersignal-Ausgabeschaltung dient, die Treibersignale an die Gates der MOSFETs 11U bis 11W und die Gates der MOSFETs 12U bis 12W ausgibt, eine Logikschaltung 22, die die Treiberschaltung 21 steuert, und eine Bootstrap-Schaltung 23, die eine Treiberleistung für den Hochpotentialblock der Treiberschaltung 21 und der Logikschaltung 22 erzeugt. Die Steuerschaltung 20 enthält eine Treiberschaltung 21, eine Logikschaltung 22 und eine Bootstrap-Schaltung 23, die jeweils den MOSFETs 11U bis 11W und den MOSFETs 12U bis 12W entsprechen.
  • Die Treiberschaltung 21 enthält die Treiberschaltungen 21UU, 21VU und 21WU zur Steuerung der Gates der hochpotentialseitigen MOSFETs 11U bis 11W und die Treiberschaltungen 21UL, 21VL und 21WL zur Steuerung der Gates der niederpotentialseitigen MOSFETs 12U bis 12W.
  • Die Treiberschaltung 21UU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 11U verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung 21VU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 11V verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung 21WU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 11W verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus.
  • Die Treiberschaltung 21UL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 12U verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung 21VL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 12V verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung 21WL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET 12W verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus.
  • Die Logikschaltung 22 enthält die Logikschaltungen 22UU, 22VU, 22WU, die die Treiberschaltungen 21UU, 21VU und 21WU zur Steuerung der Gates der hochpotentialseitigen MOSFETs 11U bis 11W steuern, und die Logikschaltungen 22UL, 22VL, 22WL, die die Treiberschaltungen 21UL, 21VL und 21WL zur Steuerung der Gates der niederpotentialseitigen MOSFETs 12U bis 12W steuern.
  • Die Logikschaltung 22UU ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21UU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21UU aus, so dass die Treiberschaltung 21UU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 11U ausgegeben wird. Die Logikschaltung 22VU ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21UU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21VU aus, so dass die Treiberschaltung 21VU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 11V ausgegeben wird. Die Logikschaltung 22WU ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21WU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21UU aus, so dass die Treiberschaltung 21WU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 11W ausgegeben wird.
  • Die Logikschaltung 22UL ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21UL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21UL aus, so dass die Treiberschaltung 21UL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 12U ausgegeben wird. Die Logikschaltung 22VL ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21VL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21VL aus, so dass die Treiberschaltung 21VL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 12V ausgegeben wird. Die Logikschaltung 22WL ist elektrisch mit der Treiberschaltung 21WL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung 21WL aus, so dass die Treiberschaltung 21WL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET 12W ausgegeben wird.
  • Die Bootstrap-Schaltung 23 enthält eine erste Bootstrap-Schaltung 23U, eine zweite Bootstrap-Schaltung 23V und eine dritte Bootstrap-Schaltung 23W. Die Bootstrap-Schaltungen 23U, 23V, 23W haben die gleiche Konfiguration, bei der eine Boot-Diode und ein Boot-Kondensator in Reihe geschaltet sind.
  • Die erste Bootstrap-Schaltung 23U ist elektrisch mit dem Source des MOSFET 11U, der Treiberschaltung 21UU und der Logikschaltung 22UU verbunden. Die erste Bootstrap-Schaltung 23U erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung 21UU und die Logikschaltung 22UU.
  • Die zweite Bootstrap-Schaltung 23V ist elektrisch mit dem Source des MOSFET 11V, der Treiberschaltung 21VU und der Logikschaltung 22VU verbunden. Die zweite Bootstrap-Schaltung 23V erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung 21VU und die Logikschaltung 22VU
  • Die dritte Bootstrap-Schaltung 23W ist elektrisch mit dem Source des MOSFET 11W, der Treiberschaltung 21WU und der Logikschaltung 22WU verbunden. Die dritte Bootstrap-Schaltung 23W erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung 21WU und die Logikschaltung 22WU.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Treiberschaltungen 21UU, 21VU, 21WU und die Logikschaltungen 22UU, 22VU, 22WU ein Beispiel für eine erste Steuerschaltung, die das erste Schaltelement 11 steuert. Die Treiberschaltungen 21UL, 21VL, 21WL und die Logikschaltungen 22UL, 22VL, 22WL sind ein Beispiel für eine zweite Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement 12 steuert. Darüber hinaus sind die Treiberschaltung 21UL und die Logikschaltung 22UL ein Beispiel für eine dritte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement 12 (MOSFET 12U) der ersten Inverterschaltung steuert. Die Treiberschaltung 21VL und die Logikschaltung 22VL sind ein Beispiel für eine vierte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement 12 (MOSFET 12V) der zweiten Inverterschaltung steuert. Die Treiberschaltung 21WL und die Logikschaltung 22WL sind ein Beispiel für eine fünfte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement 12 (MOSFET 12W) der dritten Inverterschaltung steuert.
  • Ein Beispiel für die Konfiguration der Halbleitervorrichtung 1 wird nun anhand der 2 bis 6 beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 enthält ferner eine Zuleitung 30, ein Wärmedispensationselement 40 und ein Vergussharz 50 (doppelte gepunktete Linie in 2). Die Halbleitervorrichtung 1 ist ein einzelnes Paket, das durch Verkapselung der Treiberschaltung 10 und der Steuerschaltung 20 (beide in 1 dargestellt) mit dem Vergussharz 50 gebildet wird. Die Halbleitervorrichtung 1 ist in der Draufsicht rechteckig. In der folgenden Beschreibung wird eine Längsrichtung der Halbleitervorrichtung 1 als eine erste Richtung X definiert, eine Richtung orthogonal zur ersten Richtung X in einer Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung 1 als eine zweite Richtung Y und eine Richtung orthogonal sowohl zur ersten Richtung X als auch zur zweiten Richtung Y als eine dritte Richtung Z. Die dritte Richtung Z kann auch als Dickenrichtung der Halbleitervorrichtung 1 bezeichnet werden.
  • Wie in 3 dargestellt, ist das Maß DX in der ersten Richtung X der Halbleitervorrichtung 1 (Vergussharz 50) vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm. Das Maß DY in der zweiten Richtung Y der Halbleitervorrichtung 1 (Vergussharz 50) ist vorzugsweise kleiner oder gleich 35 mm. Die Abmessung DZ in der dritten Richtung Z der Halbleitervorrichtung 1 (Vergussharz 50) ist vorzugsweise kleiner oder gleich 6 mm. In der Halbleitervorrichtung 1 beträgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Dimension DX in der ersten Richtung X etwa 57 mm, die Dimension DY in der zweiten Richtung Y etwa 30 mm und die Dimension DZ in der dritten Richtung Z etwa 5 mm.
  • Wie in 3 dargestellt, ist das Vergussharz 50 flach und rechteckig. Das Vergussharz 50 ist z.B. aus einem schwarzen Epoxidharz. Das Vergussharz 50 hat eine Vorderseite 50A, eine Rückfläche 50B, eine erste Seitenfläche 50C, eine zweite Seitenfläche 50D, eine dritte Seitenfläche 50E und eine vierte Seitenfläche 50F. Die Vorderseite 50A und die Rückfläche 50B sind Ebenen, die sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y erstrecken und eine im Wesentlichen rechteckige Form haben, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die erste Seitenfläche 50C ist eine Seitenfläche auf einer Seite des Vergussharzes 50 in der ersten Richtung X, und die zweite Seitenfläche 50D ist eine Seitenfläche auf der anderen Seite des Vergussharzes 50 in der ersten Richtung X. Die erste Seitenfläche 50C und die zweite Seitenfläche 50D sind Ebenen, die sich in der zweiten Richtung Y und der dritten Richtung Z erstrecken und eine im Wesentlichen rechteckige Form haben, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die dritte Seitenfläche 50E ist eine Seitenfläche auf einer Seite des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y, und die vierte Seitenfläche 50F ist eine Seitenfläche des Vergussharzes 50 auf der anderen Seite. Die dritte Seitenfläche 50E und die vierte Seitenfläche 50F sind Ebenen, die sich in der ersten Richtung X und der dritten Richtung Z erstrecken und eine im Wesentlichen rechteckige Form haben, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Das Vergussharz 50 ist mit vier ersten Aussparungen 51 und zwei zweiten Aussparungen 52 versehen. Die vier ersten Aussparungen 51 sind so ausgebildet, dass sie in der zweiten Richtung Y von der dritten Seitenfläche 50E aus ausgespart werden und sich in der dritten Richtung Z durch das Vergussharz 50 hindurch erstrecken. Die vier ersten Aussparungen 51 sind in der ersten Richtung X in einem Teil der dritten Seitenfläche 50E nahe der ersten Seitenfläche 50C in Abständen angeordnet. Die zweite Aussparung 52 ist in der Mitte der ersten Seitenfläche 50C des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y und in der Mitte der zweiten Seitenfläche 50D des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Die zweite Aussparung 52 ist so ausgebildet, dass sie in der ersten Richtung X ausgespart ist und sich in der dritten Richtung Z durch das Vergussharz 50 erstreckt.
  • Wie in 4 dargestellt, ist das Wärmedispensationselement 40 von der Rückseite 50B des Vergussharzes 50 freigelegt. Das Wärmedispensationselement 40 ist z.B. aus Keramik. Die freiliegende Fläche 40A des Wärmedispensationselements 40 hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist.
  • Wie in 2 dargestellt, versorgt die Zuleitung 30 die MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W sowie die Steuerschaltung 20 (siehe 1) und dient als Leitungsstützglied, das einen Leitungspfad der MOSFETs 11U bis 11W und der MOSFETs 12U bis 12W bildet. Die Zuleitung 30 wird z.B. durch einen Schneide- und Biegeprozess, wie z.B. durch Stanzen eines Blechmaterials aus Metall, geformt. Ein Beispiel für den Werkstoff der Zuleitung 30 ist Kupfer (Cu). Die Dicke der Zuleitung 30 beträgt z.B. ca. 0,42 mm.
  • Die Zuleitung 30 umfasst einen Rahmen 31, die Rahmen 32U, 32V, 32W, eine Vielzahl von Steuerrahmen 33, eine Vielzahl von Steuerrahmen 34, einen Rahmen 35U, der ein Beispiel für einen ersten Masse-Rahmen ist, einen Rahmen 35V, der ein Beispiel für einen zweiten Masse-Rahmen ist, und einen Rahmen 35W, der ein Beispiel für einen dritten Masse-Rahmen ist. Außerdem enthält die Zuleitung 30 der vorliegenden Ausführung einen Hilfsrahmen 36, der nicht elektrisch mit dem MOSFET 11U und dem MOSFET 12L verbunden ist und als sogenannte Nichtverbindung dient. Die Rahmen 31 und die jeweiligen Rahmen 32U, 32V, 32W sind in der ersten Richtung X in Abständen angeordnet. Die Vielzahl der Steuerrahmen 33 und die Vielzahl der Steuerrahmen 34 sind in der ersten Richtung X in Abständen angeordnet. Die Vielzahl der Steuerrahmen 33 und die Vielzahl der Steuerrahmen 34 sind in der zweiten Richtung Y zusammen mit den Rahmen 31 und den jeweiligen Rahmen 32U, 32V, 32W in Abständen angeordnet. Das heißt, die Vielzahl der Steuerrahmen 33 und die Vielzahl der Steuerrahmen 34 sind nahe der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y angeordnet. Die Rahmen 35U, 35V, 35W sind auf der Seite der Rahmen 31 gegenüber den Rahmen 32U, 32V, 32W in der ersten Richtung X angeordnet. Die Rahmen 35U, 35V, 35W sind nahe der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y angeordnet. Der Hilfsrahmen 36 ist auf dem Vergussharz 50 am Ende der ersten Seitenfläche 50C nahe der vierten Seitenfläche 50F angeordnet. Der Hilfsrahmen 36 hat einen aus der vierten Seitenfläche 50F herausragenden Anschlussteil.
  • Der Rahmen 31 ist ein Anschluss-Rahmen (engl. Leadframe) zum elektrischen Anschluss der Drains der MOSFETs 11U bis 11W an eine externe Stromversorgung und umfasst einen Inselteil 31a, einen Anschlussteil 31b und einen Verbindungsteil 31c. Der Inselteil 31a, der Anschlussteil 31b und der Verbindungsteil 31c sind integral ausgebildet. Der Inselteil 31a hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die MOSFETs 11U bis 11W sind auf dem Inselteil 31a befestigt. Der Anschlussteil 31b ragt aus der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 heraus. Der Verbindungsteil 31c verbindet den Inselteil 31a und den Anschlussteil 31b. Der Verbindungsteil 31c erstreckt sich von einem Ende des Inselteils 31a, das näher am Anschlussteil 31b ist, in der zweiten Richtung Y zum Anschlussteil 31b. Der Anschlussteil 31b ragt aus dem Vergussharz 50 heraus. Der Anschlussteil 31b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz 50 erstreckt hat (siehe 3). Der Inselteil 31a, der Anschlussteil 31b und der Verbindungsteil 31c können getrennt gebildet und miteinander zum Rahmen 31 verbunden werden.
  • Der erste Rahmen schwebt 32U ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET 12U mit einem elektrischen Gerät (z.B. Motor 2), das von der Halbleitervorrichtung 1 angetrieben wird. Der erste Rahmen 32U der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer U-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden. Der zweite Rahmen schwebt 32V ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET 12V und eines elektrischen Bauteils (z.B. Motor 2), das von der Halbleitervorrichtung1 angetrieben wird. Der zweite Rahmen 32V der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer V-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden. Der dritte Rahmen 32W ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET 12W mit einem elektrischen Gerät (z.B. Motor 2), das von der Halbleitervorrichtung 1 angetrieben wird. Der dritte Rahmen 32W der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer W-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors 2 verbunden. Jeder der Rahmen 32U, 32V, 32W hat im Allgemeinen die gleiche Form und enthält einen Inselteil 32a, einen Anschlussteil 32b und einen Verbindungsteil 32c. Der Inselteil 32a, der Anschlussteil 32b und der Verbindungsteil 32c sind integral ausgebildet. Der Inselteil 32a hat eine rechteckige Form, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe (Breitenmaß) des Inselteils 32a jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in der ersten Richtung X ist etwa 1/3 der Größe (Breitenmaß) in der ersten Richtung X des Inselteils 31a des Rahmens 31. Der MOSFET 12U ist auf dem Inselteil 32a des ersten Rahmens 32U befestigt. Der MOSFET 12V ist auf dem Inselteil 32a des zweiten Rahmens 32V befestigt. Der MOSFET 12W ist auf dem Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W befestigt.
  • Die Anschlussteile 32b der Rahmen 32U, 32V, 32W ragen aus der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 heraus. Jeder Endabschnitt 32b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz 50 erstreckt hat (siehe 3).
  • Der Verbindungsteil 32c des ersten Rahmens 32U erstreckt sich von einem Ende des Vergussharzes 50 auf der vierten Seitenfläche 50F in die zweite Richtung Y zum Anschlussteil 32b und von einem Ende des Inselteils 32a des ersten Rahmens 32U, das näher am Rahmen 31 ist, in die erste Richtung X. Ein Drahtverbindungsteil 32f mit einer in der Draufsicht rechteckigen Form, der sich in der ersten Richtung X erstreckt, ist an dem Verbindungsteil 32c nahe der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 vorgesehen. Wie in 2 dargestellt, haben auch der Verbindungsteil 32c des zweiten Rahmens 32V und der Verbindungsteil 32c des dritten Rahmens 32W ähnliche Formen wie der Verbindungsteil 32c des ersten Rahmens 32U. Weiterhin können der Inselteil 32a, der Anschlussteil 32b und der Verbindungsteil 32c separat gebildet und miteinander zu den Rahmen 32U, 32V und 32W verbunden werden.
  • Der Steuerrahmen 33 umfasst die Rahmen 33BU, 33BV, 33BW, die Rahmen 33U, 33V, 33W, einen Rahmen 33C und einen Rahmen 33S.
  • Der Rahmen 33 S ist ein Leadframe zur Versorgung eines integrierten Schaltungselements 25H. In einem Beispiel des integrierten Schaltungselements 25H ist die Hochpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung 20 als Chip ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hochpotential-Blockschaltung der Steuerschaltungen 20 eine erste Steuerschaltung. Das heißt, die Hochpotential-Blockschaltung umfasst die Treiberschaltungen 21UU, 21VU und 21WU sowie die Logikschaltungen 22UU, 22VU und 22WU (alle in 1 dargestellt). Der Rahmen 33S umfasst einen Inselteil 33a, einen ersten Armteil 33b, der sich entlang der ersten Richtung X von dem Inselteil 33a zur ersten Seitenfläche 50C des Vergussharz 50 erstreckt, einen zweiten Armteil 33c, der sich in der zweiten Richtung Y von einem Ende des Vergussharz 50 des ersten Armteils 33b nahe der ersten Seitenfläche 50C erstreckt, und einen Anschlussteil 33d, der sich vom zweiten Armteil 33c erstreckt. Der Inselteil 33a, der erste Armteil 33b, der zweite Armteil 33c und der Anschlussteil 33d sind integral ausgebildet.
  • Der Inselteil 33a hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die Größe des Inselteils 33a in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe des ersten Armteils 33b in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Inselteils 33a in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe des Inselteils 31a des Rahmens 31 in der ersten Richtung X. Der Inselteil 33a ist durch einen Spalt vom Inselteil 31a des Rahmens 31 in der zweiten Richtung Y getrennt. Der Inselteil 33a befindet sich im Wesentlichen in der Mitte in der ersten Richtung X des Inselteils 31a des Rahmens 31 in der ersten Richtung X. Genauer gesagt, der Inselteil 33a ist so angeordnet, dass seine zentrale Position etwas näher an der Seite gegenüber dem ersten Rahmen 32U in der ersten Richtung X liegt als die Mitte in der ersten Richtung X des Inselteils 31a. Das integrierte Schaltungselement 25H ist auf dem Inselteil 33a befestigt.
  • Der erste Armteil 33b wird näher an die erste Seitenfläche 50C des Verkapselungsharzes 50 als der Rahmen 33BU herangeführt. Der erste Armteil 33b enthält eine Vielzahl von Aussparungen 33e entlang der ersten Richtung X. Die Aussparungen 33e der vorliegenden Ausführung sind in der Draufsicht jeweils kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten Bodenteil. Der zweite Armteil 33c befindet sich in der Nähe der ersten Seitenfläche 50C des Vergussharzes 50. Genauer gesagt, befindet sich der zweite Armteil 33c zwischen der zweiten Aussparung 52, die von den vier zweiten Aussparungen 52 der ersten Seitenfläche 50C am nächsten liegt, der ersten Seitenfläche 50C. Die Größe (Breitenmaß) in der ersten Richtung X des zweiten Armteils 33c ist kleiner als die Größe (Breitenmaß) in der zweiten Richtung Y des ersten Armteils 33b. Der Anschlussteil 33d ragt in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz 50 heraus. Die Größe (Breitenmaß) des Anschlussteils 33d in der ersten Richtung X ist gleich dem Breitenmaß des zweiten Armteils 33c. Das Inselteil 33a, das erste Armteil 33b und das zweite Armteil 33c können getrennt voneinander geformt und miteinander verbunden werden, um den Rahmen 33S zu bilden.
  • Die Rahmen 33BU, 33BV, 33BW, die Rahmen 33U, 33V, 33W und der Rahmen 33C sind so angeordnet, dass sie den Inselteil 33a des Rahmens 33S umgeben.
  • Die Rahmen 33BU, 33BV und 33BW sind Leadframes für den elektrischen Anschluss einer Steuerstromversorgung (nicht abgebildet) und der Bootstrap-Schaltung 23 (siehe 1). Die Rahmen 33U, 33V und 33W sind Leadframes zum Anschluss an eine Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet), die außerhalb der Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen ist. Das Gate-Treibergerät legt Gate-Signalspannungen an die Rahmen 33U, 33V und 33W an, um Treibersignale zu erzeugen. Der Rahmen 33C ist ein Leadframe zur Stromversorgung des integrierten Schaltungselements 25H.
  • Der erste Startrahmen (engl. boot frame) 33BU liegt dem Inselteil 33a des Rahmens 33S durch einen Spalt getrennt in der ersten Richtung X gegenüber und liegt dem ersten Armteil 33b des Rahmens 33S durch einen Spalt getrennt in der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen 33BU ist auf dem Vergussharz 50 näher an der ersten Seitenfläche 50C angeordnet als der Rahmen 33BV und der Rahmen 33BW.
  • Der Rahmen 33BV und der Rahmen 33BW befinden sich auf dem Vergussharz 50 näher an der dritten Seitenfläche 50E als der Inselteil 33a des Rahmens 33S. Der Rahmen 33BV ist so angeordnet, dass er dem Inselteil 33a des Rahmens 33S in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüberliegt, und dass er an den Rahmen 33BU in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt angrenzt. Der Rahmen 33BW ist so angeordnet, dass er dem Inselteil 33a des Rahmens 33S in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüberliegt, und dass er an den Rahmen 33BV in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt angrenzt. Der Rahmen 33BV befindet sich zwischen dem Rahmen 33BU und dem Rahmen 33BW in der ersten Richtung X.
  • Der Rahmen 33BU enthält einen Inselteil 33f und einen Anschlussteil 33g. Der Inselteil 33f und der Anschlussteil 33g sind integral ausgebildet. Sowohl der Rahmen 33BV als auch der Rahmen 33BW enthält zusätzlich einen Inselteil 33f und einen Anschlussteil 33g in der gleichen Weise wie der Rahmen 33BU. Die Fläche des Inselteils 33f des Rahmens 33BU ist größer als die Fläche des Inselteils 33f des Rahmens 33BV und die Fläche des Inselteils 33f des Rahmens 33BW. Der Inselteil 33f des Rahmens 33BU hat einen Teil, der sich vom Inselteil 33f des Rahmens 33BV in der zweiten Richtung Y zum ersten Armteil 33b erstreckt. Der Inselteil 33f des Rahmens 33BV und der Inselteil 33f des Rahmens 33BW enthalten Ausschnitte, die den zweiten Aussparungen 52 entsprechen.
  • Die Startdiode (engl. boot diode) 24U der ersten Bootstrap-Schaltung 23U wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil 33f des Rahmens 33BU befestigt. Die Startdiode 24U befindet sich im Inselteil 33f des Rahmens 33BU näher am Inselteil 33f des Rahmens 33BV. Die Startdiode 24U ist durch einen Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode 24U ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen 33BU ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode 24U verbunden.
  • Die Startdiode 24V der zweiten Bootstrap-Schaltung 23V wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil 33f des Rahmens 33BV befestigt. Die Startdiode 24V befindet sich im Inselteil 33f des Rahmens 33BV in der Nähe des Inselteils 33f des Rahmens 33BU. Die Startdiode 24V wird als ein Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode 24V ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen 33BV ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode 24V verbunden.
  • Die Startdiode 24W der dritten Bootstrap-Schaltung 23W wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil 33f des Rahmens 33BW befestigt. Die Startdiode 24W befindet sich im Inselteil 33f des Rahmens 33BW am Ende des Rahmens 33BV auf der dem Inselteil 33f gegenüberliegenden Seite in der ersten Richtung X. Die Startdiode 24W wird von einem Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode 24W ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen 33BW ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode 24W verbunden.
  • Die Anschlussteile 33g der Rahmen 33BU, 33BV und 33BW ragen aus der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 heraus. Die Anschlussteile 33g der Rahmen 33BU, 33BV und 33BW sind L-förmig und erstrecken sich in der dritten Richtung Z, nachdem sie sich in der zweiten Richtung Y erstrecken (siehe 3). Die erste Aussparung 51 befindet sich zwischen dem Anschlussteil 33g des Rahmens 33BU und dem Anschlussteil 33g des Rahmens 33BV in der ersten Richtung X, und die erste Aussparung 51 befindet sich zwischen dem Anschlussteil 33g des Rahmens 33BV und dem Anschlussteil 33g des Rahmens 33BW in der ersten Richtung X. Das heißt, in der ersten Richtung X sind die vier ersten Aussparungen 51 und die Anschlussteile 33g der Rahmen 33BU, 33BV und 33BW abwechselnd angeordnet.
  • Die Rahmen 33U, 33V, 33W und der Rahmen 33C sind in der Draufsicht jeweils im Wesentlichen L-förmig. Der Rahmen 33U und der Rahmen 33V befinden sich in der zweiten Richtung Y näher an der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 als der Inselteil 33a des Rahmens 33S. Die Rahmen 33V und 33W und der Rahmen 33C befinden sich in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche 50D des Vergussharzes 50 als der Inselteil 33a des Rahmens 33S. Ein Teil des Rahmens 33W und des Rahmens 33C liegt dem Inselteil 33a des Rahmens 33S in der ersten Richtung X mit einem Spalt dazwischen gegenüber. Der Rahmen 33U ist so angeordnet, dass er dem Inselteil 33a des Rahmens 33S in der zweiten Richtung Y mit einem Spalt dazwischen und dem Rahmen 33BW in der ersten Richtung X mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegt. Der Rahmen 33V liegt dem Rahmen 33U in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen 33W liegt dem Rahmen 33V in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen 33C liegt dem Rahmen 33W in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen 33U und dem Rahmen 33V in der ersten Richtung X ist gleich der Größe des Spalts zwischen dem Rahmen 33V und dem Rahmen 33W. In der ersten Richtung X ist die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen 33W und dem Rahmen 33C größer als die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen 33V und dem Rahmen 33W.
  • Bei den Rahmen 33U, 33V, 33W und dem Rahmen 33C sind die aus der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 herausragenden Anschlussteile L-förmig und erstrecken sich in der dritten Richtung Z, nachdem sie sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz 50 erstreckt haben (siehe 3).
  • Der Steuerrahmen 34 umfasst die Rahmen 34U, 34V, 34W, einen Rahmen 34CV, einen Rahmen 34S und die Rahmen 34A, 34B, 34C, 34D.
  • Der Rahmen 34S ist ein Leadframe zur Aufnahme eines integrierten Schaltungselements 25L und zur Erdung des integrierten Schaltungselements 25L. In einem Beispiel des integrierten Schaltungselements 25L wird die Niederpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung 20 durch einen Chip gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Niederpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung 20 eine zweite Steuerschaltung. D.h. die Niederpotential-Blockschaltung umfasst die Treiberschaltungen 21UL, 21VL, 21WL und die Logikschaltungen 22UL, 22VL, 22WL (alle in 1 dargestellt). Der Rahmen 34S ist in der Draufsicht im Wesentlichen T-förmig. Im Einzelnen umfasst der Rahmen 34S ein Inselteil 34a, ein Anschlussteil 34b, ein Verbindungsteil 34c und ein Verlängerungsteil 34d. Der Inselteil 34a, der Anschlussteil 34b, der Verbindungsteil 34c und der Verlängerungsteil 34d sind integral ausgebildet.
  • Der Inselteil 34a hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. In der ersten Richtung X sind die zentrale Position des Inselteils 34a und die zentrale Position des Inselteils 32a des zweiten Rahmens 32V gleich zueinander. Die Größe des Inselteils 34a in der ersten Richtung X ist größer als die Größe des Inselteils 32a in der ersten Richtung X. Das Ende des Vergussharzes 50 des Inselteils 34a näher an der zweiten Seitenfläche 50D liegt dem Ende des Vergussharz 50 des Inselteils 32a des dritten Rahmens 32W näher an der ersten Seitenfläche 50C in der zweiten Richtung Y gegenüber. Das Ende des Vergussharzes 50 des Inselteils 34a näher an der ersten Seitenfläche 50C liegt dem Ende des Vergussharzes 50 des Inselteils 32a des ersten Rahmens 32U näher an der zweiten Seitenfläche 50D in der zweiten Richtung Y gegenüber. Außerdem ist die Größe des Inselteils 34a in der ersten Richtung X größer als die Größe des Inselteils 33a des Rahmens 33S in der ersten Richtung X. Die Größe des Inselteils 34a in der zweiten Richtung Y ist kleiner als die Größe des Inselteils 33a in der zweiten Richtung Y.
  • Das integrierte Schaltungselement 25L ist auf dem Inselteil 34a befestigt. Das integrierte Schaltungselement 25L ist näher am Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W in dem Inselteil 34a angeordnet. Genauer gesagt ist das integrierte Schaltungselement 25L in dem Inselteil 34a so angeordnet, dass seine Kante in der zweiten Richtung Y an der gleichen Stelle in der zweiten Richtung Y liegt wie die Kante des dritten Rahmens 32W nahe dem Inselteil 34a. In der ersten Richtung X sind die zentrale Position des integrierten Schaltungselements 25L und die zentrale Position des Inselteils 34a des dritten Rahmens 32W gleich zueinander. Die Größe des integrierten Schaltungselements 25L in der ersten Richtung X ist im Wesentlichen gleich der Größe des integrierten Schaltungselements 25H in der ersten Richtung X. Die Größe des integrierten Schaltungselements 25L in der zweiten Richtung Y ist kleiner als die Größe des integrierten Schaltungselements 25H in der zweiten Richtung Y. Aussparungen 34e sind in der ersten Richtung X des integrierten Schaltungselements 25L in dem Inselteil 34a beidseitig vorgesehen. Die Aussparungen 34e in der vorliegenden Ausführung sind in der Draufsicht kreisförmig und haben im Querschnitt einen gewölbten Bodenteil.
  • Der Verbindungsteil 34c verbindet den Inselteil 34a und den Anschlussteil 34b. Der Verbindungsteil 34c erstreckt sich in der zweiten Richtung Y vom Ende des Vergussharzes 50 in dem Inselteil 34a nahe der ersten Seitenfläche 50C und dem Ende nahe der dritten Seitenfläche 50E. Das Verbindungsteil 34c liegt dem Rahmen 33C gegenüber, wobei in der ersten Richtung X ein Spalt zwischen dem Verbindungsteil 34c und dem Rahmen 33C in der Regel gleich der Größe des Spaltes in der ersten Richtung X zwischen dem Rahmen 33C und dem Rahmen 33W ist. Der Verlängerungsteil 34d erstreckt sich in der ersten Richtung X vom Ende des Vergussharzes 50 im Inselteil 34a nahe der ersten Seitenfläche 50C und dem Ende nahe der vierten Seitenfläche 50F. Die Spitze des Verlängerungsteils 34d liegt dem Inselteil 33a des Rahmens 33S in der ersten Richtung X durch einen Spalt getrennt gegenüber. Der Verlängerungsteil 34d liegt dem Inselteil 32a des ersten Rahmens 32U und dem Teil näher an der zweiten Seitenfläche 50D des Vergussharzes 50 im Inselteil 31a des Rahmens 31 durch einen Spalt in der zweiten Richtung Y getrennt gegenüber. Der Verlängerungsteil 34d liegt dem Rahmen 33C des Steuerrahmens 33 in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüber. Der Anschlussteil 34b ragt aus der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 heraus. Der Anschlussteil 34b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y erstreckt hat(siehe 3).
  • Die Rahmen 34U, 34V, 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A, 34B, 34C, 34D sind so angeordnet, dass sie den Inselteil 34a des Rahmens 34S umgeben. Die Rahmen 34U, 34V, 34W, der Rahmen 34CV und der Rahmen 34A sind in der zweiten Richtung Y näher an der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 als der Inselteil 34a des Rahmens 34S angeordnet. Die Rahmen 34B, 34C, 34D sind in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche 50D des Vergussharz 50 als der Inselteil 34a des Rahmens 34S angeordnet.
  • Die Rahmen 34U, 34V, 34W sind Leadframes zum Anschluss an eine Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet), die außerhalb der Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen ist. Das Gate-Treibergerät legt Gate-Signalspannungen zur Erzeugung von Treibersignalen an die Rahmen 34U, 34V und 34W an. Der Rahmen 34CV ist ein Leadframe für die Stromversorgung des integrierten Schaltungselements 25L. Der Rahmen 34A ist ein Leadframe zur Ausgabe eines Fehlersignals, wenn ein Fehler in der Halbleitervorrichtung 1 auftritt. Der Rahmen 34B ist ein Leadframe zur Erkennung eines Zustands, in dem mindestens eine der an den Rahmen 32U, 32V, 32W angelegten Spannungen mit dem Hochspannungsanlegeanschluss (oder dem entsprechenden Hochspannungsanschluss) kurzgeschlossen ist. Der Rahmen 34C ist ein Leadframe zur Erdung des integrierten Schaltungselements 25L. Der Rahmen 34D ist ein nicht-verbundener Leadframe.
  • Der Teil (Verbindungsteil) des Rahmens 34U in dem Vergussharz 50 erstreckt sich in der zweiten Richtung Y, und die Größe (Breitenmaß) in der ersten Richtung X nimmt zum distalen Ende hin ab. Die Teile in dem Vergussharz 50 in den Rahmen 34V und 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A und 34B sind zur zweiten Seitenfläche 50D hin geneigt, wenn sie zur dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 verlaufen. Die Teile des Vergussharzes 50 in den Rahmen 34V und 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A und 34C werden in der ersten Richtung X zum distalen Ende hin in ihrer Größe (Breitenmaß) kleiner. Der Rahmen 34D ist L-förmig und umfasst einen ersten Teil, der sich in der ersten Richtung X erstreckt, und einen zweiten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt. Der erste Teil des Rahmens 34D ist in der zweiten Richtung Y zu seinem distalen Ende in seiner Größe (Breitenmaß) hin verkleinert. Die ersten Teile der Rahmen 34C, 34D sind breiter als die Rahmen 34U, 34V, 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A, 34B. Jeder der Rahmen 34C, 34D ist mit einer Vielzahl von Aussparungen 34f versehen. Die Aussparungen 34f der vorliegenden Verkörperung haben die gleiche Form wie die Aussparungen 34e. Das heißt, die Aussparungen 34f sind in der Draufsicht kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten unteren Teil.
  • Die Rahmen 34U, 34V, 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A, 34B, 34C, 34D enthalten jeweils einen Anschlussteil, der aus der dritten Seitenfläche 50E des Vergussharzes 50 herausragt, um sich zunächst in der zweiten Richtung Y zu erstrecken und dann in der dritten Richtung Z, um L-förmig zu sein. Die Anschlussteile der Rahmen 34U, 34V, 34W, der Rahmen 34CV und die Rahmen 34A, 34B, 34C, 34D sind durch Spalte voneinander getrennt und in der ersten Richtung X nebeneinander angeordnet.
  • Die Rahmen 35U, 35V und 35W, die als Masse dienen, sind Leadframes zur Erdung der Source-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W. Jeder der Rahmen 35U und 35V enthält einen Inselteil 35a und einen Anschlussteil 35b. Der Rahmen 35W umfasst einen Inselteil 35a, einen Anschlussteil 35b und einen Verbindungsteil 35c. In den Rahmen 35U und 35V sind der Inselteil 35a und der Anschlussteil 35b integral ausgebildet. In dem Rahmen 35W sind der Inselteil 35a, der Anschlussteil 35b und der Verbindungsteil 35c integral ausgebildet.
  • Der Inselteil 35a der Rahmen 35U und 35V ist in der Nähe der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 angeordnet, d.h. an der gleichen Position wie der Drahtverbindungsteil 32f der Rahmen 32U, 32V und 32W in der zweiten Richtung Y. Der Inselteil 35a des Rahmens 35W ist an der gleichen Position wie der Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W in der ersten Richtung X angeordnet. Das heißt, der Inselteil 35a des Rahmens 35W ist auf dem Verkapselungsharz 50 näher zu der dritten Seitenfläche 50E angeordnet als die Inselteile 35a der Rahmen 35U und 35V in der zweiten Richtung Y. Von der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 betrachtet, ist ein Teil des Inselteils 35a des Rahmens 35W so angeordnet, dass er sich mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35V überlappt. Die Inselteile 35a der Rahmen 35U und 35V sind auf dem Vergussharz 50 näher zu der vierten Seitenfläche 50F angeordnet als die Inselteile 32a des dritten Rahmens 32W. Der Inselteil 35a des Rahmens 35U hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X in der Draufsicht die Längsrichtung ist. Der Inselteil 35a des Rahmens 35V ist in der Draufsicht im Wesentlichen quadratisch. Die Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35U in der zweiten Richtung Y ist gleich der Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35V in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35U in der ersten Richtung X ist größer als die Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35V in der ersten Richtung X. Der Inselteil 35a des Rahmens 35W hat eine rechteckige Form, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35W in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe des Inselteils 35a des Rahmens 35U in der zweiten Richtung Y. Die Fläche des Inselteils 35a des Rahmens 35W ist größer als die Fläche des Inselteils 35a des Rahmens 35U. Der Verbindungsteil 35c erstreckt sich in der zweiten Richtung Y vom Ende an der Seite der zweiten Seitenfläche 50D und dem Ende an der Seite der vierten Seitenfläche 50F des Verkapselungsharzes 50 des Inselteils 35a in der ersten Richtung X.
  • Die Anschlussteile 35b der Rahmen 32U, 32V, 32W ragen aus der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 heraus. Der Anschlussteil 35b des Rahmens 35U ist mit dem Ende des Vergussharzes 50 im Inselteil 35a des Rahmens 35U an der Seite der zweiten Seitenfläche 50D verbunden. Der Anschlussteil 35b des Rahmens 35V ist mit der Mitte des Inselteils 35a des Rahmens 35V in der ersten Richtung X verbunden. Der Anschlussteil 35b des Rahmens 35W ist mit dem Anschlussteil 35c verbunden. Jeder Anschlussteil 35b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y erstreckt hat.
  • Wie in 5 dargestellt, wird das Inselteil 31a des Rahmens 31 mit dem Wärmedispensationselement 40 verbunden. Der Verbindungsteil 31c des Rahmens 31 ist in der dritten Richtung Z mit Abstand zum Wärmedispensationselement 40 angeordnet. Der Rahmen 33S und der Rahmen 33BW befinden sich näher an der Vorderseite 50A des Vergussharzes 50 als der Inselteil 31a des Rahmens 31. Der Rahmen 33S und der Rahmen 33BW sind mit Abstand zum Wärmedispensationselement 40 in der dritten Richtung Z angeordnet. Obwohl in 5 nicht dargestellt, befinden sich die Steuerrahmen 33 mit Ausnahme des Rahmens 33S und des Rahmens 33BW ebenfalls näher an der Vorderseite 50A des Einkapselungsharzes 50 als der Rahmen 31, d.h. beabstandet zum Wärmedispensationselement 40 in der dritten Richtung Z.
  • Wie in 6 dargestellt, wird der Inselteil 32a des zweiten Rahmens 32V mit dem Wärmedispensationselement 40 verbunden. 6 zeigt den Querschnittsaufbau des zweiten Rahmens 32V und die Vielzahl der Steuerrahmen 33. Der Verbindungsteil 32c des zweiten Rahmens 32V ist in der dritten Richtung Z mit Abstand zum Wärmedispensationselement 40 angeordnet. Der Rahmen 34S und der Rahmen 34U befinden sich näher an der Vorderseite 50A des Vergussharzes 50 als der zweite Rahmen 32V. Der Rahmen 34S und der Rahmen 34U befinden sich näher an der Vorderseite 50A des Vergussharzes 50 als die Rahmen 32U, 32V und 32W. Obwohl in 6 nicht dargestellt, sind die Inselteile 32a des ersten Rahmens 32U und des dritten Rahmens 32W jeweils mit dem Wärmedispensationselement 40 verbunden. Darüber hinaus sind die Verbindungsabschnitte 32c des ersten Rahmens 32U und des dritten Rahmens 32W jeweils in der dritten Richtung Z im Abstand vom Wärmedispensationselement 40 angeordnet. Die Steuerrahmen 34 mit Ausnahme der Rahmen 34S und 34U befinden sich näher an der Vorderseite 50A des Vergussharzes 50 als die Rahmen 32U, 32V, 32W, d.h. beabstandet vom Wärmedispensationselement 40 in der dritten Richtung Z.
  • Die detaillierte Konfiguration des Rahmens 31 und die Anordnung des MOSFET 11U werden nun anhand der 7 und 8 beschrieben.
  • Der Rahmen 31 enthält einen Elementmontagebereich Rse, d.h. einen Bereich, in dem integrierte Schaltungselemente wie MOSFETs von 11U bis 11W befestigt werden können. Der Elementmontagebereich Rse ist ein rechteckiger Bereich, in dem die erste Richtung X die Längsrichtung ist, und der Elementmontagebereich Rse ist durch die Nut 31d von anderen Teilen des Inselteils 31a getrennt. Der Elementmontagebereich Rse ist in der Nähe des Steuerrahmens 33 des Inselteils 31a in der zweiten Richtung Y gebildet. Der Elementmontagebereich Rse ist durch die Nut 31e in sechs Bereiche Ra1 bis Ra6 unterteilt. Die sechs Regionen Ra1 bis Ra6 werden gebildet, indem die Elementmontage-Region Rse in der ersten Richtung X in drei und in der zweiten Richtung Y in zwei geteilt wird. Die drei Regionen Ra1 bis Ra3 sind Bereiche des Elementmontagebereichs Rse, die näher an den Steuerrahmen 33 in der zweiten Richtung Y liegen. Die drei Regionen Ra4 bis Ra6 sind Bereiche des Elementmontagebereich Rse, die näher am Verbindungsteil 31c in der zweiten Richtung Y liegen. Wie in 7 dargestellt, sind die Bereiche Ra1 und Ra4 in der zweiten Richtung Y angeordnet, die Bereiche Ra2 und Ra5 in der zweiten Richtung Y und die Regionen Ra3 und Ra6 in der zweiten Richtung Y. Der Bereich Ra2 liegt zwischen dem Bereich Ra1 und dem Bereich Ra3 in der ersten Richtung X. Der Bereich Ra1 ist näher an der ersten Seitenfläche 50C des Vergussharzes 50 angeordnet als der Bereich Ra2 und der Bereich Ra3 ist näher an der zweiten Seitenfläche 50D des Vergussharzes 50 als der Bereich Ra2. Jede der Bereiche Ra1 bis Ra3 ist ein rechteckiger Bereich, bei dem die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Bereiche Ra1 bis Ra3 sind in der ersten Richtung X gleich groß und die Bereiche Ra1 bis Ra3 sind in der zweiten Richtung Y gleich groß. Jeder der Bereiche Ra4 bis Ra6 ist ein rechteckiger Bereich, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Bereiche Ra4 bis Ra6 sind in der ersten Richtung X gleich groß und in der zweiten Richtung Y gleich groß. Die Größe der Bereiche Ra1 bis Ra3 in der ersten Richtung X ist gleich der Größe der Bereiche Ra4 bis Ra6 in der ersten Richtung X. Die Größe der Bereiche Ra1 bis Ra3 in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe der Bereiche Ra4 bis Ra6 in der zweiten Richtung Y.
  • Der MOSFET 11U ist in dem Bereich Ra1 befestigt. Der MOSFET 11U befindet sich in der Region Ra1 näher am Steuerrahmen 33 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET 11V ist in der Region Ra2 befestigt. Der MOSFET 11V befindet sich in der Region Ra2 näher am Steuerrahmen 33 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET 11W ist in der Region Ra3 befestigt. Der MOSFET 11W befindet sich in der Region Ra3 näher am Steuerrahmen 33 in der zweiten Richtung Y. Die Position des MOSFET 11U in der zweiten Richtung Y, die Position des MOSFET 11V in der zweiten Richtung Y und die Position des MOSFET 11W in der zweiten Richtung Y sind einander gleich. Halbleiterelemente, die sich von den MOSFETs 11U bis 11W unterscheiden, können in den Bereichen Ra4 bis Ra6 befestigt sein. In der vorliegenden Ausführung ist in den Regionen Ra4 bis Ra6 kein Halbleiterelement befestigt.
  • Wie in 7 dargestellt, sind die MOSFETs 11U und 11V so angeordnet, dass sie sich in der zweiten Richtung Y gesehen mit dem integrierten Schaltungselement 25H überlappen. Der MOSFET 11W ist näher an der zweiten Seitenfläche 50D angeordnet als das integrierte Schaltungselement 25H. Der MOSFET 11U ist so angeordnet, dass das Ende des MOSFET 11U, das näher an der ersten Seitenfläche 50C liegt, näher an der ersten Seitenfläche 50C liegt als die Kante des integrierten Schaltungselements 25H, die näher an der ersten Seitenfläche 50C liegt.
  • Die Aussparungen 31f sind in der dritten Richtung Z ausgespart und in Teilen des Inselteils 31a mit Ausnahme des Elementmontagebereichs Rse angeordnet. Die Aussparungen 31f sind in einer Matrixform in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y angeordnet. Die Aussparungen 31f der vorliegenden Ausführungsform sind in der Draufsicht kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten Bodenteil.
  • Die MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W verwenden den gleichen MOSFET.
  • Der MOSFET 11U ist aus einem Halbleiterchip gebildet, der in der Draufsicht rechteckig ist. Der MOSFET 11U ist so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe des MOSFET 11U in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe der Region Ra1 in der ersten Richtung X. Die Source-Elektrode 11s und die Gate-Elektrode 11g befinden sich auf der Vorderseite des MOSFET 11U, und die Drain-Elektrode 11d (siehe 8) ist auf der Rückseite des MOSFET 11U vorgesehen. Somit ist der Rahmen 31 elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 11U verbunden. Das Lötzinn SD (siehe 8), das zur Verbindung des MOSFET 11U mit dem Inselteil 31a verwendet wird, wird geschmolzen und dann gehärtet, um den MOSFET 11U mit dem Inselteil 31a zu verbinden. Wie in 7 dargestellt, ragt das Lötzinn SD etwas aus dem Umfang des MOSFET 11U heraus. Die Source-Elektrode 11s, die Drain-Elektrode 11d und die Gate-Elektrode 11g des MOSFET 11U sind z.B. aus Aluminium (Al) oder einer Aluminiumlegierung. Beispiele für die Aluminiumlegierung sind Al-Cu, Al-Si-Cu und ähnliche. Die Form, Größe und Struktur der MOSFETs 11V und 11W sowie die Verbindungsstruktur zum Inselteil 31a sind die gleichen wie beim MOSFET 11U.
  • Das Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U nimmt den größten Teil der Vorderseite des MOSFET 11U ein. Unter den vier Ecken der Vorderseite des MOSFET 11U ist die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U in einer Ecke angeordnet, die in der ersten Richtung X näher an der ersten Seitenfläche 50C des Vergussharzes 50 und in der zweiten Richtung Y näher am Steuerrahmen 33 liegt. Die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U enthält einen Ausschnitt, um die Gate-Elektrodenfläche 11g zu vermeiden. Die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U hat eine rechteckige Form, bei der die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist.
  • Wie in 8 dargestellt, sind der Inselteil 31a des Rahmens 31 und das Wärmedispensationselement 40 durch einen Klebstoff AH verbunden. Der Klebstoff AH wird über die gesamte Oberfläche des Inselteils 31a gegenüber dem Wärmedispensationselement 40 aufgetragen. Das heißt, die gesamte Oberfläche des Inselteils 31a, die dem Wärmedispensationselement 40 zugewandt ist, berührt das Wärmedispensationselement 40 durch den Klebstoff AH. Vorzugsweise verbindet der Klebstoff AH das Wärmedispensationselement 40, das aus Keramik ist, und den Inselteil 31a, der aus Kupfer (Cu) ist und eine relativ zufriedenstellende Wärmeleitfähigkeit aufweist, angemessen. Beispielsweise, wird ein Harzkleber mit einer überlegenen Wärmeleitfähigkeit verwendet.
  • Als nächstes wird nun die detaillierte Konfiguration der einzelnen Rahmen 32U, 32V, 32W und die Anordnung der MOSFETs 12U bis 12W anhand der 9 und 10 beschrieben.
  • Der Inselteil 32a des ersten Rahmens 32U, der Inselteil 32a des zweiten Rahmens 32V und der Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W unterscheiden sich voneinander durch die Form des in der zweiten Richtung Y näher am Verbindungsteil 32c liegenden Endes. Der Inselteil 32a des ersten Rahmens 32U enthält einen ausgeschnittenen Teil 32d zur Verhinderung von Störungen des Verbindungsteils 32c des zweiten Rahmens 32V. Der Inselteil 32a des zweiten Rahmens 32V enthält einen abgeschnittenen Teil 32e, um Interferenzen mit dem Verbindungsteil 32c des dritten Rahmens 32W zu verhindern. Im Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W sind keine abgeschnittenen Teile gebildet.
  • In jedem der Rahmen 32U, 32V und 32W ist ein Elementmontagebereich Rse auf die gleiche Weise wie beim Rahmen 31 gebildet. Die Elementbefestigungsbereiche Rse der Rahmen 32U, 32V, 32W sind Regionen gleicher Form. Der Elementmontagebereich Rse ist ein rechteckiger Bereich, in dem die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe des Elementmontagebereichs Rse jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in der zweiten Richtung Y ist gleich der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens 31 in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Elementmontagebereichs Rse jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in der ersten Richtung X ist etwa 1/3 der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens 31 in der ersten Richtung X. Das heißt, die Größe des Elementmontagebereichs Rse jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in der ersten Richtung X ist gleich der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens 31 in der ersten Richtung X.
  • Der Elementmontagebereich Rse jedes Rahmens 32U, 32V, 32W ist durch die Nut 32g von anderen Teilen des Inselteils 32a getrennt. Der Elementmontagebereich Rse wird durch die Nut 32h in sechs Regionen Ra7 und Ra8 unterteilt. Die Region Ra7 und die Region Ra8 sind in der zweiten Richtung Y angeordnet. Die Region Ra7 ist ein Bereich des Elementmontagebereichs Rse näher an den Steuerrahmen 34 in der zweiten Richtung Y. Die Region Ra7 ist eine rechteckige Region, in dem die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe der Region Ra7 ist gleich der Größe der einzelnen Regionen Ra1 bis Ra3 der Elementbefestigungsregion Rse des Rahmens 31. Die Größe des Bereichs Ra8 ist gleich der Größe der einzelnen Bereiche Ra4 bis Ra6 des Elementbefestigungsbereichs Rse des Rahmens 31. Das heißt, die Fläche der Region Ra7 ist größer als die Fläche der Region Ra8, und die Größe der Region Ra7 in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe der Region Ra8 in der zweiten Richtung Y.
  • Der MOSFET 12U wird im Bereich Ra7 des ersten Rahmens 32U befestigt. Der MOSFET 12U befindet sich in der Region Ra7 des ersten Rahmens 32U näher am Steuerrahmen 34 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET 12V ist in der Region Ra7 des zweiten Rahmens 32V befestigt. Der MOSFET 12V befindet sich in der Region Ra7 des zweiten Rahmens 32V näher an dem Steuerrahmen 34 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET 12W ist in der Region Ra7 des dritten Rahmens 32W befestigt. Der MOSFET 12W befindet sich in der Region Ra7 des dritten Rahmens 32W näher am Steuerrahmen 34 in der zweiten Richtung Y. Die Position des MOSFET 12U in der zweiten Richtung Y, die Position des MOSFET 12V in der zweiten Richtung Y und die Position des MOSFET 12W in der zweiten Richtung Y sind gleich zueinander.
  • Ein Halbleiterelement, das sich von dem der MOSFETs 12U bis 12W unterscheidet, kann in der Region Ra8 jedes Rahmens 32U, 32V, 32W befestigt werden. In der vorliegenden Ausführung ist in den Regionen Ra8 der Rahmen 32U, 32V, 32W kein Halbleiterelement befestigt.
  • Eine Vielzahl von Aussparungen 32i sind in einem anderen Teil als dem Elementmontagebereich Rse im Inselteil 32a vorgesehen, d.h. in einem Teil, der den Elementmontagebereich Rse im Inselteil 32a umgibt. Die Vielzahl der Aussparungen 32i der vorliegenden Ausführung haben die gleiche Form wie die Aussparungen 31f, sind in der Draufsicht kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten Bodenteil.
  • Der MOSFET 12U ist aus einem Halbleiterchip gebildet, der in der Draufsicht rechteckig ist. Der MOSFET 12U ist so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Da der MOSFET 12U, wie oben beschrieben, denselben Halbleiterchip wie der MOSFET 11U verwendet, sind die Größen des MOSFET 12U in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gleich den Größen der MOSFETs 11U bis 11W in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Das heißt, die Größe des MOSFET 12U in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe der einzelnen Bereiche Ra7 in der ersten Richtung X. Die Source-Elektrode 12s und die Gate-Elektrode 12g befinden sich auf der Vorderseite des MOSFET 12U, und die Drain-Elektrode 12d (siehe 10) ist auf der Rückseite des MOSFET 12U vorgesehen. Somit ist der erste Rahmen 32U elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12U verbunden, der auf dem ersten Rahmen 32U befestigt ist. Das Lötzinn SD (siehe 10), das zur Verbindung des Inselteils 32a des ersten Rahmens 32U mit dem MOSFET 12U verwendet wird, wird geschmolzen und dann gehärtet, um den MOSFET 12U und das Inselteil 32a zu verbinden.
  • Der zweite Rahmen 32V ist elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12V verbunden, der auf dem zweiten Rahmen 32V befestigt ist. Der dritte Rahmen 32W ist elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12W verbunden, der auf dem dritten Rahmen 32W befestigt ist. Die Verbindungsstruktur der MOSFETs 12V und 12W und des Inselteils 32a jedes Rahmens 32V und 32W ist die gleiche wie die Verbindungsstruktur des MOSFET 12U und des Inselteils 32a des ersten Rahmens 32U.
  • Die Form der Source-Elektrodenfläche 12s der MOSFETs 12U bis 12W ist gleich der Form der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U, und die Form der Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12U bis 12W ist gleich der Form der Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U. Die Source-Elektrodenflächen 12s und die Gate-Elektrodenflächen 12g der MOSFETs 12U bis 12W sind z.B. aus Gold (Au) gefertigt. Die Drain-Elektrodenflächen 12d der MOSFETs 12U bis 12W sind beispielsweise aus Gold (Au) oder Silber (Ag) gefertigt.
  • Wie in 10 dargestellt, sind die Inselteile 32a der Rahmen 32U, 32V, 32W und das Wärmedispensationselement 40 mit einem Klebstoff AH verbunden. Der Klebstoff AH wird über die gesamte Oberfläche des Inselteils 32a jedes der Rahmen 32U, 32V, 32W gegenüber dem Wärmedispensationselement 40 aufgetragen. Das heißt, die gesamte Oberfläche des Inselteils 32a jedes Rahmens 32U, 32V, 32W, die dem Wärmedispensationselement 40 zugewandt ist, ist durch den Klebstoff AH mit dem Wärmedispensationselement 40 in Kontakt. Vorzugsweise ist der Klebstoff AH ein Klebstoff, der das Wärmedispensationselement 40, das eine Keramik ist, und die Inselteile 32a der Rahmen 32U, 32V, 32W, die aus Kupfer (Cu) sind, angemessen verbindet und eine relativ zufriedenstellende Wärmeleitfähigkeit aufweist. Zum Beispiel wird ein Klebstoff aus Harz mit einer überlegenen Wärmeleitfähigkeit verwendet.
  • Wie in 2 dargestellt, sind die Anschlüsse 30, die MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W sowie die integrierten Schaltungselemente 25H und 25L durch Drahtbonden elektrisch miteinander verbunden. Genauer gesagt enthält die Halbleitervorrichtung 1 einen hochpotentialseitigen Leistungsdraht zum Anschluss der Leitung 30 und der MOSFETs 11U bis 11W. Der hochpotentialseitige Leistungsdraht umfasst eine erste Leitung 60U, die ein Beispiel für eine erste Stromleitung ist, eine zweite Leitung 60V, die ein Beispiel für eine zweite Stromleitung ist, und eine dritte Leitung 60W, die ein Beispiel für eine dritte Stromleitung ist. Die Halbleitervorrichtung 1 enthält auch einen niederpotentialseitigen Leistungsdraht zum Anschluss der Leitung 30 und der MOSFETs 12U bis 12W. Der niederpotentialseitige Leistungsdraht umfasst eine erste Leitung 61U, die ein Beispiel für eine vierte Stromleitung ist, eine zweite Leitung 61V, die ein Beispiel für eine fünfte Stromleitung ist, und eine dritte Leitung 61W, die ein Beispiel für eine sechste Stromleitung ist. Die Halbleitervorrichtung 1 enthält auch eine Vielzahl von Drähten 62 zum Verbinden des integrierten Schaltungselements 25H und der MOSFETs 11U bis 11W sowie eine Vielzahl von Drähten 62 zum Verbinden der integrierten Schaltungselemente 25H und 25L und der Vielzahl von Steuerrahmen 33 und 34. In der vorliegenden Ausführung sind die Drähte 60U, 60V und 60W jeweils durch Drahtbonding mit der Leitung 30 und den MOSFETs 11U bis 11W verbunden. Die Drähte 61U, 61V, 61W sind durch Drahtbonding mit der Leitung 30 und den MOSFETs 12U bis 12W verbunden. Darüber hinaus verbinden die Drähte 62 in der vorliegenden Ausführung die integrierten Schaltungselemente 25H und 25L und die Vielzahl der Steuerrahmen 33 und 34 durch Kugelbonden (engl. ball bonding). Die Halbleitervorrichtung 1 enthält ferner einen ersten Draht 62U, einen zweiten Draht 62V und einen dritten Draht 62W, die Beispiele für einen Steuerdraht zur Verbindung der MOSFETs 12U bis 12W und des integrierten Schaltungselements 25L sind, sowie einen ersten Draht 63U, einen zweiten Draht 63V und einen dritten Draht 63W, die Beispiele für einen Begrenzungsdraht sind. Wie in 9 dargestellt, werden die Leitungen 63U, 63V, 63W getrennt von den Leitungen 62U, 62V, 62W bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführung verbinden die Drähte 62U, 62V, 62W und die Drähte 63U, 63V, 63W das integrierte Schaltungselement 25L und die MOSFETs 12U bis 12W durch Kugelbonden.
  • Die Drähte 60U, 60V, 60W, 61U, 61V und 61W sind z.B. aus Aluminium (Al), die Drähte 62, 62U, 62V und 62W und die Drähte 63U, 63V und 63W sind z.B. aus Gold (Au). Die Drähte 60U, 60V, 60W, 61U, 61V, 61W haben gleiche Drahtdurchmesser. Die Drahtdurchmesser der jeweiligen Drähte 62, 62U, 62V, 62W sind untereinander gleich. Die Drähte 63U, 63V, 63W haben gleiche Drahtdurchmesser. Der Drahtdurchmesser der Drähte 62, 62U, 62V, 62W ist gleich dem Drahtdurchmesser der Drähte 63U, 63V, 63W. Der Drahtdurchmesser der Drähte 60U, 60V, 60W, 61U, 61V, 61W ist größer als der Drahtdurchmesser der Drähte 62, 62U, 62V, 62W und der Drahtdurchmesser der Drähte 63U, 63V, 63W. Der Drahtdurchmesser jedes der Drähte 60U, 60V, 60W, 61U, 61V und 61W ist etwa 10 Mal größer als der Drahtdurchmesser jedes der Drähte 62, 62U, 62V und 62W und der Drahtdurchmesser jedes der Drähte 63U, 63V und 63W. Ein Beispiel für den Drahtdurchmesser der einzelnen Drähte 60U, 60V, 60W, 61U, 61V, 61W ist 400 µm. Ein Beispiel für den Drahtdurchmesser jedes Drahtes 62, 62U, 62V, 62W und den Drahtdurchmesser jedes Drahtes 63U, 63V, 63W ist 38 µm.
  • Der erste Einzeldraht 60U verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U und den Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U. Der einzelne zweite Draht 60V verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11V und den Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V. Der einzelne dritte Draht 60W verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W und den Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W. Die Drähte 60U, 60V, 60W sind im Wesentlichen parallel zueinander. Der erste Draht 60U wird durch die Region Ra5 des Elementmontagebereichs Rse verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden. Der zweite Draht 60V wird durch die Region Ra6 des Elementmontagebereichs Rse und den Verbindungsteil 32c des ersten Rahmens 32U verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden. Der dritte Draht 60W wird durch die Region Ra8 des Elementmontagebereichs Rse des ersten Rahmens 32U und den Verbindungsteil 32c des zweiten Rahmens 32V verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden.
  • Jede der Source-Elektrodenflächen 11 der MOSFETs 11U bis 11W ist mit dem integrierten Schaltungselement 25H durch einen einzelnen Draht 62 verbunden. Jede der Gate-Elektrodenflächen 11g der MOSFETs 11U bis 11W ist mit dem integrierten Schaltungselement 25H durch einen einzelnen Draht 62 verbunden.
  • Wie in 7 gezeigt, ist der Teil des ersten Drahtes 60U, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbunden ist, dicker als andere Teile des ersten Drahtes 60U. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U näher am integrierten Schaltungselement 25H als die Kante näher an der Source-Elektrodenfläche 11s in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes 60U, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über die Kante auf einer Seite der Gate-Elektrodenfläche 11g in der zweiten Richtung Y erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET 11U in der ersten Richtung X angibt.
  • Der Teil des zweiten Drahtes 60V, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11V verbunden ist, ist dicker als andere Teile des zweiten Drahtes 60V. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U näher am integrierten Schaltungselement 25H als die Kante näher an der Source-Elektrodenfläche 11s in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes 60U, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über die Kante auf einer Seite der Gate-Elektrodenfläche 11g in der zweiten Richtung Y erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET 11U in der ersten Richtung X angibt.
  • Der Teil des dritten Drahtes 60W, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W verbunden ist, ist dicker als andere Teile des dritten Drahtes 60W. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11W näher am integrierten Schaltungselement 25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche 11s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des dritten Drahtes 60W, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11W, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche 11g erstreckt. Darüber hinaus ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie) vorgesehen, die den Mittelpunkt des MOSFET 11W in der ersten Richtung X angibt.
  • Das integrierte Schaltungselement 25H ist über die Drähte 62 mit den Rahmen 33BU, 33BV, 33BW und den Startdioden 24U, 24V, 24W verbunden. Genauer gesagt ist das integrierte Schaltungselement 25H mit dem Inselteil 33f jedes der Rahmen 33BU, 33BV, 33BW durch zwei Drähte 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25H ist mit der Kathodenelektrode jedes der Rahmen 33BU, 33BV und 33BW durch einen Draht 62 verbunden.
  • Das integrierte Schaltungselement 25H ist mit jedem der Rahmen 33U, 33V und 33W durch einen Draht 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25H ist über drei Drähte 62 mit dem Rahmen 33C verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25H ist über zwei Drähte 62 mit dem Verlängerungsteil 34d des Rahmens 34S des Steuerrahmens 34 verbunden.
  • Wie in 2 dargestellt, verbindet ein erster Draht 61U die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U und den Rahmen 35U. Ein zweiter Draht 61V verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V und den Rahmen 35V. Ein dritter Draht 61W verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W und den Rahmen 35W. Die Drähte 61U, 61V, 61W sind im Wesentlichen parallel zueinander. Der erste Draht 61U wird durch die Region Ra8 des Elementmontagebereichs Rse des zweiten Rahmens 32V und den Verbindungsabschnitt 32c des dritten Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35U verbunden. Der zweite Draht 61V wird durch die Region Ra8 des Elementmontagebereichs Rse des dritten Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35V verbunden. Der dritte Draht 61W wird durch den Elementmontagebereich Rse der Region Ra8 näher am dritten Rahmen 32W als an der Seite der Region Ra7 verlängert und mit dem Rahmen 35W verbunden.
  • Wie in 9 gezeigt, ist der Teil des ersten Drahtes 61U, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden ist, dicker als andere Teile des ersten Drahtes 61U. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12U näher am integrierten Schaltungselement 25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche 12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes 61U, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12U, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche 12g erstreckt. Darüber hinaus ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET 11W in der ersten Richtung X angibt.
  • Der Teil des zweiten Drahtes 61V, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V verbunden ist, ist dicker als andere Teile des zweiten Drahtes 60V. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12V näher am integrierten Schaltungselement 25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche 12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des zweiten Drahtes 61V, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12V, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche 12g erstreckt. Außerdem ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gepunktete Linie), die die Mitte des MOSFET 12V in der ersten Richtung X angibt.
  • Der Teil des dritten Drahtes 61W, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W verbunden ist, ist dicker als andere Teile des dritten Drahtes 61W. Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12W näher am integrierten Schaltungselement 25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche 12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des dritten Drahtes 61W, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12W, von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche 12g erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche 50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gepunktete Linie), die die Mitte des MOSFET 12W in der ersten Richtung X angibt.
  • Ein erster Draht 62U, der ein Beispiel für einen ersten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12U, der auf dem ersten Rahmen 32U befestigt ist, und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein zweiter Draht 62V, der ein Beispiel für einen zweiten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche 12g des auf dem zweiten Rahmen befestigten MOSFET 12V 32V und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein dritter Draht 62W, der ein Beispiel für einen dritten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12W, der auf dem dritten Rahmen 32W befestigt ist, und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein Ende jedes der Drähte 62U, 62V, 62W ist mit dem Ende des integrierten Schaltungselements 25L näher an den MOSFETs 12U bis 12W verbunden. Die Anzahl der Drähte 62U, 62V, 63W ist nicht auf einen beschränkt und kann zwei oder mehr betragen.
  • Ein erster Draht 63U, der ein Beispiel für den ersten Begrenzungsdraht ist, verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des auf dem ersten Rahmen 32U befestigten MOSFET 12U und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein zweiter Draht 63V, der ein Beispiel für den zweiten Begrenzungsdraht ist, verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des auf dem zweiten Rahmen befestigten MOSFET 12V 32V und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein dritter Draht 63W, der ein Beispiel für den dritten Begrenzungsdraht ist, verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des auf dem dritten Rahmen befestigten MOSFET 12W 32W und das integrierte Schaltungselement 25L. Ein Ende jedes der Drähte 63U, 63V, 63W ist mit dem Ende des integrierten Schaltungselements 25L näher an den MOSFETs 12U bis 12W verbunden. Die Anzahl der Drähte 63U, 63V, 63W ist nicht auf einen beschränkt und kann zwei oder mehr betragen.
  • In der ersten Richtung X ist der erste Draht 63U so angeordnet, dass er an den ersten Draht 62U angrenzt, der zweite Draht 63V ist so angeordnet, dass er an den zweiten Draht 62V angrenzt, und der dritte Draht 63W ist so angeordnet, dass er an den dritten Draht 62W angrenzt. Insbesondere ist der erste Draht 62U näher am zweiten Rahmen 32V angeordnet als der erste Draht 63U. Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U sind jeweils mit einer der vier Ecken des integrierten Schaltungselements 25L verbunden, die näher am ersten Rahmen 32U liegt. Der zweite Draht 63V ist näher am dritten Rahmen 32W angeordnet als der zweite Draht 62V. Der zweite Draht 62V und der zweite Draht 63V sind mit dem Teil des integrierten Schaltungselements 25L verbunden, der näher am dritten Rahmen 32W liegt als der zentrale Teil in der ersten Richtung X. Der dritte Draht 62W ist näher am zweiten Rahmen 32V angeordnet als der dritte Draht 63W. Ein Ende des dritten Drahtes 62W und des dritten Drahtes 63W ist mit einem Teil des integrierten Schaltungselements 25L verbunden, der näher am zweiten Rahmen 32V liegt als die Position des Drahtes 62, der das integrierte Schaltungselement 25L mit dem Rahmen 34D verbindet.
  • Das integrierte Schaltungselement 25L ist über einen Draht 62 mit den Rahmen 34U, 34V, 34W verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25L ist über zwei Drähte 62 mit dem Rahmen 34CV verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25L ist mit jedem der Rahmen 34A, 34B, 34D durch einen Draht 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25L ist über zwei Drähte 62 mit dem Rahmen 34C verbunden. Ein Ende des mit dem Rahmen 34D verbundenen Drahtes 62 wird mit dem Ende des integrierten Schaltungselements 25L näher am Rahmen 34D in der zweiten Richtung Y verbunden.
  • [Struktur des MOSFET]
  • Die detaillierten Strukturen der MOSFETs 11U bis 11W und der MOSFETs 12U bis 12W werden nun anhand von 11 beschrieben. Die MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W haben die gleiche Struktur. Daher wird im Folgenden die Struktur des MOSFET 11U beschrieben, während die MOSFETs 11V und 11W und die MOSFETs 12U bis 12W nicht beschrieben werden.
  • Der MOSFET 11U enthält ein SiC-Substrat (Siliziumkarbid: Siliziumkarbid) 70. Das SiC-Substrat 70 ist mit einer N-artigen Verunreinigung mit hoher Konzentration (z.B. 1e18 bis 1e21 cm-3) dotiert. Die Vorderseite 70A (obere Oberfläche) des SiC-Substrats 70 ist eine Si-Oberfläche, und die Rückseite 70B (untere Oberfläche) ist eine C-Oberfläche.
  • Eine N--artige Epitaxialschicht 71 ist auf der Vorderseite 70A des SiC-Substrats 70 aufgeschichtet. Die N--artige Epitaxialschicht 71 ist aus SiC, das mit einer N-artigen Verunreinigung in einer geringeren Konzentration als das SiC-Substrat 70 dotiert ist. Die Epitaxialschicht 71 wird auf dem SiC-Substrat 70 durch sogenanntes epitaktisches Wachstum gebildet. Die Epitaxialschicht 71, die auf der Vorderseite 70A gebildet wird, die eine Si-Oberfläche ist, wird mit der Si-Oberfläche als Hauptwachstumsfläche aufgewachsen. Daher ist die durch das Wachstum gebildete Vorderseite 71A der Epitaxialschicht 71 eine Si-Oberfläche wie die Vorderseite 70A des SiC-Substrats 70.
  • Der Teil (Basisschichtteil) der Epitaxialschicht 71 auf der Seite der C-Oberfläche, die dem Teil der Si-Oberfläche (Oberflächenschichtteil) gegenüberliegt, bildet eine N--artige Drain-Region 72, von der die gesamte Region in einem Zustand nach dem epitaktischen Wachstum gehalten wird. Die N-artige Verunreinigungskonzentration der Drain-Region 72 beträgt z.B. 1e15 bis 1e17 cm-3.
  • Eine P-artiger Körperregion 73 wird im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht 71 gebildet. Die Körperregion 73 steht in Kontakt mit der Seite der Drain-Region 72, die näher an der Vorderseite 71A (Si-Oberflächenseite) der Epitaxialschicht 71 liegt. Die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperregion 73 beträgt z.B. 1e16 bis 1e19 cm-3.
  • In der Epitaxialschicht 71 wird ein von der Vorderseite 71A herabgegrabener Gate-Graben 74 gebildet. Obwohl in 11 nicht dargestellt, wird eine Vielzahl von Gate-Gräben 74 in regelmäßigen Abständen parallel zueinander gebildet, die sich in derselben Richtung (eine Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene von 11, im Folgenden kann diese Richtung als „Richtung der Gate-Breite“ bezeichnet werden) erstrecken und z.B. eine Streifenstruktur aufweisen.
  • Die Gate-Gräben 74 sind beabstandet voneinander angeordnet und stehen einander gegenüber. Jeder Gate-Graben 74 hat zwei Seitenflächen 74a, die entlang von Ebenen senkrecht zur Vorderseite 71A angeordnet sind, sowie eine Bodenfläche 74b, die einen Teil parallel zur Vorderseite 71A hat. Der Gate-Graben 74 erstreckt sich durch die Körperregion 73 in Richtung der Schichtdicke, und der tiefste Teil (Bodenfläche 74b) erreicht die Drain-Region 72.
  • Ein Gate-Isolierfilm 75 wird auf der Innenfläche des Gate-Grabens 74 und der Vorderseite 71A der Epitaxialschicht 71 gebildet, so dass der gesamte Bereich der Innenfläche (Seitenfläche 74a und Bodenfläche 74b) des Gate-Grabens 74 bedeckt ist. Der Gate-Isolierfilm 75 ist eine Oxidschicht, die Stickstoff (Ni) enthält, z.B. eine Siliziumnitrid-Oxidschicht, die durch thermische Oxidation mit einem stickstoffhaltigen Gas gebildet wird. Der Stickstoffgehalt (Stickstoffkonzentration) in dem Gate-Isolierfilm 75 beträgt beispielsweise 0,1% bis 10%.
  • Bei dem Gate-Isolierfilm 75 ist die Dicke T2 des Teils (Isolierfilm-Unterteil 75a) auf der Bodenfläche 74b des Gate-Grabens 74 kleiner als die Dicke T1 des Teils (Isolierfilm-Seitenteil 75b) auf der Seitenfläche 74a. Konkret beträgt das Verhältnis der Dicke T2 des Isolierfilm-Unterteils 75a zur Dicke T1 des Isolierfilm-Seitenteils 75b (Dicke T2 des Isolierfilm-Unterteils 75a/Dicke T1 des Isolierfilm-Seitenteils 75b) 0,3 bis 1,0 und vorzugsweise 0,5 bis 1,0. Die Dicke T1 des Isolierfilm-Seitenteils 75b beträgt z.B. 300 bis 1000 Ä, und die Dicke T2 des Isolierfilm-Unterteils 75a beträgt z.B. 150 bis 500 Ä.
  • Eine Gate-Elektrode 76 ist in den Gate-Isolierfilm 75 eingebettet. Die Gate-Elektrode 76 wird durch vollständiges Füllen der Innenseite des Gate-Isolierfilms 75 mit einem Polysiliziummaterial gebildet, das mit N-artiger Verunreinigung mit hoher Konzentration dotiert ist.
  • Im Oberflächenschichtteil der Körperregion 73 wird auf beiden Seiten in einer Richtung (linke und rechte Richtung in 11) orthogonal zur Gate-Breite in Bezug auf den Gate-Graben 74 eine N+-artige Source-Region 77 gebildet. Die Source-Region 77 ist eine Region, die mit N-artiger Verunreinigung mit hoher Konzentration dotiert ist, die höher ist als die N-artige Verunreinigungskonzentration der Drain-Region 72. Die N-artige Verunreinigungskonzentration der Source-Region 77 beträgt z.B. 1e18 bis 1e21 cm-3. Die Source-Region 77 erstreckt sich in Richtung der Gate-Breite an einer Stelle neben dem Gate-Graben 74.
  • In der Epitaxialschicht 71 erstreckt sich eine P+-artige Körperkontaktregion 78 durch den zentralen Teil der Source-Region 77 orthogonal zu der Richtung der Gate-Breite von der Vorderseite 71A und ist mit der Körperregion 73 verbunden. Die Körperkontaktregion 78 ist eine Region, die mit einer P-artigen Verunreinigung mit hoher Konzentration dotiert ist, die höher ist als die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperregion 73. Die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperkontaktregion 78 beträgt beispielsweise 1e18 bis 1e21 cm-3.
  • Der Gate-Graben 74 und die Source-Region 77 sind abwechselnd senkrecht zu der Richtung der Gate-Breite angeordnet und erstrecken sich in Richtung der Gate-Breite. Auf der Source-Region 77 ist eine Grenze zwischen benachbarten Einheitszellen orthogonal zu der Richtung der Gate-Breite entlang der Source-Region 77 gesetzt. Mindestens ein Körperkontaktbereich 78 ist über zwei benachbarte Einheitszellen orthogonal zu der Richtung der Gate-Breite vorgesehen. Die Grenze zwischen benachbarten Einheitszellen in Richtung der Gate-Breite ist so festgelegt, dass die in jeder Einheitszelle enthaltene Gate-Elektrode 76 eine konstante Gate-Breite hat.
  • Auf die Epitaxialschicht 71 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 79 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 79 und der Gate-Isolierfilm 75 enthalten Kontaktlöcher 80 zur Belichtung der Vorderseite der Source-Region 77 und der Körperkontaktregion 78.
  • Eine Source-Verdrahtung 81 wird auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 79 gebildet. Die Source-Verdrahtung 81 verbindet (ist elektrisch verbunden) mit der Source-Region 77 und der Körperkontaktregion 78 durch das Kontaktloch 80. Die Source-Verdrahtung 81 umfasst eine Polysiliziumschicht 82, die sich an einem Teil in Kontakt mit der Source-Region 77 und der Körperkontaktregion 78 befindet, und eine Metallschicht 83, die sich auf der Polysiliziumschicht 82 befindet.
  • Die Polysiliziumschicht 82 ist eine dotierte Schicht, die mit dotiertem Polysilizium, das mit einer Verunreinigung dotiert ist, gebildet wird, und ist vorzugsweise z.B. eine hochkonzentrierte dotierte Schicht, die mit einer Verunreinigung mit einer hohen Konzentration von 1e19 bis 1e21 cm-3 dotiert ist. Als Verunreinigung zur Bildung der Polysiliziumschicht 82 als dotierte Schicht (auch hochkonzentriert dotiert) kann eine N-artige Verunreinigung wie Phosphor (P) oder Arsen (As) oder eine P-artige Verunreinigung wie Bor (B) verwendet werden. Außerdem füllt die Polysiliziumschicht 82 die Kontaktöffnung 80 vollständig aus. Die Dicke der Polysiliziumschicht 82 variiert in Abhängigkeit von der Tiefe des Kontaktlochs 80 und beträgt z.B. 5000 bis 1000 Ä.
  • Die Metallschicht 83 wird z.B. aus Aluminium (Al), Gold (Au), Silber (Ag), Kupfer (Cu) oder einer Legierung davon und einem diese enthaltenden Metallmaterial gebildet. Die Metallschicht 83 bildet die äußerste Schicht der Source-Verdrahtung 81, und es werden z.B. der erste Draht 60U und dergleichen angeschlossen (gebondet). Die Dicke der Metallschicht 83 beträgt z.B. 1 bis 5 µm.
  • Bei der Source-Verdrahtung 81 wird eine Zwischenschicht 84, die Titan (Ti) enthält, zwischen der Polysiliziumschicht 82 und der Metallschicht 83 eingefügt. Die Zwischenschicht 84 umfasst eine einzelne Schicht aus einer titanhaltigen Schicht oder eine Vielzahl von Schichten einschließlich der Schicht. Die titanhaltige Schicht kann mit Titan, Titannitrid (TiN) oder ähnlichem gebildet werden. Die Dicke der Zwischenschicht 84 beträgt z.B. 200 bis 500 nm.
  • Die Source-Verdrahtung 81 einschließlich der Polysiliziumschicht 82, Zwischenschicht 84 und Metallschicht 83 hat vorzugsweise eine Stapelstruktur (Po-Si/Ti/TiN/Al), in der das Polysilizium (Polysiliziumschicht 82), Titan (Zwischenschicht 84), Titannitrid (Zwischenschicht 84) und Aluminium (Metallschicht 83) in der Reihenfolge aufgeschichtet sind.
  • Auf der Rückseite 70B des SiC-Substrats 70 wird eine Drain-Verdrahtung 85 gebildet. Die Drain-Verdrahtung 85 verbindet (ist elektrisch verbunden mit) dem SiC-Substrat 70. Die Drain-Verdrahtung 85 enthält eine Polysiliziumschicht 86 an einem Teil, der mit dem SiC-Substrat 70 in Kontakt steht, und enthält eine Metallschicht 87 auf der Polysiliziumschicht 86.
  • Die Polysiliziumschicht 86 kann mit dem gleichen Material wie die Polysiliziumschicht 82 gebildet werden. Die Dicke der Polysiliziumschicht 86 beträgt zum Beispiel 1000 bis 2000 Ä.
  • Die Metallschicht 87 kann aus dem gleichen Material wie die Metallschicht 83 gebildet sein. Die Metallschicht 87 bildet die äußerste Schicht der Drain-Verdrahtung 85 und wird mit dem Inselteil 31a verbunden, wenn z.B. das SiC-Substrat 70 auf dem Inselteil 31a des Rahmens 31 befestigt wird. Die Dicke der Metallschicht 87 beträgt z.B. 0.5 bis 1 µm.
  • Bei der Drain-Verdrahtung 85 wird eine Zwischenschicht 88, die Titan (Ti) enthält, zwischen der Polysiliziumschicht 86 und der Metallschicht 87 eingefügt. Die Zwischenschicht 88 kann mit dem gleichen Material wie die Zwischenschicht 84 gebildet sein.
  • Eine Gate-Verdrahtung 89 kontaktiert (ist elektrisch verbunden) die Gate-Elektrode 76 durch ein Kontaktloch (nicht abgebildet), das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 79 ausgebildet ist.
  • Wenn eine vorgegebene Spannung (Spannung größer oder gleich der Gate-Schwellenwertspannung) an die Gate-Verdrahtung 89 angelegt wird, während eine vorgegebene Potentialdifferenz zwischen der Source-Verdrahtung 81 und der Drain-Verdrahtung 85 (zwischen Source und Drain) erzeugt wird, wird durch das elektrische Feld von der Gate-Elektrode 76 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche mit dem Gate-Isolierfilm 75 in der Körperregion 73 gebildet. Somit fließt ein Strom zwischen der Source-Verdrahtung 81 und der Drain-Verdrahtung 85, und der MOSFET 11U wird eingeschaltet.
  • [Konfiguration einer Niederpotential-Blockschaltung]
  • Die Schaltungskonfiguration der Niederpotential-Blockschaltung in der Steuerschaltung 20 wird nun unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 zeigt ein Beispiel für die Schaltungskonfiguration der Niederpotential-Blockschaltung.
  • Wie in 12 dargestellt, umfasst das integrierte Schaltungselement 25L einen ersten Ausgangsanschluss 25au, einen zweiten Ausgangsanschluss 25av, einen dritten Ausgangsanschluss 25aw, einen ersten Eingangsanschluss 25bu, einen zweiten Eingangsanschluss 25bv und einen dritten Eingangsanschluss 25bw. Der erste Ausgangsanschluss 25au und der erste Eingangsanschluss 25bu sind elektrisch mit der Steuerschaltung 20 (genauer gesagt, die Treiberschaltung 21UL der Steuerschaltung 20) verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss 25av und der zweite Eingangsanschluss 25bv sind elektrisch mit der Steuerschaltung 20 (genauer gesagt mit der Treiberschaltung 21VL der Steuerschaltung 20) verbunden. Der dritte Ausgangsanschluss 25aw und der dritte Eingangsanschluss 25bw sind elektrisch mit der Steuerschaltung 20 (genauer gesagt mit der Treiberschaltung 21WL der Steuerschaltung 20) verbunden.
  • Der erste Ausgangsanschluss 25au ist über den ersten Draht 62U mit dem Gate des MOSFET 12U verbunden. Der erste Eingangsanschluss 25bu ist über den ersten Draht 63U mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12U verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss 25av ist über den zweiten Draht 62V mit dem Gate des MOSFET 12V verbunden. Der zweite Eingangsanschluss 25bv ist über den zweiten Draht 63V mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12V verbunden. Der dritte Ausgangsanschluss 25aw ist über den dritten Draht 62W mit dem Gate des MOSFET 12W verbunden. Der dritte Eingangsanschluss 25bw ist über den dritten Draht 63W mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12W verbunden.
  • Die Treiberschaltung 21UL enthält eine Source-Masse-Schaltung 21a, die eine Ausgangsstufe ist. Die Source-Masse-Schaltung 21a hat einen ersten MOSFET 21b, der als P-Kanal-MOSFET dient, und einen zweiten MOSFET 21c, der einen N-Kanal-MOSFET bedient. Die Source des ersten MOSFET 21b ist elektrisch mit dem Versorgungsspannungsanschluss (Rahmen 34CV) verbunden, und der Drain-Anschluss des ersten MOSFET 21b ist mit dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET 21c verbunden.
  • Das Gate des ersten MOSFET 21b und das Gate des zweiten MOSFET 21c sind gemeinsam verbunden. Die Treiberschaltung 21UL enthält eine Ausgangsverdrahtung 21d, die einen Knoten N1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET 21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET 21c mit dem ersten Ausgangsanschluss 25au des integrierten Schaltungselements 25L verbindet, und eine Begrenzungsverdrahtung 21e, die den Source-Anschluss des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a und den ersten Eingangsanschluss 25bu des integrierten Schaltungselements 25L verbindet. Die Ausgangsverdrahtung 21d und die Begrenzungsverdrahtung 21e sind jeweils in dem integrierten Schaltungselement 25L vorgesehen. Genauer gesagt sind die Ausgangsverdrahtung 21d und die Begrenzungsverdrahtung 21e näher an dem ersten Ausgangsanschluss 25au und dem ersten Eingangsanschluss 25bu als die Source-Masse-Schaltung 21a in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Der zweite MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a in der Treiberschaltung 21UL ist über die Begrenzungsverdrahtung 21e, den erste Eingangsanschluss 25bu und die erste Leitung 63U elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12U verbunden.
  • Die Konfigurationen der Treiberschaltung 21VL und der Treiberschaltung 21WL sind die gleichen wie die Konfiguration der Treiberschaltung 21UL. Die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21VL verbindet den Knoten N1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET 21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET 21c und dem zweiten Ausgangsanschluss 25av des integrierten Schaltungselements 25L. Die Begrenzungsschaltung 21e der Treiberschaltung 21VL verbindet der Source-Anschluss des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a und den zweiten Eingangsanschluss 25bv des integrierten Schaltungselements 25L. Der zweite MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a in der Treiberschaltung 21VL ist über die Begrenzungsverdrahtung 21e, den zweiten Eingangsanschluss 25bv und den zweiten Draht 63V elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12V verbunden. Die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21WL verbindet einen Knoten N1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET 21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET 21c und dem dritten Ausgangsanschluss 25aw des integrierten Schaltungselements 25L. Die Begrenzungsschaltung 21e der Treiberschaltung 21WL verbindet den Source-Anschluss des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a und den dritten Eingangsanschluss 25bw des integrierten Schaltungselements 25L. Der zweite MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a in der Treiberschaltung 21WL ist über die Begrenzungsverdrahtung 21e, den dritten Eingangsanschluss 25bw und den dritten Draht 63W elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12V verbunden.
  • Somit enthält die Halbleitervorrichtung 1 einen ersten Steuerpfad RC1, der die Treiberschaltung 21UL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET 12U elektrisch verbindet, einen zweiten Steuerpfad RC2, der die Treiberschaltung 21VL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET 12V elektrisch verbindet, und einen dritten Steuerpfad RC3, der die Treiberschaltung 21WL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET 12W elektrisch verbindet.
  • Der erste Steuerpfad RC1 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung 21UL an das Gate des MOSFET 12U. Der erste Steuerpfad RC1 umfasst die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21UL und die erste Leitung 62U. Das heißt, die erste Leitung 62U ist Teil des ersten Steuerpfades RC1.
  • Der zweite Steuerpfad RC2 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung 21VL an das Gate des MOSFET 12V. Der zweite Steuerpfad RC2 umfasst die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21VL und die zweite Leitung 62V. Das heißt, die zweite Leitung 62V ist Teil des zweiten Steuerpfades RC2.
  • Der dritte Steuerpfad RC3 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung 21WL auf das Gate des MOSFET 12W. Der dritte Steuerpfad RC3 beinhaltet die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21WL und die dritte Leitung 62W. Das heißt, der dritte Draht 62W ist Teil des dritten Steuerpfades RC3.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 enthält ferner einen ersten Begrenzungspfad RS1, der den ersten Steuerpfad RC1 und der Source-Anschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET 12U elektrisch verbindet, einen zweiten Begrenzungspfad RS2, der den zweiten Steuerpfad RC2 und den Steueranschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET 12V elektrisch verbindet, und einen dritten Begrenzungspfad RS3, der den dritten Steuerpfad RC3 und den Source-Anschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET 12W elektrisch verbindet.
  • Der erste Begrenzungspfad RS1 umfasst die Begrenzungsleitung 21e der Treiberschaltung 21UL und die erste Leitung 63U. Das heißt, der erste Draht 63U ist Teil des ersten Begrenzungspfades RS1. Der zweite Begrenzungspfad RS2 umfasst die Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21VL und die zweite Leitung 63V. Das heißt, der zweite Draht 63V ist Teil des zweiten Begrenzungspfades RS2. Der dritte Begrenzungspfad RS3 umfasst die Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21WL und die dritte Leitung 63W. Das heißt, der dritte Draht 63W ist Teil des dritten Begrenzungspfades RS3.
  • Jede der Logikschaltungen 22UL, 22VL und 22WL enthält eine RS-Flip-Flop-Schaltung 22a und Ähnliches. Die RS-Flip-Flop-Schaltung 22a enthält einen Stell-Anschluss (S-Anschluss), in die ein Stellsignal eingegeben wird, einen Rückstell-Anschluss (R-Anschluss), in die ein Rückstellsignal eingegeben wird, und einen Ausgangsanschluss (Q-Anschluss), von der ein Ausgangssignal ausgegeben wird. Die RS-Flip-Flop-Schaltung 22a setzt das Ausgangssignal auf einen High-Pegel mit der fallenden Flanke des Stellsignals als Trigger und setzt das Ausgangssignal auf einen Low-Pegel mit der fallenden Flanke des Rückstellsignals als Trigger. Die RS-Flip-Flop-Schaltung 22a ist elektrisch mit dem Gate jedes der MOSFETs 21b und 21c verbunden und gibt ein Ausgangssignal an das Gate aus. Jeder der MOSFETs 21b und 21c wird auf der Grundlage des Ausgangssignals der RS-FlipFlop-Schaltung 22a komplementär ein- und ausgeschaltet. Dies erzeugt ein Treibersignal, das über die Ausgangsschaltung 21d an das Gate des MOSFET 12L ausgegeben wird.
  • Die Funktionsweise der gegenwärtigen Ausführungsform wird nun beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 enthält eine Begrenzungseinheit, die die Fluktuation der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12U reduziert. Genauer gesagt, wie in 12 gezeigt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 eine erste Begrenzungseinheit CV1 als Begrenzungseinheit. Die erste Begrenzungseinheit CV1 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12U basierend auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET 12U und beinhaltet den ersten Begrenzungspfad RS1.
  • Da der Source-Anschluss des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21UL und der Source-Anschluss des MOSFET 12U durch die erste Begrenzungseinheit CV1 (erster Begrenzungspfad RS1) elektrisch verbunden sind, selbst wenn das Source-Potential des MOSFET 12U aufgrund der Stromänderung dI/dt beim Einschalten des MOSFET 11U und der Induktivität des ersten Drahtes 61U, der mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12U verbunden ist, schwebt (engl. floats), schwebt auch das Source-Potential des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21UL dem Source-Potential des MOSFET 12U folgend. Somit wird die Verschiebung der Gate-Source-Spannung des MOSFET 12U auf einen negativen Wert begrenzt. Dadurch wird die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth des MOSFET 12U reduziert. Dadurch wird selbst bei der Wiederholung des intermittierenden Betriebs der ersten Inverterschaltung 10U ein Anstieg der Schwankungsrate der Schwellenwertspannung Vth des MOSFET 12U reduziert.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 enthält ferner eine zweite Begrenzungseinheit CV2 und eine dritte Begrenzungseinheit CV3, die als Begrenzungseinheiten dienen. Die zweite Begrenzungseinheit CV2 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankungen der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12V basierend auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET 12V und beinhaltet den zweiten Begrenzungspfad RS2. Die dritte Begrenzungseinheit CV3 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12W, der auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET 12W basiert und den dritten Begrenzungspfad RS3 enthält. Diese Konfiguration begrenzt auch Erhöhungen der Schwankungsrate der Schwellenwertspannung Vth der MOSFETs 12L und 12L für die MOSFETs 12V und 12L in gleicher Weise wie beim MOSFET 12U.
  • Die vorliegende Ausführungsform hat die unten beschriebenen Vorteile.
    • (1-1) Die Halbleitervorrichtung 1 umfasst die erste Begrenzungseinheit CV1 (erster Begrenzungspfad RS1), die zweite Begrenzungseinheit CV2 (zweiter Begrenzungspfad RS2) und die dritte Begrenzungseinheit CV3 (dritter Begrenzungspfad RS3). Gemäß dieser Konfiguration folgt und schwankt auch bei schwankendem Source-Potential des MOSFET 12U das Gate-Potential des MOSFET 12U und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12U reduziert. Selbst wenn das Source-Potential des MOSFET 12V schwankt, folgt und schwankt das Gate-Potential des MOSFET 12V, und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12V reduziert. Selbst wenn das Source-Potential des MOSFET 12V schwankt, folgt und schwankt das Gate-Potential des MOSFET 12V, und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12V reduziert. Daher kann die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth für jeden der MOSFETs 12U bis 12W reduziert werden.
    • (1-2) Der erste Draht 63U, der Teil des ersten Begrenzungspfads RS1 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden. Somit kann das Potential auf der Source-Seite des MOSFET 12U aus dem ersten Draht 61U, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden ist, als Source-Seite des MOSFET 12U extrahiert werden. Der MOSFET 12U kann somit durch die Gate-Source-Spannung des MOSFET 12U gesteuert werden, wobei der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes 61U reduziert wird. Der zweite Draht 63V, der Teil des zweiten Begrenzungspfades RS2 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V verbunden. Der dritte Draht 63W, der Teil des dritten Begrenzungspfads RS3 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W verbunden. Somit werden ähnliche Effekte wie bei der ersten Leitung 63U erzielt, da die zweite Leitung 63V und die dritte Leitung 63W die gleiche Konfiguration wie die erste Leitung 63U haben.
  • Darüber hinaus sind die Abstände zwischen den MOSFETs 12U bis 12W und dem integrierten Schaltungselement 25L kürzer als die Abstände zwischen den Rahmen 35U, 35V und 35W und dem integrierten Schaltungselement 25L. Dadurch verkürzen sich die Längen der jeweiligen Drähte 62U, 62V, 62W und die Längen der Drähte 63U, 63V, 63W, die die Source-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W und das integrierte Schaltungselement 25L verbinden. Somit kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 62U, 62V, 62W und der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 63U, 63V, 63W reduziert werden.
    • (1-3) Der MOSFET 12U ist in der Region Ra7 des Elementmontagebereichs Rse des ersten Rahmens 32U am Ende näher am integrierten Schaltungselement 25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Dadurch wird der Abstand zwischen dem MOSFET 12U und dem integrierten Schaltungselement 25L verkürzt. Dadurch verkürzen sich die Länge des ersten Drahtes 62U und die Länge des ersten Drahtes 63U, der den MOSFET 12U und das integrierte Schaltungselement 25L verbindet. Somit kann der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes 62U und der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes 63U reduziert werden. Der MOSFET 12V ist am Ende in der Region Ra7 des Elementmontagebereichs Rse des zweiten Rahmens 32V näher am integrierten Schaltungselement 25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Der MOSFET 12W ist in der Region Ra7 des Elementmontagebereichs Rse des dritten Rahmens 32W am Ende näher am integrierten Schaltungselement 25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Bei einer solchen Konfiguration können die Längen der Drähte 62V und 62W und die Längen der Drähte 63V und 63W auf die gleiche Weise wie der erste Draht 62U und der erste Draht 63U verkürzt werden. Somit kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 62V und 62W und der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 63V und 63W reduziert werden.
    • (1-4) Der erste Draht 63U ist mit dem Teil der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden, der näher am integrierten Schaltungselement 25L liegt. Der zweite Draht 63V ist mit einem Teil der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V näher am integrierten Schaltungselement 25L verbunden. Der dritte Draht 63W wird mit einem Teil der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W näher am integrierten Schaltungselement 25L verbunden. Entsprechend einer solchen Konfiguration kann die Länge der einzelnen Drähte 63U, 63V, 63W verkürzt werden. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 63U, 63V, 63W reduziert werden.
    • (1-5) Die Drähte 63U, 63V und 63W werden am Ende des integrierten Schaltungselements 25L näher an den MOSFETs 12U bis 12W in der zweiten Richtung Y angeschlossen. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes 63U, 63V, 63W reduziert werden.
    • (1-6) Jeder der Rahmen 32U, 32V, 32W enthält die Nuten 32g, 32h, die den Elementmontagebereich Rse bilden. Somit, wenn die MOSFETs 12U bis 12W im Bereich Ra7 des Elementmontagebereichs Rse befestigt sind, breitet sich das Lötzinn SD nicht über den Elementmontagebereich Rse hinaus aus. Wenn das geschmolzene Lötzinn SD auf die Kanten der Nuten 32g und 32h gerichtet ist, beschränkt die Oberflächenspannung die Bewegung des Lötzinns SD über die Nuten 32g und 32h hinaus, und die Kanten der Nuten 32g und 32h haben die Funktion, das geschmolzene Lötzinn SD an den Nuten 32g und 32h zu stoppen. Die Nuten 32g und 32h sind so geformt, dass sie den gesamten Umfang der MOSFETs 12U bis 12W umgeben und die Ausbreitung des Lötmittels SD weiter einschränken. Da die Nuten 31d und 31e des Rahmens 31 die gleiche Konfiguration wie die Nuten 32g und 32h haben, breitet sich das Lötzinn SD nicht über den Elementmontagebereich Rse hinaus aus, wenn die MOSFETs 11U bis 11W auf dem Elementmontagebereich Rse befestigt werden.
    • (1-7) Der Rahmen 31 enthält die Aussparungen 31f, und jeder Rahmen 32U, 32V, 32W enthält die Aussparungen 32i. Entsprechend dieser Konfiguration erhöht das Vergussharz 50, das in die Aussparungen 31f und 32i eintritt, die Festigkeit der Verbindung des Vergussharzes 50 mit dem Rahmen 31 und den Rahmen 32U, 32V und 32W. Dadurch kann die Delamination des Vergussharzes 50 von dem Rahmen 31 und den Rahmen 32U, 32V, 32W reduziert werden.
    • (1-8) Die Aussparungen 31f und 32i sind im Elementmontagebereich Rse nicht vorgesehen. Somit kann das Verbinden der MOSFETs 11U bis 11W mit dem Rahmen 31 durch das Lötzinn SD und das Verbinden der MOSFETs 12U bis 12W mit den Rahmen 32U, 32V, 32W durch das Lötzinn SD angemessen durchgeführt werden. Außerdem ist die Aussparung 31f des Rahmens 31 so angeordnet, dass sie den Elementmontagebereich Rse umgibt. Somit ist das Vergussharz 50 fest mit dem Inselteil 31a des Rahmens 31 verbunden, um die MOSFETs 11U bis 11W zu umschließen. Die Aussparung 32i jedes Rahmens 32U, 32V, 32W ist so angeordnet, dass sie den Elementmontagebereich Rse umgibt. Somit umgibt das Vergussharz 50 die MOSFETs 12U bis 12W und ist fest mit den Inselteilen 33a der Rahmen 32U, 32V und 32W verbunden. Dadurch wird die Entstehung von Luftspalten, die zu den MOSFETs 11U bis 11W und den MOSFETs 12U bis 12W im Vergussharz 50 führen, die durch eine Delamination des Verkapselungsharzes 50 entstehen würden, reduziert. Dadurch können die Isolierzustände der MOSFETs 11U bis 11W und der MOSFETs 12U bis 12W in einem zufriedenstellenden Zustand gehalten werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform in der Konfiguration der Treiberschaltungen 21UL, 21VL und 21WL. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben.
  • Wie in 13 dargestellt, enthält die erste Begrenzungseinheit CV1 eine Diode 13, die im ersten Begrenzungspfad RS1 vorgesehen ist. Die zweite Begrenzungseinheit CV2 enthält eine Diode 13, die im zweiten Begrenzungspfad RS2 vorgesehen ist. Die dritte Begrenzungseinheit CV3 enthält eine Diode 13, die im dritten Begrenzungspfad RS3 vorgesehen ist. Jede Diode 13 ist auf dem integrierten Schaltungselement 25L befestigt. Genauer gesagt ist die Diode 13 der ersten Begrenzungseinheit CV1 auf der Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21UL vorgesehen. Die Anode der Diode 13 ist elektrisch mit dem ersten Eingangsanschluss 25bu verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem Knoten N2 der Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21UL verbunden. Die Diode 13 der zweiten Begrenzungseinheit CV2 ist an der Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21VL vorgesehen. Die Anode der Diode 13 ist elektrisch mit dem zweiten Eingangsanschluss 25bv verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem Knoten N2 der Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21VL verbunden. Die Diode 13 der dritten Begrenzungseinheit CV3 befindet sich auf der Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21WL. Die Anode der Diode 13 ist elektrisch mit dem dritten Eingangsanschluss 25bw verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem Knoten N2 der Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21WL verbunden.
  • Wie in 14 dargestellt, sind im integrierten Schaltungselement 25L die Treiberschaltung 21UL, die Treiberschaltung 21VL und die Treiberschaltung 21WL in der ersten Richtung X angeordnet. Vorliegend ist die Richtung (erste Richtung X), in der die Treiberschaltung 21UL, die Treiberschaltung 21VL und die Treiberschaltung 21WL angeordnet sind, ein Beispiel für die Anordnungsrichtung der dritten, vierten und fünften Steuerschaltung.
  • Die Diode 13 der ersten Begrenzungseinheit CV1 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21UL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode 13 der ersten Begrenzungseinheit CV1 näher an dem ersten Ausgangsanschluss 25au und der ersten Eingangsanschluss Seite 25bu oder dem MOSFET 12U angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21UL in der zweiten Richtung Y.
  • Die Diode 13 der zweiten Begrenzungseinheit CV2 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21VL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode 13 der zweiten Begrenzungseinheit CV2 näher an dem zweiten Ausgangsanschluss 25av und dem zweiten Eingangsanschluss 25bv, oder dem MOSFET 12V, angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21VL in der zweiten Richtung Y.
  • Die Diode 13 der dritten Begrenzungseinheit CV3 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21WL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode 13 der dritten Begrenzungseinheit CV3 näher an dem dritten Ausgangsanschluss 25aw und dem dritten Eingangsanschluss 25bw, oder dem MOSFET 12W, angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21WL in der zweiten Richtung Y.
  • Die Funktionsweise der gegenwärtigen Ausführungsform wird nun beschrieben. Da der Betrieb in jedem der Inverterschaltungen 10U, 10V und 10W gleich ist, wird der Betrieb des ersten Inverterschaltung 10U beschrieben. Der Betrieb der zweiten Inverterschaltung 10V und der dritten Inverterschaltung 10W wird nicht beschrieben.
  • Wenn der MOSFET 11U der ersten Inverterschaltung 10U eingeschaltet wird, schwebt das Source-Potential des MOSFET 12U aufgrund der Änderung dI/dt des durch den MOSFET 11U fließenden Stroms und der Induktivität des ersten an den MOSFET 12U angeschlossenen Drahtes 61U. Folglich wird das Potenzial an der Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21UL durch den erste Draht 63U, der an den Source-Anschluss des MOSFET 12U angeschlossen ist, und die Begrenzungsleitung 21e des integrierten Schaltungselements 25L höher. Dadurch wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET 12U nicht zu einem negativen Wert, und die Schwankung der Schwellwertspannung Vth des MOSFET 12U kann reduziert werden.
  • Die gegenwärtige Ausführungsform hat neben den Vorteilen der ersten Ausfü hrungsform die unten beschriebenen Vorteile.
    • (2-1) Die Dioden 13 sind auf der Begrenzungsschaltung 21e der Treiberschaltungen 21UL, 21VL und 21WL vorgesehen. Somit wird das Source-Potential der MOSFETs 12U bis 12W nicht durch die Ausgangsspannung der Treiberschaltungen 21UL, 21VL, 21WL erhöht, wenn die MOSFETs 12U bis 12W eingeschaltet sind. Dadurch kann der in jedem der MOSFETs 12U bis 12W fließende Strom mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
    • (2-2) Die Diode 13 der ersten Begrenzungseinheit CV1 ist näher an dem ersten Ausgangsanschluss 25au und dem ersten Eingangsanschluss 25bu angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21UL. Die Diode 13 der zweiten Begrenzungseinheit CV2 ist näher an dem zweiten Ausgangsanschluss 25av und dem zweiten Eingangsanschluss 25bv angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21VL. Die Diode 13 der dritten Begrenzungseinheit CV3 ist näher an de, dritten Ausgangsanschluss 25aw und dem dritten Eingangsanschluss 25bw angeordnet als die Source-Masse-Schaltung 21a der Treiberschaltung 21WL. Somit kann die Länge der Begrenzungsschaltung 21e der Treiberschaltungen 21UL, 21VL und 21WL verkürzt und der Einfluss der Induktivität der Begrenzungsverdrahtung 21e reduziert werden.
    • (2-3) Jede Diode 13 ist in dem integrierten Schaltungselement 25L bereitgestellt. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Halbleitervorrichtung 1 im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der jede Diode 13 als ein vom integrierten Schaltungselement 25L getrennter Halbleiterchip vorgesehen ist, in der Größe reduziert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 9 und 15 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform in der Anordnung des MOSFET 12U. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben.
  • Wie in 9 dargestellt, sind in der ersten Ausführung die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs 12U bis 12W, die auf den Rahmen 32U, 32V und 32W befestigt sind, gleich. Die MOSFETs 12U bis 12W in 9 werden auf die Rahmen 32U, 32V und 32W so befestigt, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. In diesem Fall wird die Länge des ersten Drahtes 62U und die Länge des ersten Drahtes 63U des MOSFET 12U des ersten Rahmens 32U, der auf der Seite des Rahmens 31 der Rahmen 32U, 32V und 32W angeordnet ist, länger.
  • Somit unterscheidet sich in der vorliegenden Ausführung, wie in 15 gezeigt, die Ausrichtung (Anordnungsposition) des im ersten Rahmen 32U befestigten MOSFET 12U von der Ausrichtung (Anordnungsposition) des im zweiten Rahmen 32V befestigten MOSFET 12V und des im dritten Rahmen 32W befestigten MOSFET 12W. Genauer gesagt ist der MOSFET 12U des ersten Rahmens 32U so auf dem ersten Rahmen 32U befestigt, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Darüber hinaus wird der MOSFET 12U auf dem ersten Rahmen 32U so befestigt, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert. Genauer gesagt wird der MOSFET 12U auf dem ersten Rahmen 32U so befestigt, dass die Gate-Elektrodenfläche 12g in der ersten Richtung X näher am MOSFET 12V und in der zweiten Richtung Y näher am Rahmen 34 auf der Vorderseite des MOSFET 12U liegt.
  • Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführung die Anordnungen des ersten Drahtes 63U zur Verbindung der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U und des integrierten Schaltungselements 25L und des ersten Drahtes 62U zur Verbindung der Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12U und des integrierten Schaltungselements 25L unterschiedlich. Insbesondere ist der erste Draht 62U näher am zweiten Rahmen 32V angeordnet als der erste Draht 63U. Der erste Draht 62U liegt in der ersten Richtung X neben der Gate-Elektrodenfläche 12g in der Source-Elektrodenfläche 12s und ist mit der Region Bereich an der Seite des Rahmens 33 verbunden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform die nachfolgend beschriebenen Vorteile erzielt werden.
    • (3-1) Da der auf dem ersten Rahmen 32U befestigte MOSFET 12U auf dem ersten Rahmen 32U so angeordnet ist, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert, kann die Länge des ersten Drahtes 62U, der die Gate-Elektrodenfläche 12g und das integrierte Schaltungselement 25L verbindet, verkürzt werden. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes 62U reduziert werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 16, 17, 18A und 18B beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführung unterscheidet sich von der Halbleiteranordnung 1 gemäß der ersten Ausführung dadurch, dass eine Begrenzungseinheit zur Reduzierung der Potentialschwankungen der Source-Anschlüsse der MOSFETs 12U bis 12W beim Einschalten der MOSFETs 11U bis 11W vorgesehen ist. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben.
  • Wie in 16 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 anstelle der ersten Begrenzungseinheit CV1, der zweiten Begrenzungseinheit CV2 und der dritten Begrenzungseinheit CV3 (alle in 14 dargestellt), die in der ersten Ausführung als Begrenzungseinheiten dienen, eine erste Begrenzungseinheit CP1, eine zweite Begrenzungseinheit CP2 und eine dritte Begrenzungseinheit CP3 die als Begrenzungseinheit dienen.
  • Die erste Begrenzungseinheit CP1 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET 12U beim Einschalten des MOSFET 11U reduziert. Die erste Begrenzungseinheit CP1 enthält eine erste Diode 14U, die ein Beispiel für eine sechste Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der ersten Inverterschaltung 10U verbunden ist. Die Anode der ersten Diode 14U ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12U verbunden, und die Kathode der ersten Diode 14U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12U verbunden.
  • Die zweite Begrenzungseinheit CP2 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET 12V reduziert, wenn der MOSFET 11V eingeschaltet wird. Die zweite Begrenzungseinheit CP2 enthält eine zweite Diode 14V, die ein Beispiel für eine siebte Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der zweiten Inverterschaltung 10V verbunden ist. Die Anode der zweiten Diode 14V ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12V verbunden, und die Kathode der zweiten Diode 14V ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12V verbunden.
  • Die dritte Begrenzungseinheit CP3 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET 12W beim Einschalten des MOSFET 11W reduziert. Die dritte Begrenzungseinheit CP3 enthält eine dritte Diode 14W, die ein Beispiel für eine achte Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der dritten Inverterschaltung 10W verbunden ist. Die Anode der dritten Diode 14W ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 12W verbunden, und die Kathode der dritten Diode 14W ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12W verbunden.
  • Ein Beispiel für jede der Dioden 14U, 14V, 14W ist eine Schottky-Barrierediode. In der vorliegenden Ausführung ist die erste Diode 14U so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung Vf kleiner ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET 12U. Die zweite Diode 14V ist so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung Vf niedriger ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET 12V. Die dritte Diode 14W ist so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung niedriger ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET 12W. Wie in 17 dargestellt, wird jede der Dioden 14U, 14V und 14W durch einen Halbleiterchip gebildet. Die erste Diode 14U ist in der Region Ra8 des ersten Rahmens 32U, die zweite Diode 14V ist in der Region Ra8 des zweiten Rahmens 32V und die dritte Diode 14W ist in der Region Ra8 des dritten Rahmens 32W befestigt. Die Dioden 14U, 14V und 14W befinden sich näher an der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y in der Region Ra8.
  • Jede der Dioden 14U, 14V, 14W hat eine Anodenelektrodenfläche 14a, die eine Vorderseitenelektrode ist, und eine Kathodenelektrode, die eine Rückflächenelektrode ist. Die Kathodenelektrode der ersten Diode 14U ist elektrisch mit dem ersten Rahmen 32U durch Lötzinn oder ähnliches verbunden. Die Kathodenelektrode der zweiten Diode 14V ist elektrisch mit dem zweiten Rahmen 32V durch Lötzinn oder ähnliches verbunden. Die Kathodenelektrode der dritten Diode 14W ist elektrisch mit dem dritten Rahmen 32W durch Lötzinn oder ähnliches verbunden.
  • Wie in 17 dargestellt, enthält die erste Begrenzungseinheit CP1 außerdem einen ersten Draht 61U und einen ersten Diodendraht 64U, der ein Beispiel für einen vierten Diodendraht ist, der getrennt vom ersten Draht 61U bereitgestellt wird. Der erste Draht 61U verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U des ersten Rahmens 32U und den Inselteil 35a des Rahmens 35U. Der erste Draht 61U wird durch die zweite Diode 14V des zweiten Rahmens 32V und den Verbindungsteil 32c des dritten Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35U verbunden. Der erste Diodendraht 64U verbindet die Anodenelektrodenfläche 14a der ersten Diode 14U und den Inselteil 35a des Rahmens 35U. Der erste Diodendraht 64U wird durch den Verbindungsteil 32c des Rahmens 32V und den Verbindungsteil 32c des Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35U verbunden. Im Inselteil 35a des Rahmens 35U unterscheidet sich die Position, an der der erste Draht 61U angeschlossen ist, von der Position, an der der erste Diodendraht 64U angeschlossen ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der erste Draht 61U mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35U verbunden ist, näher am Verbindungsteil 32c des dritten Rahmens 32W als die Position, an der der erste Diodendraht 64U mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35U verbunden ist.
  • Die zweite Begrenzungseinheit CP2 enthält außerdem einen zweiten Draht 61V und einen zweiten Diodendraht 64V, der ein Beispiel für einen fünften Diodendraht ist, der getrennt vom zweiten Draht 61V bereitgestellt wird. Der zweite Draht 61V verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V des zweiten Rahmens 32V und den Inselteil 35a des Rahmens 35V. Der zweite Draht 61V wird durch die dritte Diode 14W des dritten Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35V verbunden. Der zweite Diodendraht 64V verbindet die Anodenelektrodenfläche 14a der zweiten Diode 14V und den Inselteil 35a des Rahmens 35V. Der zweite Diodendraht 64V wird durch das Ende auf der Seite des Verbindungsteils 32c des Inselabschnitts 32a des Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35V verbunden. Im Inselteil 35a des Rahmens 35V unterscheidet sich die Position, an der der zweite Draht 61V angeschlossen ist, von der Position, an der der zweite Diodendraht 64V angeschlossen ist. Genauer gesagt, die Position, an der der zweite Draht 61V an den Inselteil 35a des Rahmens 35V angeschlossen ist, liegt näher am Inselteil 35a des Rahmens 35U als die Position, an der der zweite Diodendraht 64V an den Inselteil 35a des Rahmens 35V angeschlossen ist.
  • Die dritte Begrenzungseinheit CP3 enthält außerdem einen dritten Draht 61W und einen dritten Diodendraht 64W, der ein Beispiel für einen sechsten Diodendraht ist, der getrennt vom dritten Draht 61W bereitgestellt wird. Der dritte Draht 61W verbindet die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12W des dritten Rahmens 32W und den Inselteil 35a des Rahmens 35W. Der dritte Draht 61W wird durch einen Teil näher an der Region Ra7 als die dritte Diode 14W des Rahmens 32W verlängert und mit dem Rahmen 35W verbunden. Der dritte Diodendraht 64W verbindet die Anodenelektrodenfläche 14a der dritten Diode 14W und den Inselteil 35a des Rahmens 35W. Im Inselteil 35a des Rahmens 35W unterscheidet sich die Position, an der der dritte Draht 61W angeschlossen ist, von der Position, an der der dritte Diodendraht 64W angeschlossen ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der dritte Draht 61W mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35W verbunden ist, näher an dem Inselteil 32a des dritten Rahmens 32W als die Position, an der der dritte Diodendraht 64W mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35W verbunden ist.
  • Jeder der Diodendrähte 64U, 64V, 64W ist z.B. aus Aluminium (Al) gefertigt. Die Diodendrähte 64U, 64V, 64W haben gleiche Drahtdurchmesser. Die Drahtdurchmesser der Diodendrähte 64U, 64V, 64W sind gleich den Drahtdurchmessern der Drähte 61U, 61V, 61W.
  • [Struktur der ersten bis dritten Diode]
  • Unter Bezugnahme auf die 18A und 18B wird nun ein Beispiel für die Struktur jeder der Dioden 14U, 14V und 14W beschrieben. Da die Strukturen der Dioden 14U, 14V und 14W gleich sind, wird im Folgenden die Struktur der ersten Diode 14U beschrieben, und die Strukturen der zweiten Diode 14V und der dritten Diode 14W werden nicht beschrieben.
  • Die erste Diode 14U enthält ein N'-artiges Siliziumsubstrat (z.B. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e18 bis 1e21 cm-3) 90. Eine Kathodenelektrode 91 ist auf der Rückseite des Siliziumsubstrats 90 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Kathodenelektrode 91 ist aus einem Metall (z.B. Gold (Au), Nickel (Ni), Silizid, Kobalt (Co) Silizid usw.), das in ohmschen Kontakt mit dem N-artigen Silizium kommt.
  • Eine N--artige Epitaxialschicht 92 (Halbleiterschicht) (die N-artige Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e15 bis 1e17 cm-3), die eine geringere Konzentration als das Siliziumsubstrat 90 hat, ist auf der Vorderseite des Siliziumsubstrats 90 aufgeschichtet. Die Dicke der Epitaxialschicht 92 beträgt z.B. 2 µm bis 20 µm.
  • Auf die Vorderseite der Epitaxialschicht 92 wird ein Feldisolierfilm 93 aus z.B. Siliziumoxid (SiO2) aufgeschichtet. Die Dicke des Feldisolierfilms 93 ist z.B. größer oder gleich 1000 Ä, vorzugsweise 7000 Ä bis 40.000 Ä. Der Feldisolierfilm 93 kann aus einem anderen Isolator wie Siliziumnitrid (SiN) gebildet sein.
  • Der Feldisolierfilm 93 hat eine Öffnung 94 zur Belichtung des zentralen Teils der Epitaxialschicht 92. Im Oberflächenschichtteil des zentralen Teils der Epitaxialschicht 92 werden mehrere Gräben 95 durch Ausgraben der Epitaxialschicht 92 von der Vorderseite aus gebildet. Jeder Graben 95 ist eine vertikale Nut, die sich in eine vorgegebene Richtung erstreckt. Die Bodenfläche des Grabens 95 ist eine Ebene, die entlang der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 liegt. Dadurch hat der Querschnitt jedes Grabens 95 eine im Wesentlichen rechteckige Form. In der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich sieben Gräben 95 parallel in vorbestimmten Abständen zueinander. Das heißt, sieben Gräben 95 bilden Streifen in der Draufsicht.
  • Im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht 92 wird in einem Teil, der von den angrenzenden Gräben 95 eingefasst wird, ein Mesa-Teil 96 gebildet. In einem Fall, in dem der Graben 95 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, hat der Mesa-Teil 96 dementsprechend einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Jeder Mesa-Teil 96 umfasst z.B. zwei Seitenwandflächen (Seitenwandflächen des Grabens 95), die sich im wesentlichen senkrecht von einer Seitenkante in der Bodenfläche von jeweils zwei benachbarten Gräben 95 erstrecken, und eine Deckenfläche (Vorderseite der Epitaxialschicht 92), die die beiden Seitenwandflächen verbindet.
  • Eine Anodenelektrode 97 wird auf der Epitaxialschicht 92 gebildet. Die Anodenelektrode 97 füllt die Innenseite der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 aus und ragt aus der Öffnung 94 nach außen, so dass der periphere Randbereich 98 der Öffnung 94 in dem Feldisolierfilm 93 abgedeckt ist. Das heißt, der periphere Randbereich 98 des Feldisolierfilms 93 wird von der Epitaxialschicht 92 und der Anodenelektrode 97 von der Ober- und Unterseite über den gesamten Umfang eingefasst. Der Überstand der Anodenelektrode 97, die den peripheren Randbereich 98 des Feldisolierfilms 93 vom Ende der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 bedeckt, ist beispielsweise größer oder gleich 10 µm, und vorzugsweise 10 µm bis 100 µm.
  • Die Anodenelektrode 97 hat eine Mehrschichtstruktur (in der vorliegenden Ausführung eine Zweischichtstruktur), die ein Schottky-Metall 99, das in der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 mit der Epitaxialschicht 92 verbunden ist, und ein Kontaktmetall 100, das auf das Schottky-Metall 99 aufgeschichtet ist, enthält.
  • Das Schottky-Metall 99 ist aus einem Metall (z.B. Titan (Ti), Molybdän (Mo), Palladium (Pd) usw.), das durch die Verbindung mit dem N-artigen Silizium einen Schottky-Übergang bildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird Titan als Schottky-Metall 99 verwendet. Das Schottky-Metall 99 ist so geformt, dass es mit der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 einschließlich der Innenwandfläche (Bodenfläche und zwei Seitenwandflächen) des Grabens 95 in Kontakt kommt. Dadurch ist das Schottky-Metall 99 in Kontakt mit den Innenwandflächen aller Gräben 95 und der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 außerhalb der Gräben 95. Darüber hinaus bedeckt das Schottky-Metall 99 den gesamten Bereich der Innenwandfläche jedes Grabens 95 und erstreckt sich kontinuierlich bis zur Außenseite des Grabens 95. Das heißt, das Schottky-Metall 99 wird mit der Vorderseite der Epitaxialschicht 92, die von der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 freigelegt ist, so verbunden, dass die gesamte Region vollständig abgedeckt wird. Das Schottky-Metall 99 gemäß der vorliegenden Ausführung umfasst einen Bodenflächenteil 99a, der mit der Bodenfläche des Grabens 95 in Kontakt kommt, einen Seitenflächenteil 99b, der mit der Seitenwandfläche des Grabens 95 (Seitenwandfläche des Mesa-Teils 96) in Kontakt kommt, und einen Deckenflächenteil 99c, der mit der Deckenfläche des Mesa-Teils 96 in Kontakt kommt.
  • In diesem Fall, wie durch eine dicke Linie in 18B angedeutet, ist die Verbindungsfläche (Schottky-Verbindungsfläche) S zwischen dem Schottky-Metall 99 und der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 so ausgebildet, dass sie im Bereich innerhalb der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 einen unregelmäßigen Querschnitt aufweist. Dadurch ist die Fläche der Schottky-Verbindungsfläche S größer als die sichtbare Fläche der Epitaxialschicht 92 in der Draufsicht entlang der Normalen auf die Vorderseite (in 18B in horizontaler Richtung verlaufender Teil) der Epitaxialschicht 92. Genauer gesagt umfasst die Schottky-Verbindungsfläche S einen Bodenflächenteil S1, der mit der Bodenfläche des Grabens 95 in Kontakt kommt, einen Seitenflächenteil S2, der mit der Seitenwandfläche des Grabens 95 (Seitenwandfläche des Mesa-Teils 96) in Kontakt kommt, und einen Deckenflächenteil S3, der mit der Deckenfläche des Mesa-Teils 96 in Kontakt kommt. Wenn der Graben 95 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, kann die Fläche der Schottky-Verbindungsfläche S um den Betrag des Seitenflächenanteils S2 im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Graben 95 nicht gebildet wird, vergrößert werden.
  • Das mit der Epitaxialschicht 92 verbundene Schottky-Metall 99 bildet eine Schottky-Barriere (Potentialbarriere) von z.B. 0,52 eV bis 0,9 eV, wobei der Silizium-Halbleiter die Epitaxialschicht 92 bildet. Die Dicke des Schottky-Metalls 99 in der vorliegenden Ausführung beträgt 0,02 µm bis 0,2 µm.
  • Das Kontaktmetall 100 ist ein Teil der Anodenelektrode 97, der zur äußersten Oberfläche der ersten Diode 14U freigelegt ist und an den ein erster Diodendraht 64U (siehe 17) und ähnliches verbunden ist. Das heißt, das Kontaktmetall 100 bildet eine Anodenelektrodenfläche 14a. Das Kontaktmetall 100 ist z.B. Aluminium (Al). Die Dicke des Kontaktmetalls 100 der vorliegenden Ausführungsform beträgt beispielsweise 0,5 µm bis 5 µm. Das Kontaktmetall 100 wird in jeden Graben 95 eingebettet, so dass es mit dem Schottky-Metall 99, das die Innenwandfläche jedes Grabens 95 bedeckt, in Kontakt kommt. Das heißt, das Kontaktmetall 100 steht in Kontakt mit dem Bodenflächenteil 99a, den beiden Seitenflächenteilen 99b und dem Deckenflächenteil 99c des Schottky-Metalls 99. Dadurch wird das Kontaktmetall 100 so geformt, dass es an der Seite, die mit dem Schottky-Metall 99 jedes Grabens 95 in Berührung kommt, einen unregelmäßigen Querschnitt aufweist. Die Vorderseite des Kontaktmetalls 100 gegenüber der Seite, die mit dem Schottky-Metall 99 in Berührung kommt, ist flach und erstreckt sich entlang der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 (ausgenommen die Innenwandfläche des Grabens 95).
  • Wenn das Schottky-Metall 99 aus Titan hergestellt ist, wird vorzugsweise eine Titannitrid-(TiN)-Schicht zwischen dem Schottky-Metall 99 und dem Kontaktmetall 100 aus Aluminium eingefügt. Die Titannitrid-Schicht fungiert als Sperrschicht, die Titan des Schottky-Metalls 99 und Aluminium des Kontaktmetalls 100 zusammenhält und gleichzeitig die Leitfähigkeit zwischen Titan und Aluminium sichert und ferner die gegenseitige Diffusion von Titan und Aluminium reduziert. Eine solche Sperrschicht schützt die Schottky-Verbindungsfläche S, indem sie das Material des Kontaktmetalls 100 vor dem Eindiffundieren in das Schottky-Metall 99 reduziert oder verhindert.
  • Ein Oberflächenschutzfilm (nicht abgebildet) kann auf der äußersten Oberfläche der ersten Diode 14U gebildet werden. In diesem Fall wird vorzugsweise im mittleren Teil des Oberflächenschutzfilms eine Öffnung zum Freilegen des Kontaktmetalls 100 gebildet. Ein externes Verbindungselement wie der erste Diodendraht 64U (siehe 17) wird durch die Öffnung mit dem Kontaktmetall 100 verbunden.
  • Ein Schutzring 101 mit einer P-artigen Diffusionsschicht wird in Kontakt mit dem Schottky-Metall 99 auf einem Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht 92 gebildet. Der Schutzring 101 ist entlang der Kontur der Öffnung 94 so geformt, dass er sich in der Draufsicht über die Innen- und Außenseite der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 erstreckt. Dadurch umfasst der Schutzring 101 einen inneren Seitenteil 101a, der nach innen aus der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 herausragt und mit dem äußeren Randteil 99d, dem Anschlussende des Schottky-Metalls 99 in der Öffnung 94, in Kontakt kommt, und einen äußeren Seitenteil 101b, der nach außen aus der Öffnung 94 herausragt und der Anodenelektrode 97 (Schottky-Metall 99 an dem peripheren Randbereich 98) gegenüberliegt, wobei sich der periphere Randbereich 98 des Feldisolierfilms 93 dazwischen befindet. Die Tiefe von der Vorderseite der Epitaxialschicht 92 des Schutzrings 101 beträgt beispielsweise 0,5 µm bis 8 µm.
  • Der über die Innen- und Außenseite der Öffnung 94 des Feldisolierfilms 93 gebildete Schutzring 101 deckt den Grenzbereich zwischen dem peripheren Randbereich 98 des Feldisolierfilms 93 und dem Schottky-Metall 99 von der Seite der Epitaxialschicht 92 aus ab. In einem Fall, in dem der Schutzring 101 nicht vorhanden ist, wird das elektrische Feld bei Anlegen einer Sperrvorspannung an die erste Diode 14U am Grenzabschnitt konzentriert, und es kann leicht zu Leckagen kommen. Bei der ersten Diode 14U nach der vorliegenden Ausführung deckt der Schutzring 101 den Grenzbereich ab, so dass die Konzentration des elektrischen Feldes durch die vom Schutzring 101 ausgehende Verarmungsschicht beim Anlegen der Sperrvorspannung reduziert werden kann und die Leckage entsprechend verringert werden kann. Daher wird die Stehspannung der ersten Diode 14U erhöht.
  • Die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. Die Vergleichshalbleitervorrichtung ist eine Halbleitervorrichtung, die die Begrenzungseinheiten CP1, CP2, CP3 (Dioden 14U, 14V, 14W und Diodendrähte 64U, 64V, 64W) nicht enthält.
  • Bei der Vergleichshalbleitervorrichtung, zum Beispiel, wenn der Motor 2 (siehe 1) angesteuert wird, fließt ein Rückspeisestrom durch die Körperdiode des MOSFET 12U, wenn der MOSFET 11U ausgeschaltet ist, und der Rückspeisestrom fließt zur Körperdiode des MOSFET 12U, wenn der MOSFET 11U zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt kann aufgrund des Einflusses der Induktivität des ersten Drahtes 61U eine so genannte negative Vorspannung auftreten, bei der das Source-Potential des MOSFET 12U schwebt und höher wird als das Gate-Potential des MOSFET 12U.
  • In dieser Hinsicht hat die Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführung eine Konfiguration, bei der der erste Diodendraht 64U und der erste Draht 61U getrennt als erste Begrenzungseinheit CP1 vorgesehen sind und der erste Diodendraht 64U mit dem Inselteil 35a des Rahmens 35U verbunden ist. Dadurch fließt z.B. beim Einschalten des MOSFET 11U, wenn der Motor 2 angetrieben wird (siehe 1), der durch das Ausschalten des MOSFET 12U erzeugte Rückspeisestrom durch die erste Diode 14U, da die Vorwärtsspannung Vf der ersten Diode 14U niedriger ist als die Vorwärtsspannung der Körperdiode des MOSFET 12U. Das heißt, der Rückspeisestrom fließt nicht durch den ersten Draht 61U durch die Körperdiode des MOSFET 12U. Dies begrenzt das Schweben, das sich aus dem Source-Potential des MOSFET 12U ergibt, das aufgrund der Stromänderung dI/dt beim Einschalten des MOSFET 11U und der Induktivität des ersten Drahtes 61U erzeugt wird. Das Auftreten negativer Vorspannung des MOSFET 12U kann so reduziert werden.
  • Darüber hinaus haben der zweite Diodendraht 64V und der zweite Draht 61V sowie die dritte Diodendraht 64W und der dritte Draht 61W die gleiche Konfiguration wie der erste Diodendraht 64U und der erste Draht 61U und arbeiten auf die gleiche Weise.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der unten beschriebene Vorteil zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform erzielt werden.
    • (4-1) Das Schweben des Source-Potentials der MOSFETs 12U bis 12W wird durch die separate Bereitstellung der Drähte 61U, 61V, 61W, die an die MOSFETs 12U bis 12W angeschlossen sind, und der Diodendrähte 64U, 64V, 64W begrenzt. Somit wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET 12U beim Einschalten des MOSFET 11U nicht zu einem negativen Wert. Außerdem wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET 12V nicht zu einem negativen Wert, wenn der MOSFET 11V eingeschaltet wird. Außerdem wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET 12W nicht zu einem negativen Wert, wenn der MOSFET 11W eingeschaltet wird. Daher kann die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth für jeden der MOSFETs 12U bis 12W reduziert werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform wird nun anhand der 20 und 21 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform dadurch, dass zu jedem der MOSFETs 11U bis 11W eine Diode, die antiparallel geschaltete ist, hinzugefügt wird. In der folgenden Beschreibung werden Bauelemente, die mit der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Beschreibung dieser Bauelemente entfällt.
  • Wie in 20 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 eine erste Diode 15U, die separat vom MOSFET 11U bereitgestellt wird, eine zweite Diode 15V, die separat vom MOSFET 11V bereitgestellt wird, und eine dritte Diode 15W, die separat vom MOSFET 11W bereitgestellt wird. Die Anode der ersten Diode 15U ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 11U und die Kathode der ersten Diode 15U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 11U verbunden. Die Anode der zweiten Diode 15V ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 11V verbunden, und die Kathode der zweiten Diode 15V ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 11V verbunden. Die Anode der dritten Diode 15W ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET 11W verbunden, und die Kathode der dritten Diode 15W ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 11W verbunden. Die erste Diode 15U ist ein Beispiel für eine dritte Diode, die separat vom ersten Schaltelement der ersten Inverterschaltung 10U vorgesehen und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden ist. Die zweite Diode 15V ist ein Beispiel für eine vierte Diode, die getrennt vom ersten Schaltelement der zweiten Inverterschaltung 10V bereitgestellt und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden ist. Die dritte Diode 15W ist ein Beispiel für eine fünfte Diode, die separat vom ersten Schaltelement der dritten Inverterschaltung 10W bereitgestellt und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden wird.
  • Ein Beispiel für jede der Dioden 15U, 15V und 15W ist eine Schottky-Barrierediode wie jede der Dioden 14U, 14V und 14W. Wie in 21 dargestellt, wird jede der Dioden 15U, 15V und 15W durch einen Halbleiterchip gebildet. Die erste Diode 15U ist in der Region Ra4 des Rahmens 31 befestigt, die zweite Diode 15V in der Region Ra5 und die dritte Diode 15W in der Region Ra6. Die erste Diode 15U befindet sich näher an der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y in der Region Ra6, die zweite Diode 15V befindet sich näher an der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y in der Region Ra7 und die dritte Diode 15W befindet sich näher an der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 in der zweiten Richtung Y in der Region Ra6.
  • Jede der Dioden 15U, 15V, 15W hat eine Anodenelektrodenfläche 15a, die eine Vorderseitenelektrode ist, und eine Kathodenelektrode, die eine Rückflächenelektrode ist. Die Kathodenelektroden der Dioden 15U, 15V, 15W sind mit dem Rahmen 31 durch Lötzinn oder ähnliches elektrisch verbunden.
  • Die Anodenelektrodenfläche 15a der ersten Diode 15U und der Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U sind durch den ersten Draht 60U verbunden. Die Anodenelektrodenfläche 15a der zweiten Diode 15V und der Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V sind durch den zweiten Draht 60V verbunden. Die Anodenelektrodenfläche 15a der dritten Diode 15W und der Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W sind durch den dritten Draht 60W verbunden.
  • Wie in 21 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 jede der Drähte 60U, 60V und 60W, den ersten Diodendraht 65U auf der Hochpotentialseite, den zweiten Diodendraht 65V auf der Hochpotentialseite und den dritten Diodendraht 65W auf der Hochpotentialseite, und jeden der Drähte 61U, 61V, 61W und jeden der Diodendrähte 64U, 64V, 64W auf der Niederpotentialseite. Die Konfigurationen und Anschlussmodi der Leitungen 61U, 61V, 61W und der Diodendrähte 64U, 64V, 64W sind die gleichen wie in der vierten Ausführungsform. Die Diodendrähte 64U, 64V, 64W sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Diodendrähte 65U, 65V, 65W sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die jeweiligen Diodendrähte 64U, 64V, 64W und die Diodendrähte 65U, 65V, 65W sind im Wesentlichen parallel zueinander vorgesehen.
  • Ein erster Draht 60U verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U und den Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U. Ein zweiter Draht 60V verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11V und den Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V. Ein dritter Draht 60W verbindet die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W und den Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W. Der erste Draht 60U ist durch die Seite der ersten Diode 15U verlängert als der zweite Diodendraht 65V der zweiten Diode 15V und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden. Der zweite Draht 60V ist durch die Seite der zweiten Diode 15V verlängert als der dritte Diodendraht 65W der dritten Diode 15W und der Verbindungsteil 32c des ersten Rahmens 32U und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden. Der dritte Draht 60W ist durch die Seite der dritten Diode 15W verlängert als der erste Diodendraht 64U der ersten Diode 14U des ersten Rahmens 32U und der Verbindungsteil 32c des zweiten Rahmens 32V und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden.
  • Der erste Diodendraht 65U wird separat vom ersten Draht 60U bereitgestellt. Ein erster Diodendraht 65U verbindet die Anodenelektrodenfläche 15a der ersten Diode 15U und den Drahtverbindungsteil 32f des Rahmens 32U. Die Position, an der der erste Draht 60U mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der erste Diodendraht 65U mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden ist. Genauer gesagt, die Position, an der der erste Draht 60U mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden ist, liegt näher am Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V als die Position, an der der erste Diodendraht 65U mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden ist. Der erste Diodendraht 65U wird durch den Verbindungsabschnitt 31c des Rahmens 31 verlängert und mit dem Drahtverbindungsabschnitt 32f des ersten Rahmens 32U verbunden. Der zweite Diodendraht 65V wird durch den Verbindungsabschnitt 32c des ersten Rahmens 32U verlängert und mit dem Drahtverbindungsabschnitt 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden. Der dritte Diodendraht 65W wird durch den Inselteil 32a des ersten Rahmens 32U und den Verbindungsteil 32c des zweiten Rahmens 32V verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden.
  • Der zweite Diodendraht 65V wird getrennt von dem zweiten Draht 60V bereitgestellt. Ein zweiter Diodendraht 65V verbindet die Anodenelektrodenfläche 15a der zweiten Diode 15V und den Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V. Die Position, an der der zweite Draht 60V mit dem Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der zweite Diodendraht 65V mit dem Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der zweite Diodendraht 65V mit dem Drahtverbindungsabschnitt 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden ist, näher an dem Drahtverbindungsabschnitt 32f des ersten Rahmens 32U als die Position, an der der zweite Draht 60V mit dem Drahtverbindungsabschnitt 32f des zweiten Rahmens 32V verbunden ist.
  • Der dritte Diodendraht 65W wird separat vom dritten Draht 60W bereitgestellt. Ein dritter Diodendraht 65W verbindet die Anodenelektrodenfläche 15a der dritten Diode 15W und den Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W. Die Position, an der der dritte Draht 60W mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der dritte Diodendraht 65W mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden ist. Genauer gesagt, die Position, an der der dritte Diodendraht 65W mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden ist, liegt näher am Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V als die Position, an der der dritte Draht 60W mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden ist.
  • Jeder Diodendraht 65U, 65V, 65W ist z.B. aus Aluminium (Al) gefertigt. Die Diodendrähte 65U, 65V, 65W haben gleiche Drahtdurchmesser. Der Drahtdurchmesser jeder der Diodendrähte 65U, 65V, 65W ist gleich dem Drahtdurchmesser jeder der Drähte 60U, 60V, 60W. Die gegenwärtige Ausführung hat die gleichen Vorteile wie die vierte Ausgestaltung.
  • (Modifizierte Beispiele)
  • Die mit den obigen Ausführungsformen zusammenhängende Beschreibung veranschaulicht ohne jede Absicht, eine anwendbare Form einer Halbleitervorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung beispielsweise auf modifizierte Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen und Kombinationen von mindestens zwei der modifizierten Beispiele, die sich nicht widersprechen, anwendbar.
  • Mindestens zwei der zweiten bis fünften Ausführungsformen können kombiniert werden.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Struktur der Elektrodenflächen der MOSFETs 12U bis 12W, die auf den Rahmen 32U, 32V und 32W befestigt sind, sowie die Ausrichtung (Anordnungsposition) der MOSFETs 12U bis 12W auf beliebige Weise geändert werden. Zum Beispiel können die MOSFETs 12U bis 12W wie in den unten beschriebenen Modifikationen (A1) bis (A4) geändert werden.
    • (A1) Wie in 22 dargestellt, können die Gate-Elektrodenflächen 12g der MOSFETs 12U bis 12W auf dem Vergussharz 50 näher an der zweiten Seitenfläche 50D angeordnet sein. Jede der Source-Elektrodenflächen 12 der MOSFETs 12U bis 12W hat einen Ausschnitt, welcher die Gate-Elektrodenfläche 12g frei lässt. Wie in 22 dargestellt, sind die MOSFETs 12U und 12V so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Der MOSFET 12W ist so angeordnet, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Der MOSFET 12W ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche 12g näher am Rahmen 34 befindet. Der MOSFET 12W ist näher an der zweiten Seitenfläche 50D angeordnet als das integrierte Schaltungselement 25L. In 22 ist der MOSFET 12W so angeordnet, dass er sich in der ersten Richtung X in der Mitte der Region Ra7 befindet. Stattdessen kann z. B. der MOSFET 12W in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V angeordnet sein. Außerdem ist der MOSFET 12U in der ersten Richtung X in der Mitte der Region Ra7 angeordnet. Stattdessen kann bspw. der MOSFET 12U auch näher am zweiten Rahmen 32V in der ersten Richtung X angeordnet sein.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U sind mit dem Ende des MOSFET 12U und dem Ende des ersten Rahmens 32U verbunden, das näher am integrierten Schaltungselement 25L liegt. Der erste Draht 62U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der erste Draht 63U angeordnet. Der zweite Draht 62V und der zweite Draht 63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements 25L angeschlossen. Der zweite Draht 62V ist in der ersten Richtung X näher am dritten Rahmen 32W als der zweite Draht 63V angeordnet. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind mit dem Teil des Schaltungselements 25L verbunden, der näher an dem dritten Rahmen 32W ist. Der dritte Draht 63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der dritte Draht 62W angeordnet.
    • (A2) Wie in 23 dargestellt, hat jeder der MOSFETs 12U bis 12W zwei Gate-Elektrodenflächen 12g. Die MOSFETs 12U bis 12W haben den gleichen Aufbau. Dementsprechend wird die Struktur des MOSFET 12U beispielhaft beschrieben, und die Strukturen der MOSFETs 12V und 12W werden nicht beschrieben. Die beiden Gate-Elektrodenflächen 12g des MOSFET 12U sind am Ende in Längsrichtung des MOSFET 12U angeordnet. Die beiden Gate-Elektrodenflächen 12g des MOSFET 12U sind in einer Draufsicht des MOSFET 12U in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung beabstandet. Die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U enthält einen Teil, der sich zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen 12g erstreckt und in der Draufsicht eine zungenartige Form hat.
  • Wie in 23 dargestellt, ist der MOSFET 12V so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die MOSFETs 12U und 12W sind so angeordnet, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Der MOSFET 12U ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET 12U so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche 12g nahe am zweiten Frame 32V liegt. Der MOSFET 12W ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET 12W so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche 12g nahe am zweiten Rahmen 32V liegt. Somit ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 12U entgegengesetzt zur Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 12W.
  • Der erste Draht 62U ist mit derjenigen der beiden Gate-Elektrodenflächen 12g des MOSFET 12U verbunden, der näher am integrierten Schaltungselement 25L liegt. Der erste Draht 63U ist mit einem Teil zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen 12g in der Source-Elektrodenfläche 12s verbunden. Der erste Draht 63U ist näher am zweiten Rahmen 32V als der erste Draht 62U in der ersten Richtung X angeordnet. Der zweite Draht 62V ist mit derjenigen der beiden Gate-Elektrodenflächen 12g verbunden, die näher am dritten Rahmen 32W liegt. Der zweite Draht 63V wird an einen Abschnitt zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen 12g in der Source-Elektrodenfläche 12s angeschlossen. Daher ist der zweite Draht 62V näher am dritten Rahmen 32W als der zweite Draht 63V in der ersten Richtung X angeordnet. Der dritte Draht 62W ist mit der einen der beiden Gate-Elektrodenflächen 12g näher am integrierten Schaltungselement 25L verbunden. Der dritte Draht 63W wird an einen Teil zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen 12g in der Source-Elektrodenfläche 12s angeschlossen. Der dritte Draht 63W ist näher am zweiten Rahmen 32V angeordnet als der dritte Draht 62W.
    • (A3) Die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der einzelnen MOSFETs 12U bis 12W, die auf den Rahmen 32U, 32V, 32W befestigt sind, können auf beliebige Weise geändert werden. In einem Beispiel, wie in 24 dargestellt, sind die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs 12U bis 12W unterschiedlich. Genauer gesagt ist der MOSFET 12U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert und die Längsrichtung des MOSFET 12U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkel θ1 zwischen der Längsrichtung des MOSFET 12U und der ersten Richtung X beträgt 80°. Der MOSFET 12V ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Der MOSFET 12W ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25L nähert und die Längsrichtung des MOSFET 12W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkel θ2 zwischen der Längsrichtung des MOSFET 12W und der ersten Richtung X beträgt 10°. Der Winkel θ1 und der Winkel θ2 können innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich 90° beliebig verändert werden. Obwohl die Winkel θ1 und θ2 in 24 unterschiedlich sind, können die Winkel θ1 und θ2 gleich zueinander sein.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U sind mit dem integrierten Schaltungselement 25L nahe dem Ende nahe dem MOSFET 12U und dem ersten Rahmen 32U verbunden. Der erste Draht 62U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der erste Draht 63U angeordnet. Der zweite Draht 62V und der zweite Draht 63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements 25L angeschlossen. Der zweite Draht 63V ist in der ersten Richtung X näher am dritten Rahmen 32W als der zweite Draht 62V angeordnet. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind mit dem Teil des Schaltungselements 25L verbunden, der näher an dem dritten Rahmen 32W ist. Der dritte Draht 63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der dritte Draht 62W angeordnet.
  • Darüber hinaus können die Ausrichtungen der MOSFETs 12U und 12W des in 24 gezeigten modifizierten Beispiels weiter geändert werden, wie in 25 dargestellt. Das heißt, wie in 25 dargestellt, ist der MOSFET 12U so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche 12g vom integrierten Schaltungselement 25L getrennt ist und dass die Längsrichtung des MOSFET 12U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Der MOSFET 12W ist so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche 12g vom integrierten Schaltungselement 25L getrennt ist und dass die Längsrichtung des MOSFET 12W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für den Winkel θ1 ist 100°. In diesem Fall kann der Winkel θ1 innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 90° und kleiner oder gleich 180° beliebig verändert werden.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U sind mit dem integrierten Schaltungselement 25L nahe dem Ende nahe dem MOSFET 12U und dem ersten Rahmen 32U verbunden. Der erste Draht 63U ist näher am zweiten Rahmen 32V als der erste Draht 62U in der ersten Richtung X angeordnet. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind mit dem Teil des integrierten Schaltungselements 25L in der Nähe des dritten Rahmens 32W verbunden. Der dritte Draht 62W ist näher am zweiten Rahmen 32V als der dritte Draht 63W in der ersten Richtung X angeordnet.
  • Darüber hinaus können die MOSFETs 12U bis 12W in einen Zustand versetzt werden, der das modifizierte Beispiel in 24 und das modifizierte Beispiel in 25 kombiniert. In einem Beispiel ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des auf dem ersten Rahmen 32U befestigten MOSFET 12U die in 24 gezeigte Ausrichtung des MOSFET 12U, und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des auf dem dritten Rahmen 32W befestigten MOSFET 12W ist die in 25 gezeigte Ausrichtung des MOSFET 12W.
  • Darüber hinaus können die Ausrichtungen der auf dem Rahmen 31 befestigten MOSFETs 11U bis 11W ebenso geändert werden wie die Ausrichtungen der MOSFETs 12U bis 12W in den 24 und 25. In einem Beispiel, wie in 26 dargestellt, sind die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs 11U bis 11W unterschiedlich. Genauer gesagt ist der MOSFET 11U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25H nähert und die Längsrichtung des MOSFET 11U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkel θ1 zwischen der Längsrichtung des MOSFET 11U und der ersten Richtung X beträgt 80°. Der MOSFET 11V ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Der MOSFET 11W ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 12g dem integrierten Schaltungselement 25H nähert, und die Längsrichtung des MOSFET 11W liegt in einer Richtung, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkel θ2, der durch die Längsrichtung des MOSFET 11W und die erste Richtung X gebildet wird, beträgt 10°. Der Winkel θ1 und der Winkel θ2 können innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich 90° beliebig verändert werden. Obwohl die Winkel θ1 und θ2 in 26 unterschiedlich sind, können die Winkel θ1 und θ2 gleich zueinander sein.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U, die in 26 dargestellt sind, werden jeweils in der Nähe des Endes des integrierten Schaltungselements 25H in der Nähe des MOSFET 11U angeschlossen. Der erste Draht 62U ist in der ersten Richtung X näher an der ersten Seitenfläche 50C als der erste Draht 63U angeordnet. Der zweite Draht 62V und der zweite Draht 63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements 25H angeschlossen. Der zweite Draht 63V ist in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche 50D als der zweite Draht 62V angeordnet. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind an dem Teil des integrierten Schaltungselements 25H näher am MOSFET 11W anschlossen. Der dritte Draht 63W ist näher an der zweiten Seitenfläche 50D angeordnet als der dritte Draht 62W in der ersten Richtung X.
  • Wie in 27 dargestellt, ist der MOSFET 11U so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche 12g vom integrierten Schaltungselement 25H getrennt ist und die Längsrichtung des MOSFET 11U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Der MOSFET 11W ist so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche 12g vom integrierten Schaltungselement 25H getrennt ist und die Längsrichtung des MOSFET 11W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für den Winkel θ1 ist 100°. In diesem Fall kann der Winkel θ1 innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 90° und kleiner oder gleich 180° beliebig verändert werden.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U, die in 27 dargestellt sind, werden jeweils in der Nähe des Endes des MOSFET 11U im integrierten Schaltungselement 25H angeschlossen. Der erste Draht 63U ist näher an der ersten Seitenfläche 50C angeordnet als der erste Draht 62U in der ersten Richtung X. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind mit einem Teil des integrierten Schaltungselements 25H nahe der zweiten Seitenfläche 50D verbunden. Der dritte Draht 63W ist näher an der zweiten Seitenfläche 50D angeordnet als der dritte Draht 62W in der ersten Richtung X.
  • Darüber hinaus können die Ausrichtungen der MOSFETs 11U bis 11W in einem Zustand eingestellt werden, der das modifizierte Beispiel in 26 und das modifizierte Beispiel in 27 kombiniert. In einem Beispiel ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 11U die in 26 gezeigte Ausrichtung des MOSFET 11U und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 11W ist die in 27 gezeigte Ausrichtung des MOSFET 11W.
    • (A4) Die Form und Anordnungsposition der Gate-Elektrodenfläche 12g jedes der MOSFETs 12U bis 12W kann beliebig verändert werden. Die Form der Source-Elektrodenfläche 12s wird entsprechend der Formänderung und der Anordnungsposition der Gate-Elektrodenfläche 12g verändert. In einem Beispiel, wie in 28 dargestellt, ist die Gate-Elektrodenfläche 12g rechteckig, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die Gate-Elektrodenfläche 12g befindet sich auf der Vorderseite jedes der MOSFETs 12U bis 12W an dem Ende, das in der ersten Richtung X näher am integrierten Schaltungselement 25L und in der zweiten Richtung Y in der Mitte liegt. Das Ende der Source-Elektrodenfläche 12s nahe dem integrierten Schaltungselement 25L in der ersten Richtung X enthält eine Aussparung, die ausgespart ist, um die Gate-Elektrodenfläche 12g zu meiden. In 28 sind die MOSFETs 12U bis 12W so angeordnet, dass die Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Die Ausrichtung (Anordnungsposition) der MOSFETs 12U bis 12W kann beliebig verändert werden.
  • Der erste Draht 62U und der erste Draht 63U sind mit dem integrierten Schaltungselement 25L am Ende in der Nähe des MOSFET 12U und des ersten Rahmens 32U verbunden. Der erste Draht 63U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der erste Draht 62U angeordnet. Der zweite Draht 62V und der zweite Draht 63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements 25L angeschlossen. Der zweite Draht 63V ist auf der Seite des ersten Rahmens 32U angeordnet als der zweite Draht 62V in der ersten Richtung X. Der dritte Draht 62W und der dritte Draht 63W sind an einer Position näher zu dem dritten Rahmen 32W in dem integrierten Schaltungselement 25L angeordnet. Der dritte Draht 63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen 32V als der dritte Draht 62W angeordnet.
  • Die in 28 gezeigten Formen der Gate-Elektrodenfläche 12g und der Source-Elektrodenfläche 12s der MOSFETs 12U bis 12W können auf die Gate-Elektrodenfläche 11g und die Source-Elektrodenfläche 11s der MOSFETs 11U bis 11W angewandt werden. In diesem Fall können in der Halbleitervorrichtung 1 Ströme von 30 A oder mehr zu jedem der MOSFETs 11U bis 11W und 12U bis 12W fließen.
  • In der ersten bis dritten Ausführungsform können die Formen des Rahmens 31 und der Rahmen 32U, 32V, 32W beliebig verändert werden. In einem Beispiel können der Rahmen 31 und jeder Rahmen 32U, 32V, 32W wie in 29 gezeigt geändert werden.
  • Genauer gesagt ist die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils 31a des Rahmens 31 in 29 kleiner als die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils 31a des Rahmens 31 in der ersten bis dritten Ausführungsform. Der Elementmontagebereich Rse des Inselteils 31a in 29 umfasst die Regionen Ra1 bis Ra3 und nicht die Regionen Ra4 bis Ra6.
  • Die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils 32a jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in 29 ist kleiner als die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils 32a jedes Rahmens 32U, 32V, 32W in der ersten bis dritten Ausführungsform. Der Elementmontagebereich Rse des Inselteils 32a in 29 umfasst die Region Ra7 und schließt die Region Ra8 nicht ein.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration ist die Größe in der zweiten Richtung Y des Vergussharzes 50 der Halbleitervorrichtung 1 kleiner, weil die Größe in der zweiten Richtung Y des Rahmens 31 und der Rahmen 32U, 32V, 32W kleiner ist. Dadurch können Größe und Gewicht der Halbleitervorrichtung 1 reduziert werden.
  • In der ersten bis dritten Ausführungsform kann die Anzahl der Drähte 63U, 63V und 63W, die die Source-Elektrodenflächen 12s der MOSFETs 12U bis 12W und das integrierte Schaltungselement 25L verbinden, beliebig verändert werden. Die Anzahl der Drähte 63U, 63V, 63W kann zwei oder mehr betragen. Zum Beispiel kann die Anzahl der Drähte 63U, 63V, 63W zwei betragen. Außerdem kann mindestens eine der Anzahl der ersten Drähte 63U, der Anzahl der zweiten Drähte 63V und der Anzahl der dritten Drähte 63W unterschiedlich sein.
  • In der oben beschriebenen fünften Ausführungsform können die MOSFETs 11U bis 11W und die Dioden 15U, 15V und 15W des Rahmens 31 auf beliebige Art und Weise elektrisch verbunden werden. So können z.B. die Anschlussarten der MOSFETs 11U bis 11W und der Dioden 15U, 15V und 15W wie in der unten beschriebenen Modifikation (B1) und (B2) geändert werden.
    • (B1) Wie in 30 dargestellt, sind der MOSFET 11U, die erste Diode 15U und der erste Rahmen 32U durch einen ersten Draht 60U verbunden. Der MOSFET 11V, die zweite Diode 15V und der zweite Rahmen 32V sind über einen zweiten Draht 60V verbunden. Der MOSFET 11W, die dritte Diode 15W und der dritte Rahmen 32W sind durch einen dritten Draht 60W verbunden. Genauer gesagt enthält der erste Draht 60U, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbunden ist, einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 15a der ersten Diode 15U verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche 50D und der vierten Seitenfläche 50F des Einkapselungsharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 15a und den Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U zu verbinden. Der zweite Draht 60V, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11V verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 15a der zweiten Diode 15V verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche 50D und der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 15a und den Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V zu verbinden. Der dritte Draht 60W, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 15a der dritten Diode 15W verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche 50D und der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 15a und den Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W zu verbinden.
    • (B2) Eine oder zwei der Dioden 15U, 15V, 15W können weggelassen werden. Darüber hinaus können die Drähte 60U, 60V und 60W auf beliebige Weise an die MOSFETs 11U bis 11W angeschlossen werden. In einem Beispiel, wie in 31 dargestellt, wird die erste Diode 15U in der Halbleitervorrichtung 1 weggelassen. Der erste Draht 60U, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil 32f des ersten Rahmens 32U verbunden. In der gleichen Weise wie 29 enthält der zweite Draht 60V, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11V verbunden ist, einen ersten Teil, der mit der Anodenelektrodenfläche 15a der zweiten Diode 15V verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt, der die Anodenelektrodenfläche 15a und den Drahtverbindungsteil 32f des zweiten Rahmens 32V verbindet. Der dritte Draht 60W, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11W verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden. Der dritte Diodendraht 65W, der mit der Anodenelektrodenfläche 15a der dritten Diode 15W verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil 32f des dritten Rahmens 32W verbunden.
  • In der dritten Ausführungsform, wie in 32 dargestellt, können die Drähte 63U, 63V, 63W, die die Source-Elektrodenfläche 12s der MOSFETs 12U mit 12W der Rahmen 32U, 32V, 32W und dem integrierten Schaltungselement 25L verbinden, weggelassen werden. Diese Konfiguration hat ebenfalls die gleichen Vorteile wie die dritte Ausführungsform.
  • In der fünften Ausführungsform kann die Konfiguration der dritten Ausführungsform, d.h. die Konfiguration, in der die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 12U des ersten Rahmens 32U geändert wird, angewendet werden. In diesem Fall kann der Anschluss der Drähte 61U, 61V, 61W wie in 33 gezeigt geändert sein. Genauer gesagt sind der MOSFET 12U, die Diode 14U und der Rahmen 35U durch einen ersten Draht 61U verbunden. Der MOSFET 12V, die zweite Diode 14V und der Rahmen 35V sind durch einen zweiten Draht 61V verbunden. Der MOSFET 12W, die dritte Diode 14W und der Rahmen 35W sind durch einen dritten Draht 61W verbunden. Genauer gesagt enthält der erste Draht 61U, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12U verbunden ist, einen ersten Teil, der sich entlang der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 14a der ersten Diode 14U verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich zur zweiten Seitenfläche 50D und zur vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 14a und den Inselabschnitt 35a des Rahmens 35U zu verbinden. Der zweite Draht 61V, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12V verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 14a der zweiten Diode 14V verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche 50D und der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 14a und den Inselabschnitt 35a des Rahmens 35V zu verbinden. Der dritte Draht 61W, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich entlang der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche 14a der dritten Diode 14W verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich zur zweiten Seitenfläche 50D und der vierten Seitenfläche 50F des Vergussharzes 50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche 14a und den Inselabschnitt 35a des Rahmens 35W zu verbinden.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Regionen Ra7 und Ra8 der Elementmontagebereiche Rse der Rahmen 32U, 32V und 32W in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sein. In diesem Fall können in einem Teil zwischen der Region Ra7 und der Region Ra8 in der zweiten Richtung Y mehrere Aussparungen 32i gebildet sein. In ähnlicher Weise können im Rahmen 31 die Regionen Ra1 bis Ra3 und die Regionen Ra4 bis Ra6 des Elementmontagebereichs Rse in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sein. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Aussparungen 31f in einem Teil zwischen den Regionen Ra1 bis Ra3 und den Regionen Ra4 bis Ra6 in der zweiten Richtung Y gebildet sein.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Strukturen der MOSFETs 11U bis 11W und 12U bis 12W beliebig verändert werden. Beispielsweise können die Strukturen der MOSFETs 11U bis 11W und 12U bis 12W in die unten beschriebenen Modifikationen (C1) und (C2) geändert werden. Da die MOSFETs 11U bis 11W und die MOSFETs 12U bis 12W die gleiche Struktur haben, wird die Struktur des MOSFET 11U beschrieben und die MOSFETs 11V, 11W und 12U bis 12W werden in der Beschreibung der Strukturen der Modifikationen (C1) und (C2) nicht beschrieben.
    • (C1) Wie in 34 gezeigt, enthält der MOSFET 11U ein N+-artiges SiC-Substrat 110 (bspw. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e18 bis 1e21 cm-3). Die Vorderseite 110A (obere Oberfläche) des SiC-Substrats 110 ist eine Si-Oberfläche und die Rückseite 110B (untere Oberfläche) ist eine C-Oberfläche.
  • Eine Epitaxialschicht 111 aus N--artigem SiC (bspw. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e15 bis 1e17 cm-3) mit einer niedrigeren Konzentration als das SiC-Substrat 110 wird auf das SiC-Substrat 110 aufgeschichtet. Die als Halbleiterschicht dienende Epitaxialschicht 111 wird auf dem SiC-Substrat 110 durch sogenanntes epitaktisches Wachstum gebildet. Die Epitaxialschicht 111, die auf der Vorderseite 110A gebildet wird, die eine Si-Oberfläche ist, wird unter Verwendung der Si-Oberfläche als Hauptwachstumsoberfläche aufgewachsen. Dadurch ist die durch das Wachstum gebildete Vorderseite 111A der Epitaxialschicht 111 die Si-Oberfläche in der gleichen Weise wie die Vorderseite 110A des SiC-Substrats 110.
  • In der Epitaxialschicht 111 an der Seite der Vorderseite 111A (Si-Oberfläche) wird über einen weiten Bereich ein senken-förmiger P-artiger Körperbereich 112 gebildet. Die P-artige Verunreinigungskonzentration des Körperbereichs 112 beträgt 1e16 bis 1e19 cm-3. In der Epitaxialschicht 111 ist die Region, die näher am SiC-Substrat 110 (C-Oberfläche) liegt als der Körperbereich 112, eine N-artige Drain-Region 113 (Driftbereich), in dem ein Zustand nach dem epitaktischen Wachstum aufrechterhalten wird.
  • In dem Körperbereich 112 wird eine N+-artige (die N-artige Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e18 bis 1e21 cm-3) Source-Region 114 über im Wesentlichen die gesamte Region an der Seite der Vorderseite 111A gebildet, und eine P+-artige (die P-artige Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e18 bis 1e21 cm-3) Körperkontaktregion 115 wird an der Seite gebildet, die näher am SiC-Substrat 110 (untere Seite) liegt als die Source-Region 114. Eine große Anzahl von Körperkontaktregionen 115 wird in einer Matrixform gebildet. Die Source-Gräben 116 werden in der gleichen Anzahl wie die Körperkontaktregionen 115 gebildet, so dass sie sich durch die einzelnen Körperkontaktregionen 115 erstrecken. Dann werden gitterförmige Gate-Gräben 117 gebildet, die jede der Körperkontaktregionen 115, in denen ein Source-Graben 116 gebildet ist, umgeben. Somit wird in der Epitaxialschicht 111 eine große Anzahl von Einheitszellen 118 gebildet, die jeweils als Feldeffekttransistor arbeiten. Genauer gesagt, die Einheitszelle 118 ist so gebildet, dass die Körperkontaktregion 115 den Source-Graben 116 umgibt, und darüber hinaus ist die Körperregion 112 so gebildet, dass sie die Körperkontaktregion 115 umgibt. Die der Körperkontaktregion 115 gegenüberliegende Seite in der Körperregion 112 ist zu der Seitenfläche des Gate-Grabens 117 freigelegt. Außerdem ist bei der Einheitszelle 118 die Tiefenrichtung des Gate-Grabens 117 die Gate-Längsrichtung und die Umfangsrichtung jeder Einheitszelle 118 orthogonal zur Gate-Längsrichtung die Gate-Breitenrichtung.
  • Der Source-Graben 116 und der Gate-Graben 117 erstrecken sich beide durch die Körperregion 112 von der Vorderseite 111A der Epitaxialschicht 111 und erreichen die Drain-Region 113. In der vorliegenden Ausführung ist die Tiefe des Source-Grabens 116 gleich der Tiefe des Gate-Grabens 117. Der Abstand D1 zwischen der Seitenfläche 116a des Source-Grabens 116 und der Seitenfläche 117a des Gate-Grabens 117 beträgt beispielsweise 0,5 µm bis 3 µm. Wenn der Abstand D1 im Bereich von 0,5 µm bis 3 µm liegt, kann der Anstieg des Widerstandswerts (Ein-Widerstand) beim Einschalten jeder Einheitszelle 118 reduziert werden, und das an dem unteren Teil des Gate-Grabens 117 anliegende elektrische Feld kann verringert werden.
  • Im Gate-Graben 117 sind die beiden Endeckabschnitte 117b in der Richtung orthogonal zur Gate-Breite am unteren Teil (entgegengesetzte Richtung zur angrenzenden Einheitszelle 118) zur Seite der Drain-Region 113 hin gekrümmt, und die gegenüberliegenden Seitenflächen 117a und die Bodenfläche 117c haben einen U-förmigen Querschnitt, der zu der gekrümmten Fläche fortlaufend ist. Darüber hinaus hat der Source-Graben 116 in gleicher Weise wie der Gate-Graben 117 einen U-förmigen Querschnitt, bei dem die gegenüberliegenden Seitenflächen 116a und die Bodenfläche 116b mit der gekrümmten Oberfläche fortlaufend sind. Somit, wenn die Einheitszelle 118 abgeschaltet wird, kann das an die beiden Endeckabschnitte 117b am unteren Teil des Gate-Grabens 117 anliegende elektrische Feld auf andere Teile als die beiden Endeckabschnitte 117b verteilt werden. Dadurch kann ein dielektrischer Durchschlag eines Teils (Isolierfilm-Unterteil 120 a) auf der Unterseite 117c des vorstehend beschriebenen Gate-Isolierfilms 120 reduziert werden.
  • In der Drain-Region 113 wird in einem Abschnitt von der Bodenfläche 117c des Gate-Grabens 117 bis zu einem mittleren Abschnitt in Dickenrichtung eine implantationsaktive Schicht 119 gebildet, die als Implantationsschicht dient, die durch Implantation einer P-artigen Verunreinigung (z.B. Bor (B), Aluminium (Al) usw.) gebildet wird. Die implantationsaktive Schicht 119 ist so geformt, dass sie in der Draufsicht eine Gitterform hat, die den Gate-Graben 117 überlappt und in der Breite schmaler ist als der Abstand zwischen den benachbarten Einheitszellen 118. Die Tiefe der implantationsaktiven Schicht 119 in der vorliegenden Ausführung beträgt beispielsweise 0,1 µm bis 0,5 µm.
  • Die implantationsaktive Schicht 119 ist eine hochohmige Schicht mit einem höheren Widerstandswert als die periphere Region (z.B. Drainbereich 113) der Epitaxialschicht 111. Der Widerstandswert der implantationsaktiven Schicht 119 beträgt z.B. mehrere Zehntel von kΩ/□ bis zu mehreren hundert kΩ/□. Die P-artige Verunreinigungskonzentration der implantationsaktiven Schicht 119 beträgt beispielsweise 1e16 bis 1e21 cm-3.
  • Der Gate-Isolierfilm 120 wird auf der Innenfläche des Gate-Grabens 117 so ausgebildet, dass dieser den gesamten Bereich abdeckt. Der Gate-Isolierfilm 120 ist eine stickstoffhaltige Oxidschicht, z.B. eine Siliziumnitrid-Oxidschicht, die durch thermische Oxidation mit stickstoff- und sauerstoffhaltigem Gas gebildet wird. Der Stickstoffgehalt (Stickstoffkonzentration) des Gate-Isolierfilms 120 beträgt beispielsweise 0,1 bis 10%.
  • Bei dem Gate-Isolierfilm 120 ist eine Dicke T4 eines Teils (Isolierfilm-Bodenteil 120a) auf der Bodenfläche 117c des Gate-Grabens 117 geringer als eine Dicke T3 eines Teils (Isolierfilm-Seitenteil 120b) auf der Seitenfläche 117a des Gate-Grabens 117. Das Verhältnis (T4/T3) der Dicke T4 zur Dicke T3 beträgt 0,3 bis 1,0, vorzugsweise 0,5 bis 1,0. Die Dicke T3 beträgt 300 bis 1000 Ä, und die Dicke T4 150 bis 500 Ä. Eine Gate-Elektrode 121 wird im Gate-Graben 117 vergraben, indem die Innenseite des Gate-Isolierfilms 120 mit einem Polysilizium-Material gefüllt wird, das stark mit einer N-artigen Verunreinigung dotiert ist.
  • Auf die Epitaxialschicht 111 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 122 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Kontaktlöcher 123 zur Belichtung der Vorderseite des Source-Grabens 116 und der Source-Region 114 jeder Einheitszelle 118 sind in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 122 und dem Gate-Isolierfilm 120 ausgebildet.
  • Eine Source-Verdrahtung 124 wird auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 122 gebildet. Die Source-Verdrahtung 124 tritt gemeinsam durch jede der Kontaktlöcher 123 in die Source-Gräben 116 aller Einheitszellen 118 ein und kommt von der Unterseite des Source-Grabens 116 her in jeder Einheitszelle 118 mit der Drain-Region 113, dem Körperkontaktbereich 115 und der Source-Region 114 in Kontakt. Das heißt, die Source-Verdrahtung 124 wird von allen Einheitszellen 118 gemeinsam genutzt. Ein Zwischenschicht-Isolierfilm (nicht abgebildet) wird auf der Source-Verdrahtung 124 gebildet, und die Source-Verdrahtung 124 wird durch den Zwischenschicht-Isolierfilm elektrisch mit der Source-Elektrodenfläche 11s verbunden. Die Gate-Elektrodenfläche 11g ist elektrisch mit der Gate-Elektrode 121 durch eine auf den Zwischenschicht-Isolierfilm (nicht abgebildet) gezogene Gate-Verdrahtung (nicht abgebildet) verbunden.
  • Die Source-Verdrahtung 124 umfasst eine Polysiliziumschicht 125, eine Zwischenschicht 126 und eine Metallschicht 127 in dieser Reihenfolge von der Seite her, die mit der Epitaxialschicht 111 in Kontakt steht.
  • Die Polysiliziumschicht 125 ist eine dotierte Schicht, die unter Verwendung von dotiertem Polysilizium, das mit einer Verunreinigung dotiert ist, gebildet wird. Es handelt sich beispielsweise um eine hochkonzentrierte dotierte Schicht, die mit einer Verunreinigung in einer hohen Konzentration von 1e19 bis 1e21 cm-3 dotiert ist. Als Verunreinigung bei der Bildung der Polysiliziumschicht 125 als dotierte Schicht (einschließlich hochkonzentrierter dotierter Schicht) können N-artige Verunreinigungen wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Arsen (As) und P-artige Verunreinigungen wie Aluminium (Al) und Bor (B) verwendet werden. Die Dicke der Polysiliziumschicht 125 beträgt z.B. 5000 bis 10000 Ä.
  • Die Polysiliziumschicht 125 der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich der Vorderseite der Einheitszelle 118, die im Kontaktloch 123 freiliegt, bedeckt und mit der Drain-Region 113, der Körperkontaktregion 115 und der Source-Region 114 im Source-Graben 116 in Kontakt steht.
  • Die Source-Verdrahtung 124 kann mit der Körperkontaktregion 115 und der Source-Region 114, bei denen es sich um Regionen mit hoher Verunreinigungskonzentration handelt, in einen ohmschen Übergang gebracht werden, indem Polysilizium für die Schicht verwendet wird, die die Drain-Region 113, die Körperkontaktregion 115 und die Source-Region 114 in der Source-Verdrahtung 124 kontaktiert. Ein Heteroübergang mit einem kleineren Übergangsfehler als das Diffusionspotential der Körperdiode 128 (PN-Diode, die durch die Verbindung zwischen Körperregion 112 und Drain-Region 113 gebildet wird), die intern im MOSFET 11U vorhanden ist, kann in der Drain-Region 113 mit niedriger Konzentration gebildet werden.
  • Wenn durch die Körperdiode 128 im MOSFET 11U Strom fließt, binden sich die von der Körperregion 112 zur Drain-Region 113 übertragenen Löcher wieder mit den Elektronen in der Drain-Region 113, und die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Bindungsenergie kann dazu führen, dass sich Defekte des SiC-Kristalls in der Epitaxialschicht 111 in der Ebene ausbreiten. Da dieser Kristalldefekt einen hohen Widerstandswert hat, stört der Kristalldefekt, wenn er sich in Richtung des Gate-Grabens 117 ausdehnt, den normalen Transistorbetrieb, und der Einschaltwiderstand kann ansteigen.
  • In dieser Hinsicht, wie in 34 gezeigt, wird, wenn der Heteroübergang durch den Kontakt zwischen der Polysiliziumschicht 125 und der Drain-Region 113 gebildet wird, eine Sperrspannung zwischen dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss angelegt, und der Strom kann auch in einem Zustand, in dem der Strom zur Körperdiode 128 fließt, vorzugsweise zur Seite des Heteroübergangs statt zur Seite der Körperdiode 128 fließen. Dadurch kann die Ausdehnung des Kristalldefekts von SiC reduziert und ein Anstieg des AN-Widerstands verringert werden.
  • Die Zwischenschicht 126 wird auf die Polysiliziumschicht 125 aufgeschichtet und umfasst eine einzelne Schicht aus einer Titan (Ti) enthaltenden Schicht oder mehrere Schichten einschließlich der Schicht. Die titanhaltige Schicht kann mit Titan, Titannitrid (TiN) oder ähnlichem gebildet werden. Außerdem beträgt die Dicke der Zwischenschicht 126 beispielsweise 200 bis 500 nm.
  • Die Metallschicht 127 wird auf die Zwischenschicht 126 aufgeschichtet und z.B. aus Aluminium (Al), Gold (Au), Silber (Ag), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo) oder einer Legierung dieser Elemente und einem diese Elemente enthaltenden Metallmaterial gebildet. Die Metallschicht 127 bildet die äußerste Schicht der Source-Verdrahtung 124. Die Dicke der Metallschicht 127 beträgt 1 bis 5 µm.
  • Eine geschichtete Struktur (Poly-Si/Ti/TiN/Al), bei der Poly-Si (Polysiliziumschicht 125), Ti (Zwischenschicht 126), TiN (Zwischenschicht 126) und Al (Metallschicht 127) aufgeschichtet sind, kann als eine Kombination aus der oben beschriebenen Polysiliziumschicht 125, der Zwischenschicht 126 und der Metallschicht 127 veranschaulicht werden.
  • Eine Drain-Elektrode 129 ist auf der Rückseite 110B des SiC-Substrats 110 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Drain-Elektrode 129 ist eine Elektrode, die von allen Einheitszellen 118 gemeinsam genutzt wird. Zum Beispiel kann eine Stapelstruktur (Ti/Al), bei der Titan (Ti) und Aluminium (Al) in der Reihenfolge vom SiC-Substrat 110 aufgeschichtet werden, als Drain-Elektrode 129 veranschaulicht werden.
  • Wenn eine vorbestimmte Spannung (Spannung größer oder gleich der Gate-Schwellenwertspannung) an die Gate-Elektrodenfläche 11g in einem Zustand angelegt wird, in dem eine vorbestimmte Potentialdifferenz zwischen der Source-Elektrodenfläche 11s (Source-Verdrahtung 124) und der Drain-Elektrode 129 (zwischen Source und Drain) erzeugt wird, wird durch das elektrische Feld von der Gate-Elektrode 121 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche zum Gate-Isolierfilm 120 im Körperbereich 112 gebildet. Somit fließt Strom zwischen der Source-Verdrahtung 124 und der Drain-Elektrode 129, und der MOSFET 11U wird eingeschaltet.
    • (C2) Wie in 35 dargestellt, enthält der MOSFET 11U das N+-artige SiC-Substrat 130. Eine N-artige Epitaxialschicht 131 aus SiC, die mit einer N-artigen Verunreinigung in einer geringeren Konzentration als das SiC-Substrat 130 dotiert ist, wird auf die Vorderseite 130A des SiC-Substrats 130 aufgeschichtet. Die Vorderseite 131A der Epitaxialschicht 131 ist beispielsweise aus einer (0001) Ebene aus SiC.
  • In der Epitaxialschicht 131 wird eine N--artige Drain-Region 132 gebildet, in der ein Zustand nach dem epitaktischen Wachstum aufrechterhalten wird. Eine P-artiger Körperregion 133 wird im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht 131 gebildet. Obwohl in 35 nicht dargestellt, werden in regelmäßigen Abständen mehrere Körperregionen 133 gebildet, die sich in gleicher Richtung (Richtung senkrecht zur Zeichenebene von 35) parallel zueinander erstrecken und z.B. streifen- oder matrixförmig (Zeilen und Spalten) angeordnet sind. Die Drain-Region 132 ist zwischen benachbarten Körperregionen 133 exponiert. Der Oberflächenschichtteil der Körperregion 133 enthält eine N+-artige Source-Region 134, die vom peripheren Rand beabstandet ist.
  • Ein Gate-Isolierfilm 135 wird auf der Vorderseite 131A der Epitaxialschicht 131 gebildet, so dass er sich über die Drain-Region 132, die Körperregion 133 und die Source-Region 134 erstreckt. Der Gate-Isolierfilm 135 ist z.B. aus Siliziumoxid (SiO2) hergestellt. Dann wird eine Gate-Elektrode 136 aus Polysilizium, das mit einer N-artiger Verunreinigung in hoher Konzentration dotiert ist, auf dem Gate-Isolierfilm 135 gebildet. Die Gate-Elektrode 136 liegt der Drain-Region 132, der Körperregion 133 und der Source-Region 134 gegenüber, wobei der Gate-Isolierfilm 135 dazwischen liegt.
  • Auf die Epitaxialschicht 131 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 137 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Auf der Zwischenschicht-Isolierfolie 137 wird eine Source-Verdrahtung 138 gebildet. Die Source-Verdrahtung 138 ist elektrisch mit der Körperregion 133 und der Source-Region 134 durch ein Kontaktloch 139 verbunden, das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 137 ausgebildet ist.
  • Die Gate-Verdrahtung 140 ist elektrisch mit der Gate-Elektrode 136 durch ein Kontaktloch (nicht abgebildet) verbunden, das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 137 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auf der Rückseite 130B des SiC-Substrats 130 eine Drain-Elektrode 141 ausgebildet.
  • Wenn das Potential der Gate-Elektrode 136 gesteuert wird, während eine positive Spannung geeigneter Größe an die Drain-Elektrode 141 angelegt wird, kann durch das elektrische Feld der Gate-Elektrode 136 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche zu dem Gate-Isolierfilm 135 im Körperbereich 133 gebildet werden. Somit kann Strom zwischen der Source-Verdrahtung 138 und der Drain-Elektrode 141 fließen.
  • In der vierten und fünften der oben beschriebenen Ausführungsformen können die Strukturen der Dioden 14U, 14V, 14W und der Dioden 15U, 15V, 15W beliebig verändert werden. So können z.B. die Strukturen der Dioden 14U, 14V, 14W und der Dioden 15U, 15V, 15W in eine Planar-Typen-Struktur, wie in 36 dargestellt, geändert werden. Die Dioden 14U, 14V, 14W und die Dioden 15U, 15V, 15W haben die gleiche Struktur. Somit wird im Folgenden die Struktur der ersten Diode 14U beschrieben, während die Strukturen der anderen Dioden 14V, 14W, 15U, 15V, 15W nicht beschrieben werden.
  • Wie in 36 gezeigt, enthält die erste Diode 14U ein Halbleitersubstrat 150 aus N+-artigem Silizium (Si) (z.B. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e18 bis 1e21 cm-3). Eine Kathodenelektrode 151 ist auf der Rückseite 150B des Halbleitersubstrats 150 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Kathodenelektrode 151 ist aus einem Metall (z.B. Gold (Au), Nickel (Ni), Silizid, Kobalt (Co) usw.) in ohmschem Kontakt mit dem N-artigen Silizium.
  • Eine Epitaxialschicht 152 aus N--artigem Silizium mit einer geringeren Konzentration als das Halbleitersubstrat 150 (die N-artige-Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e15 bis 1e17 cm-3) wird auf die Vorderseite 150A des Halbleitersubstrats 150 aufgeschichtet. Die Dicke der Epitaxialschicht 152 beträgt z.B. 2 bis 10 µm.
  • Auf der Vorderseite 152A der Epitaxialschicht 152 wird ein Feldisolierfilm 153 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgeschichtet. Die Dicke des Feldisolierfilms 93 ist z.B. größer oder gleich 1000 Ä, vorzugsweise 7000 Ä bis 40.000 Ä. Der Feldisolierfilm 153 kann aus einem anderen Isolator wie Siliziumnitrid (SiN) bestehen.
  • Der Feldisolierfilm 153 enthält eine Öffnung 153a, welche den zentralen Teil der Epitaxialschicht 152 freilegt. Eine Anodenelektrode 154 wird auf dem Feldisolierfilm 153 gebildet. Die Anodenelektrode 154 füllt die Innenseite der Öffnung 153a des Feldisolierfilms 153 aus und wölbt sich in Form eines Flansches zur Außenseite der Öffnung 153a hin so aus, dass der periphere Randbereich 153b der Öffnung 153a im Feldisolierfilm 153 von oben abgedeckt wird. Das heißt, der periphere Randbereich 153b der Öffnung 153a des Feldisolierfilms 153 wird von der Epitaxialschicht 152 und der Anodenelektrode 154 von der Ober- und Unterseite über den gesamten Umfang sandwichartig eingefasst.
  • Die Anodenelektrode 154 in 36 hat eine Mehrschichtstruktur (eine Zweischichtstruktur in 36) mit einem Schottky-Metall 155, das mit der Epitaxialschicht 152 in der Öffnung 153a des Feldisolierfilms 153 verbunden ist, und einem Elektrodenmetall 156, das auf das Schottky-Metall 155 gestapelt ist.
  • Das Schottky-Metall 155 ist aus einem Metall (z.B. Titan (Ti), Molybdän (Mo), Palladium (Pd) usw.), das durch die Verbindung mit dem N-artigen Silizium einen Schottky-Übergang bildet. Das mit der Epitaxialschicht 152 verbundene Schottky-Metall 155 bildet eine Schottky-Barriere (Potentialbarriere) von z.B. 0,52 eV bis 0,9 eV, wobei der Silizium-Halbleiter die Epitaxialschicht 92 bildet. Die Dicke des Schottky-Metalls 155 beträgt zum Beispiel 0,02 bis 0,20 µm.
  • Das Elektrodenmetall 156 ist ein Teil der Anodenelektrode 154, welcher von der äußersten Oberfläche der ersten Diode 14U freiliegt und mit dem ersten Diodendraht 65U und ähnlichem verbunden ist. Das heißt, das Elektrodenmetall 156 bildet die Anodenelektrodenfläche 14a. Das Elektrodenmetall 156 ist z.B. aus Aluminium (Al). Die Dicke des Elektrodenmetalls 156 ist dicker als die des Schottky-Metalls 155 und beträgt z.B. 0,5 bis 5,0 µm.
  • Ein Oberflächenschutzfilm 157 aus Siliziumnitrid (SiN) wird auf der äußersten Oberfläche der ersten Diode 14U gebildet. Eine Öffnung 157a zum Freilegen des Elektrodenmetalls 156 ist im mittleren Teil des Oberflächenschutzfilms 157 ausgebildet. Der erste Diodendraht 65U und dergleichen wird durch die Öffnung 157a mit dem Elektrodenmetall 156 verbunden.
  • Ein Bereich, in dem sich das Schottky-Metall 155 in einem Schottky-Kontakt mit der Vorderseite 152A der Epitaxialschicht 152 der Vorderseite 152A der Epitaxialschicht 152 befindet, ist als ein aktiver Bereich 158 definiert, und ein Bereich, der den aktiven Bereich 158 umgibt, ist als ein äußerer Randbereich 159 definiert. Im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht 152 wird am Grenzbereich zwischen der aktiven Region 158 und der äußeren Randregion 159 ein äußerer Umfangsgraben 160 gebildet, der von der vorderen Oberfläche 152A der Epitaxialschicht 152 heruntergegraben wird. Der äußere Umfangsgraben 160 hat in der Draufsicht eine ringförmige Form und wird entlang der Grenze zwischen der aktiven Region 158 und der äußeren Randregion 159 gebildet, so dass er die Regionen kreuzt. Die Bodenfläche des äußeren Umfangsgrabens 160 umfasst eine flache Oberfläche, die entlang der Vorderseite 152A der Epitaxialschicht 152 und der Vorderseite 150A des Halbleitersubstrats 150 liegt. Somit hat der Querschnitt des äußeren Umfangsgrabens 160 eine im Wesentlichen rechteckige Form.
  • Eine Isolierschicht 161 aus z.B. Siliziumoxid (SiO2) wird über den gesamten Bereich der Innenwandfläche (Seitenflächen und Bodenfläche) des äußeren Umfangsgrabens 160 gebildet. Die Dicke der Isolierschicht 161 beträgt z.B. 0,2 bis 0,5 µm.
  • Beim äußeren Umfangsgraben 160 ist ein Leiter 162 aus Polysilizium vorgesehen, der mit dem Schottky-Metall 155 verbunden ist und dem gesamten Bereich der Innenwandfläche (einschließlich Seitenflächen und Bodenfläche) des äußeren Umfangsgrabens 160 durch die Isolierschicht 161 zugewandt ist. Der Leiter 162 kann sich über den gesamten Raum im äußeren Umfangsgraben 160 erstrecken, in dem die Isolierschicht 161 gebildet ist, oder ein entlang der Innenfläche der Isolierschicht 161 gebildeter Film sein. Somit ist die erste Diode 14U eine planare Schottky-Barrierediode, bei der die Vorderseite der Epitaxialschicht 152, mit der das Schottky-Metall 155 in Schottky-Kontakt steht, flach ist.
  • In der zweiten Ausführungsform kann die Position der Diode 13 im integrierten Schaltungselement 25L beliebig verändert werden. Die Diode 13 ist vorzugsweise an der Peripherie der Source-Masse-Schaltung 21a jeder Treiberschaltung 21UL, 21VL und 21WL angeordnet. Dadurch kann die Länge der Begrenzungsverdrahtung 21e, die die Diode 13 verbindet, und die Ausgangsverdrahtung 21d der Source-Masse-Schaltung 21a verkürzt werden. Die Diode 13 wird vorzugsweise zwischen der Source-Masse-Schaltung 21a jeder Treiberschaltung 21UL, 21VL und 21WL und dem Ausgangsanschluss 25a und dem Eingangsanschluss 25b in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Darüber hinaus kann die Diode 13 als ein Halbleiterchip vorgesehen werden, der sich vom integrierten Schaltungselement 25L unterscheidet.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die Halbleitervorrichtung 1 einschließlich der MOSFETs 11U bis 11W und 12U bis 12W der ersten Inverterschaltung 10U, der zweiten Inverterschaltung 10V und der dritten Inverterschaltung 10W beschrieben. Die Konfiguration der Halbleitervorrichtung 1 ist jedoch nicht auf diese Weise beschränkt. So kann z.B. die Halbleitervorrichtung 1, wie in 37 und 38 dargestellt, eine Inverterschaltung enthalten.
  • Genauer gesagt, wie in 37 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 eine Inverterschaltung 10A als Antriebseinheit 10 sowie eine Treiberschaltung 21A und eine Logikschaltung 22A als Steuerschaltung 20. Die Inverterschaltung 10A umfasst einen MOSFET 11U und einen MOSFET 12L. Der Drain-Anschluss des MOSFET 11U ist mit einer externen Stromversorgung verbunden, und der Source-Anschluss des MOSFET 11U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET 12L verbunden. Der Source-Anschluss des MOSFET 12L ist geerdet. Die Treiberschaltung 21A umfasst eine Treiberschaltung 21AU und eine Treiberschaltung 21AL, und die Logikschaltung 22A umfasst eine Logikschaltung 22AU und eine Logikschaltung 22AL. Die Treiberschaltung 21AU ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFET 11U verbunden und gibt ein Gate-Treibersignal an den Gate-Anschluss aus. Die Treiberschaltung 21AL ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFET 12L verbunden und gibt ein Gate-Treibersignal an den Gate-Anschluss aus. Die Logikschaltung 22AU ist mit der Treiberschaltung 21AU verbunden, und die Treiberschaltung 21AU gibt ein Signal zur Erzeugung eines Gate-Treibersignals an die Treiberschaltung 21AU aus. Die Logikschaltung 22AL ist mit der Treiberschaltung 21AL verbunden, und die Treiberschaltung 21AL gibt ein Signal zur Erzeugung eines Gate-Treibersignals an die Treiberschaltung 21AL aus.
  • Wie in 38 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 Halbleiterchips, nämlich den MOSFET 11U, den MOSFET 12L und ein integriertes Schaltungselement 25A einschließlich der Treiberschaltung 21A und der Logikschaltung 22A. Die Halbleitervorrichtung 1 enthält einen Anschluss 200 und ein Vergussharz 220. Der MOSFET 11U, der MOSFET 12L und die Steuerschaltung 20 sind an dem Anschluss 200 befestigt. Das Vergussharz 220 ist zum Einkapseln des MOSFET 11U, des MOSFET 12L und des integrierten Schaltungselements 25A. Das Vergussharz 220 kann z.B. aus einem schwarzen Epoxidharz sein und wird in der Draufsicht zu einer rechteckigen Form geformt. Das Vergussharz 220 umfasst eine erste Seitenfläche 221 und eine zweite Seitenfläche 222, die als in Längsrichtung liegende Seitenflächen dienen, sowie eine dritte Seitenfläche 223 und eine vierte Seitenfläche 224, die als in der Längsrichtung orthogonal zur Längsrichtung liegende Seitenflächen in der Draufsicht dienen. In der folgenden Beschreibung wird die Richtung in Längsrichtung des Vergussharzes 220 als „die erste Richtung V“ und die Richtung orthogonal zur ersten Richtung V in der Draufsicht als „die zweite Richtung W“ definiert.
  • Der Anschluss 200 umfasst einen Rahmen 201, einen Rahmen 205, einen Steuerframe 209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen 213 bis 218 als eine Vielzahl von Anschlussrahmen. Der Rahmen 201 ist auf der Seite des einen Endes (linkes Ende in 35) des Vergussharzes 220 angeordnet, die in der ersten Richtung V näher an der ersten Seitenfläche 221 liegt, und der Rahmen 205 ist auf der Seite des anderen Endes (rechtes Ende in 35) des Vergussharzes 220 angeordnet, die in der ersten Richtung V näher an der zweiten Seitenfläche 22s liegt. Der Rahmen 201 und der Rahmen 205 sind liniensymmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie CL, die sich in der ersten Richtung V erstreckt, in der Mitte des Vergussharzes 220 in der zweiten Richtung W ausgebildet. Der Steuerrahmen 209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen 213 bis 218 sind auf der Seite eines Endes (unteres Ende in 35) des Vergussharzes 220 angeordnet, das näher an der vierten Seitenfläche 224 in der ersten Richtung V liegt.
  • Der Rahmen 201, bei dem es sich um einen Leadframe handelt, der den Drain-Anschluss des MOSFET 11U elektrisch mit einer externen Stromversorgung verbindet, bildet einen VDC-Anschluss. Der Rahmen 201 umfasst einen Inselteil 202, einen Anschlussteil 203 und einen Verbindungsteil 204. Der Inselteil 202, der Anschlussteil 203 und der Verbindungsteil 204 sind integral ausgebildet.
  • Der Rahmen 205, bei dem es sich um einen Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain-Anschluss des MOSFET 12L und eines Geräts oder einer elektronischen Komponente handelt, die elektrisch mit der Halbleitervorrichtung 1 verbunden ist, bildet einen Ausgangsanschluss (OUT-Anschluss). Der Rahmen 205 umfasst einen Inselteil 206, einen Anschlussteil 207 und einen Verbindungsteil 208. Der Inselteil 206, der Anschlussteil 207 und der Verbindungsteil 208 sind integral ausgebildet.
  • Der Inselteil 202 des Rahmens 201 und der Inselteil 206 des Rahmens 205 sind näher an der dritten Seitenfläche 223 des Vergussharzes 220 in der zweiten Richtung W angeordnet. Der Inselteil 202 des Rahmens 201 und der Inselteil 206 des Rahmens 205 sind in der zweiten Richtung W angeordnet. Der Inselteil 202 und der Inselteil 206 haben eine rechteckige Form, in der die zweite Richtung W in der Draufsicht eine Längsrichtung ist. Der Inselteil 202 und der Inselteil 206 ragen aus der dritten Seitenfläche 223 des Vergussharz 220 in die zweite Richtung W hinaus. Der Inselteil 202 und der Inselteil 206 sind in Bezug auf die Mittellinie CL liniensymmetrisch.
  • Der Verbindungsteil 204 des Rahmens 201 erstreckt sich vom Ende des Vergussharzes 220 im Inselteil 202 an der ersten Seitenfläche 221 nahe der vierten Seitenfläche 224 zur vierten Seitenfläche 224. Der Anschlussteil 203 des Rahmens 201 erstreckt sich vom Verbindungsteil 204 in die zweite Richtung W. Der Anschlussteil 203 und der Verbindungsteil 204 sind näher an der ersten Seitenfläche 221 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Rahmen 205, der Steuerrahmen 209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen 213 bis 218.
  • Der Verbindungsteil 208 des Rahmens 205 erstreckt sich vom Ende des Vergussharzes 222 im Inselteil 224 an der ersten Seitenfläche 220 nahe der vierten Seitenfläche 206 zur vierten Seitenfläche 224. Der Anschlussteil 207 des Rahmens 205 erstreckt sich vom Verbindungsteil 208 in die zweite Richtung W. Der Anschlussteil 207 und der Verbindungsteil 208 sind näher an der zweiten Seitenfläche 222 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Rahmen 201, der Steuerrahmen 209 und der erste bis sechste Anschlussrahmen 213 bis 218.
  • Der Steuerrahmen 209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen 213 bis 218 sind näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Inselteil 202 des Rahmens 201 und der Inselteil 206 des Rahmens 205 in der zweiten Richtung W angeordnet und befinden sind zwischen dem Verbindungsteil 204 des Rahmens 201 und dem Verbindungsteil 208 des Rahmens 205 in der zweiten Richtung W.
  • Der Steuerrahmen 209, der ein Anschluss-Rahmen zur Erdung des integrierten Schaltungselements 25A ist, bildet einen GND-Anschluss. Der Steuerrahmen 209 umfasst einen Inselteil 210, einen Anschlussteil 211 und einen Verbindungsteil 212. Der Inselteil 210, der Anschlussteil 211 und der Verbindungsteil 212 sind integral ausgebildet.
  • Der Inselteil 210 ist rechteckig, wobei die erste Richtung V eine Längsrichtung ist. Der Inselteil 210 ist näher an der ersten Seitenfläche 221 des Vergussharzes 220 in der ersten Richtung V angeordnet. Der Inselteil 210 ist an einer Position angeordnet, die sich von dem Inselteil 202 des Rahmens 201 und dem Inselteil 206 des Rahmens 205 in der zweiten Richtung W unterscheidet. Genauer gesagt ist der Inselteil 210 näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Inselteil 202 und der Inselteil 206. Ferner ist der Inselteil 210 in der zweiten Richtung W gesehen an einer Stelle angeordnet, die den Inselteil 202 und den Inselteil 206 überlappt. Der Inselteil 210 ist in der zweiten Richtung W näher am Verbindungsteil 204 des Rahmens 201 angeordnet als der Verbindungsteil 208 des Rahmens 205.
  • Der Verbindungsteil 212 des Steuerrahmens 209 erstreckt sich im Wesentlichen von der Mitte des Inselteils 210 in der ersten Richtung V zur vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220. Der Anschlussteil 211 des Steuerrahmens 209 erstreckt sich in der zweiten Richtung W vom Ende des Anschlussteils 212 nahe der vierten Seitenfläche 224 des Verkapselungsharzes 220.
  • Der erste Anschlussrahmen 213 ist ein Leadframe zur Erdung des Source-Anschlusses des MOSFET 12L und bildet ein PGND-Anschluss. Der zweite Anschlussrahmen 214 bildet einen VCC-Anschluss, der ein Anwendungsanschluss der Versorgungsspannung VCC ist. Der dritte Anschlussrahmen 215 bildet einen Stromversorgungs-Erkennungsanschluss (FOB-Klemme) zur Erkennung eines Zustands, in dem eine an den OUT-Anschluss (Rahmen 205) angelegte Spannung mit einem Hochspannungs-Anwendungsanschluss (oder einem entsprechenden Hochpotential-Anschluss) kurzgeschlossen ist. Der vierte Anschlussrahmen 216 bildet einen HIN-Anschluss. Eine an den HIN-Anschluss angelegte Gate-Treibersignalspannung wird von einer Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet) außerhalb der Halbleitervorrichtung 1 dem Gate-Anschluss des MOSFET 11U zugeführt. Der fünfte Anschlussrahmen 217 bildet einen LIN-Anschluss. Eine an den LIN-Anschluss angelegte Gate-Treibersignalspannung wird von der Gate-Treiberschaltung dem Gate-Anschluss des MOSFET 12L zugeführt. Der sechste Anschlussrahmen 218 bildet einen VB-Anschluss, der ein Anwendungsanschluss für eine durch Anhebung der Versorgungsspannung VCC erhaltene Erhöhungsversorgungsspannung VB ist.
  • Der erste Anschlussrahmen 213 und die vierten bis sechsten Anschlussrahmen 216 bis 218 sind zwischen dem Verbindungsteil 212 des Steuerrahmens 209 und dem Verbindungsteil 208 des Rahmens 205 in der ersten Richtung V angeordnet. Der zweite Anschlussrahmen 214 und der dritte Anschlussrahmen 215 sind zwischen dem Verbindungsteil 212 des Steuerrahmens 209 und dem Verbindungsteil 204 des Rahmens 201 in der ersten Richtung V angeordnet.
  • Der erste Anschlussrahmen 213 umfasst einen rechteckigen Inselteil 213a, in dem die zweite Richtung W eine Längsrichtung ist. Der Inselteil 213a ist zwischen dem Inselteil 210 des Steuerrahmens 209 und dem Verbindungsteil 208 des Rahmens 205 in der ersten Richtung V angeordnet. Der Inselteil 213a ist so angeordnet, dass er an den Inselteil 206 des Rahmens 205 in der zweiten Richtung W angrenzt. Die vierten bis sechsten Anschlussrahmen 216 bis 218 sind näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Inselteil 210 des Steuerrahmens 209 und der Inselteil 213a des ersten Anschlussrahmens 213 in der zweiten Richtung W. Der zweite Anschlussrahmen 214 und der dritte Anschlussrahmen 215 sind näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Inselteil 210 des Steuerrahmens 209.
  • Der MOSFET 11U wird auf einem Teil näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 im Inselteil 202 des Rahmens 201 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das heißt, der Drain-Anschluss des MOSFET 11U ist elektrisch mit dem Inselteil 202 des Rahmens 201 verbunden. Der MOSFET 11U ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 11g näher an der ersten Seitenfläche 221 und der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 befindet.
  • Der MOSFET 12L wird auf einem Teil näher an der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 im Inselteil 206 des Rahmens 205 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das heißt, der Drain-Anschluss des MOSFET 12L ist elektrisch mit dem Inselteil 206 des Rahmens 205 verbunden. Der MOSFET 12L ist so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche 12g nahe am MOSFET 11U und der vierten Seitenfläche 224 des Vergussharzes 220 liegt. Das heißt, in 35 sind die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 11U und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 12L gleich.
  • Das integrierte Schaltungselement 25A wird auf dem Inselteil 210 des Steuerrahmens 209 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das integrierte Schaltungselement 25A ist näher an dem MOSFET 11U angeordnet als an dem MOSFET 12L in der zweiten Richtung W.
  • Die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U und der Rahmen 205 sind durch den Draht 60 elektrisch verbunden. Somit sind der Source-Anschluss des MOSFET 11U und der Drain-Anschluss des MOSFET 12L elektrisch verbunden. Der Draht 60 ist mit einem Teil verbunden, der näher an der dritten Seitenfläche 223 des Vergussharzes 220 liegt als der MOSFET 12L im Inselabschnitt 206 des Rahmens 205. Die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U und das integrierte Schaltungselement 25A sind durch den Draht 62 verbunden, und die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U und das integrierte Schaltungselement 25A sind durch den Draht 62 verbunden. Der Steuerdraht 62, der mit der Gate-Elektrodenfläche 11g verbunden ist, ist näher an der ersten Seitenfläche 221 des Vergussharzes 220 angeordnet als der Draht 63, der ein Beispiel für den Begrenzungsdraht ist, der mit der Source-Elektrodenfläche 11s verbunden ist.
  • Die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L und der Inselteil 213a des ersten Anschlussrahmens 213 sind durch den Draht 61 elektrisch verbunden. Der Draht 61 ist mit dem Inselteil 213a des ersten Anschlussrahmens 213 verbunden. Die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12L und das integrierte Schaltungselement 25A sind durch den Draht 62 verbunden, und die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L und das integrierte Schaltungselement 25A sind durch den Sensordraht 63 verbunden. Der mit der Gate-Elektrodenfläche 12g verbundene Draht 62 ist näher am MOSFET 11U angeordnet als der mit der Source-Elektrodenfläche 12s verbundene Draht 63. Der Draht 63 ist über die Begrenzungsverdrahtung 21e mit dem Source-Anschluss des zweiten MOSFET 21c der Source-Masse-Schaltung 21a in der Treiberschaltung 21AL im integrierten Schaltungselement 25A verbunden (siehe 37). Dadurch wird der Vorteil (1-1) der ersten Ausführungsform erreicht.
  • Das integrierte Schaltungselement 25A ist über die Drähte 62 mit dem Rahmen 201, dem Steuerrahmen 209 und den ersten bis sechsten Anschlussrahmen 213 bis 218 verbunden. Genauer gesagt sind das integrierte Schaltungselement 25A und der Verbindungsteil 204 des Rahmens 201 durch einen Draht 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25A und der Verbindungsteil 212 des Steuerrahmens 209 sind durch einen Draht 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25A und ein Teil, der näher an der vierten Seitenfläche 224 des Verkapselungsharzes 220 liegt als der Inselteil 213a im ersten Anschlussrahmen 213, sind durch einen Draht 62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement 25A und der zweite Anschlussrahmen 214 sind durch zwei Drähte 62 verbunden. Die dritten bis sechsten Anschlussrahmen 215 bis 218 sind jeweils über einen Draht 62 mit dem integrierten Schaltungselement 25A verbunden.
  • Wie in den 37 und 38 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung 1 eine Begrenzungseinheit CV, die die Fluktuation der Source-Gate-Spannung des MOSFET 12L basierend auf der Spannungsschwankung am Source-Anschluss des MOSFET 12L reduziert. Die Begrenzungseinheit CV enthält einen Begrenzungspfad RS, der den Steuerpfad RC und den Source-Anschluss des MOSFET 12L elektrisch verbindet. Der Begrenzungspfad RS enthält einen Draht 63, der die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L und den Eingangsanschluss 25b des integrierten Schaltungselements 25A verbindet und die Begrenzungsverdrahtung 21e der Treiberschaltung 21AL. Das heißt, der Draht 63 ist Teil des Begrenzungspfades RS.
  • Außerdem verbindet die Halbleitervorrichtung 1 die Treiberschaltung 21AL und den Gate-Anschluss des MOSFET 12L elektrisch und enthält einen Steuerpfad RC (siehe 37), der ein Treibersignal der Treiberschaltung 21AL überträgt. Der Steuerpfad RC umfasst einen Draht 62, der die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12L und den Ausgangsanschluss 25a des integrierten Schaltungselements 25A sowie die Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21AL verbindet. Das heißt, der Draht 62, der die Gate-Elektrodenfläche 12g des MOSFET 12L und den Ausgangsanschluss 25a verbindet, ist Teil des Steuerpfads RC.
  • In dem modifizierten Beispiel gemäß 38 kann eine Diode 13 zwischen dem Draht 62, der mit der Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L verbunden ist, und der Ausgangsverdrahtung 21d der Treiberschaltung 21AL eingefügt werden. Dadurch wird der Vorteil (2-1) der zweiten Ausführungsform erreicht. Die Diode 13 kann innerhalb des integrierten Schaltungselements 25A oder als Halbleiterchip getrennt vom integrierten Schaltungselement 25A vorgesehen sein.
  • In dem modifizierten Beispiel gemäß 38 können die Ausrichtungen der MOSFETs 11U und 12L beliebig verändert werden. In einem Beispiel, wie in 39 gezeigt, wird die Ausrichtung des MOSFET 11U so verändert, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U der Steuerschaltung 20 nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET 11U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U in der Nähe der Steuerschaltung 20 und des MOSFET 12L auf der Vorderseite des MOSFET 11U befindet. In diesem Fall ist der Draht 62, der die Steuerschaltung 20 und die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U verbindet, näher am MOSFET 12L angeordnet als der Draht 62, der die Steuerschaltung 20 und die Source-Elektrodenfläche 11s des MOSFET 11U verbindet. In dem modifizierten Beispiel aus 39 kann der Draht 62, der die Source-Elektrodenfläche 12s des MOSFET 12L und die Steuerschaltung 20 verbindet, weggelassen werden.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Ausrichtung (Anordnungsposition) der Rahmen 31 der MOSFETs 11U bis 11W in Bezug auf den Inselteil 31a beliebig geändert werden. Beispielsweise kann die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET 11U so geändert werden, dass sich die Gate-Elektrodenfläche 11g des MOSFET 11U dem integrierten Schaltungselement 25H nähert. Gemäß dieser Konfiguration kann der Vorteil der dritten Ausführungsform erzielt werden.
  • BESCHREIBUNG DER REFERENZZEICHEN
  • 1) Halbleitervorrichtung; 10A) Inverterschaltung; 10U) erste Inverterschaltung; 10V) zweite Inverterschaltung; 10W) dritte Inverterschaltung; 11) erstes Schaltelement; 11U, 11V, 11W) MOSFET (erstes Schaltelement); 12) zweites Schaltelement; 12U, 12V, 12W) MOSFET (zweites Schaltelement); 12s) Source-Elektrodenfläche (Masse-Elektrodenfläche); 12g) Gate-Elektrodenfläche (Steuer-Elektrodenfläche); 13) Diode; 14U) erste Diode (zweite Diode, sechste Diode); 14V) zweite Diode (zweite Diode, siebte Diode); 14W) dritte Diode (zweite Diode, achte Diode); 15U) erste Diode (erste Diode, dritte Diode); 15V) zweite Diode (erste Diode, vierte Diode); 15W) dritte Diode (erste Diode, fünfte Diode); 21) Treiberschaltung (Treibersignal-Ausgabeschaltung); 21UU) Treiberschaltung (erste Steuerschaltung); 21VU) Treiberschaltung (erste Steuerschaltung); 21WU) Treiberschaltung (erste Steuerschaltung); 21UL) Treiberschaltung (zweite Steuerschaltung, dritte Steuerschaltung); 21VL) Treiberschaltung (zweite Steuerschaltung, vierte Steuerschaltung); 21WL) Treiberschaltung (zweite Steuerschaltung, fünfte Steuerschaltung); 21a) Source-Masse-Schaltung; 21d) Ausgangsverdrahtung; 21e) Begrenzungsverdrahtung; 22) Logikschaltung; 22UU) Logikschaltung (erste Steuerschaltung); 22VU) Logikschaltung (erste Steuerschaltung); 22WU) Logikschaltung (erste Steuerschaltung); 22UL) Logikschaltung (zweite Steuerschaltung, dritte Steuerschaltung); 22VL) Logikschaltung (zweite Steuerschaltung, vierte Steuerschaltung); 22WL) Logikschaltung (zweite Steuerschaltung, fünfte Steuerschaltung); 25L) integriertes Schaltungselement (integriertes Schaltungselement der zweiten Steuerschaltung); 25a) Ausgangsanschluss; 25au) erster Ausgangsanschluss (Ausgangsanschluss); 25av) zweiter Ausgangsanschluss (Ausgangsanschluss); 25aw) dritter Ausgangsanschluss (Ausgangsanschluss); 25b) Eingangsanschluss; 25bu) erster Eingangsanschluss (Eingangsanschluss); 25bv) zweiter Eingangsanschluss (Eingangsanschluss); 25bw) dritter Eingangsanschluss (Eingangsanschluss); 32U) erster Rahmen; 32V) zweiter Rahmen; 32W) dritter Rahmen; 35U) Rahmen (Masse-Rahmen, erster Masse-Rahmen); 35V) Rahmen (Masse-Rahmen, zweiter Masse-Rahmen); 35W) Rahmen (Masse-Rahmen, dritter Masse-Rahmen); 60) Draht; 60U) erster Draht (erster Leistungsdraht); 60V) zweiter Draht (zweiter Leistungsdraht); 60W) dritter Draht (dritter Leistungsdraht); 61) Draht; 61U) erster Draht (vierter Leistungsdraht); 61V) zweiter Draht (fünfter Leistungsdraht); 61W) dritter Draht (sechster Leistungsdraht); 62) Steuerdraht; 62U) erster Draht; 62V) zweiter Draht; 62W) dritter Draht; 63) Draht (Begrenzungsdraht); 63U) erster Draht (erster Begrenzungsdraht); 63V) zweiter Draht (zweiter Begrenzungsdraht); 63W) dritter Draht (dritter Begrenzungsdraht); 64U) erster Diodendraht (vierter Diodendraht); 64V) zweiter Diodendraht (fünfter Diodendraht); 64W) dritter Diodendraht (sechster Diodendraht); 65U) erster Diodendraht; 65V) zweiter Diodendraht; 65W) dritter Diodendraht; RC) Steuerpfad; RC1) erster Steuerpfad; RC2) zweiter Steuerpfad; RC3) dritter Steuerpfad; RS) Begrenzungspfad; RS1) erster Begrenzungspfad; RS2) zweiter Begrenzungspfad; RS3) dritter Begrenzungspfad; CV) Begrenzungseinheit; CV1) erste Begrenzungseinheit; CV2) zweite Begrenzungseinheit; CV3) dritte Begrenzungseinheit; CP1) erste Begrenzungseinheit; CP2) zweite Begrenzungseinheit; CP3) dritte Begrenzungseinheit

Claims (27)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Inverterschaltung mit einem ersten Schaltelement, das mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, und mit einem zweiten Schaltelement, das einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss aufweist; eine erste Steuerschaltung, die das erste Schaltelement steuert; eine zweite Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement steuert; und eine Begrenzungseinheit, die die Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss basierend auf der Spannungsschwankung am zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements reduziert.
  2. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: ein von der Inverterschaltung beabstandetes integriertes Schaltungselement, wobei die zweite Steuerschaltung auf der integrierten Schaltung befestigt ist und die integrierte Schaltung einen Ausgangsanschluss und einen Eingangsanschluss aufweist, die elektrisch mit der zweiten Steuerschaltung verbunden sind, einen Steuerdraht, der den Steueranschluss und den Ausgangsanschluss elektrisch verbindet, und wobei die Begrenzungseinheit einen Begrenzungsdraht umfasst, der vom Steuerdraht getrennt und elektrisch mit dem Eingangsanschluss und dem zweiten Anschluss verbunden ist.
  3. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die zweite Steuerschaltung eine Treibersignal-Ausgabeschaltung umfasst, die ein Treibersignal ausgibt, wobei die Halbleitervorrichtung ferner umfasst einen Steuerpfad, der die Treibersignal-Ausgabeschaltung und den Steueranschluss elektrisch verbindet und das Treibersignal überträgt, wobei die Begrenzungseinheit einen Begrenzungspfad umfasst, der den Steuerpfad und den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements elektrisch verbindet, der Steuerdraht Teil des Steuerpfades ist, und der Begrenzungsdraht Teil des Begrenzungspfades ist.
  4. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Steuerpfad im integrierten Schaltungselement vorgesehen ist und eine Ausgangsverdrahtung umfasst, die die Treibersignal-Ausgangsschaltung und den Ausgangsanschluss elektrisch verbindet, und wobei der Begrenzungspfad im integrierten Schaltungselement vorgesehen ist und eine Begrenzungsverdrahtung umfasst, die den Eingangsanschluss des integrierten Schaltungselements und die Ausgangsverdrahtung elektrisch verbindet.
  5. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Begrenzungseinheit eine Diode im Begrenzungspfad umfasst, die Diode eine Anode hat, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, und die Diode eine Kathode hat, die elektrisch mit der Treibersignal-Ausgabeschaltung verbunden ist.
  6. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5 abhängig von Anspruch 4, wobei die Diode auf dem integrierten Schaltungselement befestigt und in der Begrenzungsverdrahtung vorgesehen ist.
  7. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Diode in einer Peripherie der Treibersignal-Ausgabeschaltung in dem integrierten Schaltungselement angeordnet ist.
  8. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die zweite Steuerschaltung außerdem eine Logikschaltung umfasst, die die Treibersignal-Ausgabeschaltung steuert, wobei in dem integrierten Schaltungselement die Treibersignal-Ausgangsschaltung näher am zweiten Schaltelement angeordnet als die Logikschaltung ist, und wobei die Diode näher am zweiten Schaltelement angeordnet ist als die Treibersignal-Ausgabeschaltung.
  9. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das zweite Schaltelement eine Masse-Elektrodenfläche umfasst, die als zweiter Anschluss dient, und eine Steuer-Elektrodenfläche, die als Steueranschluss dient, wobei der Steuerdraht mit dem Ausgangsanschluss des integrierten Schaltungselements und der Steuer-Elektrodenfläche verbunden ist, und wobei der Begrenzungsdraht mit der Masse-Elektrodenfläche und dem Eingangsanschluss des integrierten Schaltungselements verbunden ist.
  10. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei ein Leistungsdraht, der die Masse-Elektrodenfläche mit Masse verbindet, mit der Masse-Elektrodenfläche verbunden ist, und wobei der Begrenzungsdraht einen kleineren Durchmesser als der Leistungsdraht aufweist.
  11. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Begrenzungsdraht mit einer Fläche verbunden ist, die näher an dem integrierten Schaltungselement liegt als eine Fläche in der Masse-Elektrodenfläche, wo in Draufsicht der Leistungsdraht angeschlossen ist.
  12. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Inverterschaltung eine erste Inverterschaltung, eine zweite Inverterschaltung und eine dritte Inverterschaltung umfasst, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Begrenzungseinheit eine erste Begrenzungseinheit, eine zweite Begrenzungseinheit und eine dritte Begrenzungseinheit umfasst, wobei die erste Begrenzungseinheit eine Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss des zweiten Schaltelements in der ersten Inverterschaltung basierend auf einer Spannungsschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung reduziert, wobei die zweite Begrenzungseinheit eine Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss des zweiten Schaltelements in der zweiten Inverterschaltung basierend auf einer Spannungsschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung reduziert, und wobei die dritte Begrenzungseinheit eine Spannungsschwankung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Steueranschluss des zweiten Schaltelements in der dritten Inverterschaltung basierend auf einer Spannungsschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung reduziert.
  13. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die zweite Steuerschaltung auf einem integrierten Schaltungselement befestigt ist, die zweite Steuerschaltung eine dritte Steuerschaltung umfasst, die ein zweites Schaltelement der ersten Inverterschaltung steuert, eine vierte Steuerschaltung umfasst, die ein zweites Schaltelement der zweiten Inverterschaltung steuert, und eine fünfte Steuerschaltung umfasst, die ein zweites Schaltelement der dritten Inverterschaltung steuert, wobei das zweite Schaltelement der ersten Inverterschaltung, das zweite Schaltelement der zweiten Inverterschaltung und das zweite Schaltelement der dritten Inverterschaltung in Draufsicht jeweils rechteckig sind und eine Masse-Elektrodenfläche, die als zweiter Anschluss dient, und eine Steuer-Elektrodenfläche, die als Steueranschluss dient, umfassen, und wobei das integrierte Schaltungselement einen ersten Eingangsanschluss und einen ersten Ausgangsanschluss, die elektrisch mit der dritten Steuerschaltung verbunden sind, einen zweiten Eingangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss, die elektrisch mit der vierten Steuerschaltung verbunden sind, und einen dritten Eingangsanschluss und einen dritten Ausgangsanschluss, die elektrisch mit der fünften Steuerschaltung verbunden sind, umfasst, wobei die Halbleitervorrichtung ferner umfasst: einen ersten Rahmen, auf dem ein zweites Schaltelement der ersten Inverterschaltung befestigt ist; einen zweiten Rahmen, auf dem ein zweites Schaltelement der zweiten Inverterschaltung befestigt ist; einen dritten Rahmen, auf dem ein zweites Schaltelement der dritten Inverterschaltung befestigt ist; einen ersten Steuerdraht, der die Steuer-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung mit dem ersten Ausgangsanschluss verbindet; einen ersten Begrenzungsdraht, der die Masse-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung mit dem ersten Eingangsanschluss verbindet; einen zweiten Steuerdraht, der die Steuer-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbindet; einen zweiten Begrenzungsdraht, der die Masse-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung mit dem zweiten Eingangsanschluss verbindet; einen dritten Steuerdraht, der die Steuer-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung mit dem dritten Ausgangsanschluss verbindet; und einen dritten Begrenzungsdraht, der die Masse-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung mit dem dritten Eingangsanschluss verbindet, wobei der erste Rahmen, der zweite Rahmen und der dritte Rahmen voneinander beabstandet sind und entlang einer Layout-Richtung der dritten Steuerschaltung, der vierten Steuerschaltung und der fünften Steuerschaltung so angeordnet sind, dass der erste Rahmen und der dritte Rahmen den zweiten Rahmen sandwichartig einfassen, und wobei der zweite Rahmen so angeordnet ist, dass der zweite Rahmen dem integrierten Schaltungselement in einer Richtung senkrecht zur Layout-Richtung in einer Draufsicht gegenüberliegt.
  14. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Steuer-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements jeder der ersten Inverterschaltung, der zweiten Inverterschaltung und der dritten Inverterschaltung an einer von vier Ecken des zweiten Schaltelements in einer Draufsicht gebildet ist, und wobei mindestens eines der zweiten Schaltelemente der ersten Inverterschaltung oder der dritten Inverterschaltung in einer von einer Anordnungsposition des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung verschiedenen Anordnungsposition angeordnet ist, so dass sich die Steuer-Elektrodenfläche des zweiten Schaltelements dem integrierten Schaltungselement nähert.
  15. Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Inverterschaltung mit einem ersten Schaltelement, das mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, und mit einem zweiten Schaltelement, das einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss aufweist; eine Begrenzungseinheit, die eine Potentialschwankung an dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements beim Einschalten des ersten Schaltelements reduziert.
  16. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15, umfassend: einen Rahmen, der als Masse dient, wobei die Begrenzungseinheit eine zweite Diode, einen zweiten Leistungsdraht und einen zweiten Diodendraht umfasst, wobei die zweite Diode vom zweiten Schaltelement getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, und eine Anode, die elektrisch mit dem Rahmen verbunden ist, umfasst, wobei der zweite Diodendraht den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements und den Rahmen elektrisch verbindet, und wobei der zweite Diodendraht die Anode der zweiten Diode und den Rahmen elektrisch verbindet.
  17. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die zweite Diode eine Schottky-Barrierediode ist.
  18. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei der zweite Leistungsdraht und der zweite Diodendraht an verschiedenen Positionen mit dem Rahmen verbunden sind.
  19. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das erste Schaltelement einen ersten Anschluss, der mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt wird, und einen zweiten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, umfasst, wobei die Halbleitervorrichtung ferner umfasst: eine erste Diode, die von dem ersten Schaltelement getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, sowie eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, umfasst.
  20. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 19, ferner umfassend: einen Anschluss-Rahmen, auf dem das zweite Schaltelement und die zweite Diode befestigt sind und mit dem der erste Anschluss des zweiten Schaltelements und die Kathode der zweiten Diode elektrisch verbunden sind; einen ersten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements und den Anschluss-Rahmen elektrisch verbindet; und einen ersten Diodendraht, der die Anode der ersten Diode und den Anschluss-Rahmen elektrisch verbindet.
  21. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der erste Leistungsdraht und der erste Diodendraht an verschiedenen Positionen mit dem Anschluss-Rahmen verbunden sind.
  22. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die Inverterschaltung eine erste Inverterschaltung, eine zweite Inverterschaltung und eine dritte Inverterschaltung umfasst, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Begrenzungseinheit eine erste Begrenzungseinheit, eine zweite Begrenzungseinheit und eine dritte Begrenzungseinheit umfasst, wobei die erste Begrenzungseinheit eine Potentialschwankung eines zweiten Anschlusses eines zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung zu einem Zeitpunkt, zu dem das erste Schaltelement der ersten Inverterschaltung eingeschaltet ist, reduziert, wobei die zweite Begrenzungseinheit eine Potentialschwankung des zweiten Anschlusses des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung zu einem Zeitpunkt, zu dem ein erstes Schaltelement der zweiten Inverterschaltung eingeschaltet wird, reduziert, und wobei die dritte Begrenzungseinheit eine Potentialschwankung eines zweiten Anschlusses eines zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung reduziert, wenn das erste Schaltelement der dritten Inverterschaltung eingeschaltet wird.
  23. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 22, ferner umfassend: eine zweite Diode, die von dem zweiten Schaltelement getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, und eine Anode, die elektrisch mit einem als Masse dienenden Rahmen verbunden ist, umfasst; und einen Anschluss-Rahmen, auf dem das zweite Schaltelement und die zweite Diode befestigt und elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements und der Kathode der zweiten Diode verbunden sind, wobei der Anschluss-Rahmen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Rahmen umfasst, die zweite Diode eine sechste Diode, eine siebte Diode und eine achte Diode umfasst, die sechste Diode eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung verbunden ist, sowie eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, umfasst, die siebte Diode eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung verbunden ist, sowie eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, umfasst die achte Diode eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung verbunden ist, sowie eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, umfasst, und wobei das zweite Schaltelement der ersten Inverterschaltung und die sechste Diode auf dem ersten Rahmen befestigt sind, der zweite Rahmen vom ersten Rahmen beabstandet ist, das zweite Schaltelement der zweiten Inverterschaltung und die siebte Diode auf dem zweiten Rahmen befestigt sind, der dritte Rahmen vom ersten und zweiten Rahmen beabstandet ist, das zweite Schaltelement der dritten Inverterschaltung und die achte Diode auf dem dritten Rahmen befestigt sind, der Rahmen einen ersten Masse-Rahmen, einen zweiten Masse-Rahmen und einen dritten Masse-Rahmen, die voneinander beabstandet sind, umfasst, und wobei die erste Begrenzungseinheit ferner aufweist die sechste Diode, einen vierten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der ersten Inverterschaltung und den ersten Masse-Rahmen elektrisch verbindet, einen vierten Diodendraht, der die Anode der sechsten Diode und den ersten Masse-Rahmen elektrisch verbindet, und wobei die zweite Begrenzungseinheit ferner aufweist die siebte Diode, einen fünften Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung und den zweiten Masse-Rahmen elektrisch verbindet, und einen fünften Diodendraht, der die Anode der siebten Diode und den zweiten Masse-Rahmen elektrisch verbindet, und wobei die dritte Begrenzungseinheit ferner aufweist die achte Diode, einen sechsten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements der dritten Inverterschaltung und den dritten Masse-Rahmen elektrisch verbindet, und einen sechsten Diodendraht, der die Anode der achten Diode und den dritten Masse-Rahmen elektrisch verbindet.
  24. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 23, ferner umfassend: eine dritte Diode, die von dem ersten Schaltelement der ersten Inverterschaltung getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, und eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, umfasst; einen ersten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements der ersten Inverterschaltung und den ersten Rahmen elektrisch verbindet; eine vierte Diode, die von dem ersten Schaltelement der zweiten Inverterschaltung getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, und eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des ersten Schaltelements verbunden ist, umfasst; einen zweiten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements der zweiten Inverterschaltung und den zweiten Rahmen elektrisch verbindet; eine fünfte Diode, die von dem zweiten Schaltelement der dritten Inverterschaltung getrennt ist und eine Kathode, die elektrisch mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, und eine Anode, die elektrisch mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements verbunden ist, umfasst; und einen dritten Leistungsdraht, der den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements der dritten Inverterschaltung und den dritten Rahmen elektrisch verbindet.
  25. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 24, ferner umfassend: einen ersten Diodendraht, der die Anode der dritten Diode und den ersten Rahmen elektrisch verbindet; einen zweiten Diodendraht, der die Anode der vierten Diode und den zweiten Rahmen elektrisch verbindet; und einen dritten Diodendraht, der die Anode der fünften Diode und den dritten Rahmen elektrisch verbindet.
  26. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei ein zum zweiten Schaltelement fließender Strom kleiner als 30 A ist.
  27. Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei das zweite Schaltelement ein SiC-MOSFET ist.
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