DE212019000103U1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents
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- H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49833—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers the chip support structure consisting of a plurality of insulating substrates
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- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49861—Lead-frames fixed on or encapsulated in insulating substrates
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Abstract
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.
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.
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 Linie5-5 aus2 . -
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie6-6 aus2 . -
7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von2 . -
8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie8-8 aus7 . -
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von2 . -
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie10-10 aus9 . -
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 von37 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 GliedB verbunden ist“ einen Fall ein, in dem das GliedA und das GliedB physisch und direkt verbunden sind, zusätzlich zu einem Fall, in dem das GliedA und das GliedB 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 MitgliedA und dem MitgliedB vorgesehen ist“ einen Fall ein, in dem das MitgliedA und das MitgliedC oder das MitgliedB und das MitgliedC direkt verbunden sind, zusätzlich zu einem Fall, in dem das MitgliedA und das MitgliedC oder das MitgliedB und das MitgliedC indirekt über ein anderes Mitglied verbunden sind, welches den Zustand der elektrischen Verbindung nicht beeinflusst. - Erste Ausführungsform
- Wie in
1 dargestellt, bildet die Halbleitervorrichtung1 eine Inverterschaltung zum Antrieb des Motors2 und enthält eine Antriebseinheit10 mit drei Inverterschaltungen, nämlich eine erste Inverterschaltung10U , eine zweite Inverterschaltung10V und eine dritte Inverterschaltung10W . Die Halbleitervorrichtung1 enthält ferner eine Steuerschaltung20 , der die Antriebseinheit10 steuert. Die Inverterschaltungen10U ,10V und10W sind parallel zueinander geschaltet. Ein Beispiel für den Motor2 ist ein bürstenloser Drehstrommotor. - Jede Inverterschaltung
10U ,10V ,10W umfasst ein erstes Schaltelement11 und ein zweites Schaltelement12 . Das erste Schaltelement11 und das zweite Schaltelement12 sind in Reihe geschaltet. Das erste Schaltelement11 umfasst einen ersten Anschluss, der mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, einen zweiten Anschluss, der mit dem zweiten Schaltelement12 verbunden ist, und einen Steueranschluss. Das zweite Schaltelement12 umfasst einen ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des ersten Schaltelements11 verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit der Masse verbunden ist, und einen Steueranschluss. Ein Beispiel für das erste Schaltelement11 und das zweite Schaltelement12 ist ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Im Folgenden wird das erste Schaltelement11 der ersten Inverterschaltung10U als MOSFET11U , das erste Schaltelement11 der zweiten Inverterschaltung10V als MOSFET11V und das erste Schaltelement11 der dritten Inverterschaltung10W als MOSFET11W bezeichnet. Das zweite Schaltelement12 der ersten Inverterschaltung10U wird als MOSFET12U , das zweite Schaltelement12 der zweiten Inverterschaltung10V als MOSFET12V und das zweite Schaltelement12 der dritten Inverterschaltung10W als MOSFET12W bezeichnet. In der vorliegenden Ausführung werden N-Kanal-MOSFETs als MOSFETs11U bis11W und12U bis12W verwendet. Der Drain-Anschluss jedes der MOSFETs11U bis11W ist ein Beispiel für den ersten Anschluss des ersten Schaltelements11 , der Source-Anschluss jedes der MOSFETs11U bis11W ist ein Beispiel für den zweiten Anschluss des ersten Schaltelements11 und der Gate-Anschluss jedes der MOSFETs11U bis11W ist ein Beispiel für den Steueranschluss des ersten Schaltelements11 . Der Drain-Anschluss jedes der MOSFETs12U bis12W ist ein Beispiel für den ersten Anschluss des zweiten Schaltelements12 , der Source-Anschluss jedes der MOSFETs12U bis12W ist ein Beispiel für den zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements12 und der Gate-Anschluss jedes der MOSFETs12U bis12W ist ein Beispiel für den Steueranschluss des zweiten Schaltelements12 . - Der MOSFET
11U und der MOSFET12U sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET11U und der Drain-Anschluss des MOSFET12U sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET11U und dem Drain-Anschluss des MOSFET12U ist elektrisch mit einer U-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. - Der MOSFET
11V und der MOSFET12V sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET11V und der Drain-Anschluss des MOSFET12V sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET11V und dem Drain-Anschluss des MOSFET12V ist elektrisch mit einer V-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. - Der MOSFET
11W und der MOSFET12W sind in Reihe miteinander verbunden. Das heißt, der Source-Anschluss des MOSFET11W und der Drain-Anschluss des MOSFET12W sind miteinander verbunden. Ein Knoten N zwischen dem Source-Anschluss des MOSFET11W und dem Drain-Anschluss des MOSFET12W ist elektrisch mit einer W-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. - Die Drain-Anschlüsse der MOSFETs
11U bis11W sind miteinander verbunden. Die Drain-Anschlüsse der MOSFETs11U bis11W sind elektrisch mit einer externen Spannungsversorgung verbunden. Die Source-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W sind miteinander verbunden. Die Source-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W sind mit Masse GND verbunden. Die Gate-Anschlüsse der MOSFETs11U bis11W und die Gate-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W sind elektrisch mit der Steuerschaltung20 verbunden. - Der Strom durch jeden der MOSFETs
11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W beträgt vorzugsweise weniger als30 A . In der vorliegenden Ausführung beträgt der Strom durch jeden der MOSFETs11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W etwa 15 A. - Die Steuerschaltung
20 enthält eine Treiberschaltung21 , die als Beispiel für eine Treibersignal-Ausgabeschaltung dient, die Treibersignale an die Gates der MOSFETs11U bis11W und die Gates der MOSFETs12U bis12W ausgibt, eine Logikschaltung22 , die die Treiberschaltung21 steuert, und eine Bootstrap-Schaltung23 , die eine Treiberleistung für den Hochpotentialblock der Treiberschaltung21 und der Logikschaltung22 erzeugt. Die Steuerschaltung20 enthält eine Treiberschaltung21 , eine Logikschaltung22 und eine Bootstrap-Schaltung23 , die jeweils den MOSFETs11U bis11W und den MOSFETs12U bis12W entsprechen. - Die Treiberschaltung
21 enthält die Treiberschaltungen21UU ,21VU und21WU zur Steuerung der Gates der hochpotentialseitigen MOSFETs11U bis11W und die Treiberschaltungen21UL ,21VL und21WL zur Steuerung der Gates der niederpotentialseitigen MOSFETs12U bis12W . - Die Treiberschaltung
21UU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET11U verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung21VU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET11V verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung21WU ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET11W verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. - Die Treiberschaltung
21UL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET12U verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung21VL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET12V verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. Die Treiberschaltung21WL ist elektrisch mit dem Gate des MOSFET12W verbunden und gibt ein Treibersignal an das Gate aus. - Die Logikschaltung
22 enthält die Logikschaltungen22UU ,22VU ,22WU , die die Treiberschaltungen21UU ,21VU und21WU zur Steuerung der Gates der hochpotentialseitigen MOSFETs11U bis11W steuern, und die Logikschaltungen22UL ,22VL ,22WL , die die Treiberschaltungen21UL ,21VL und21WL zur Steuerung der Gates der niederpotentialseitigen MOSFETs12U bis12W steuern. - Die Logikschaltung
22UU ist elektrisch mit der Treiberschaltung21UU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21UU aus, so dass die Treiberschaltung21UU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET11U ausgegeben wird. Die Logikschaltung22VU ist elektrisch mit der Treiberschaltung21UU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21VU aus, so dass die Treiberschaltung21VU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET11V ausgegeben wird. Die Logikschaltung22WU ist elektrisch mit der Treiberschaltung21WU verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21UU aus, so dass die Treiberschaltung21WU ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET11W ausgegeben wird. - Die Logikschaltung
22UL ist elektrisch mit der Treiberschaltung21UL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21UL aus, so dass die Treiberschaltung21UL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET12U ausgegeben wird. Die Logikschaltung22VL ist elektrisch mit der Treiberschaltung21VL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21VL aus, so dass die Treiberschaltung21VL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET12V ausgegeben wird. Die Logikschaltung22WL ist elektrisch mit der Treiberschaltung21WL verbunden und gibt ein Signal an die Treiberschaltung21WL aus, so dass die Treiberschaltung21WL ein Treibersignal erzeugt, das an das Gate des MOSFET12W ausgegeben wird. - Die Bootstrap-Schaltung
23 enthält eine erste Bootstrap-Schaltung23U , eine zweite Bootstrap-Schaltung23V und eine dritte Bootstrap-Schaltung23W . Die Bootstrap-Schaltungen23U ,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 MOSFET11U , der Treiberschaltung21UU und der Logikschaltung22UU verbunden. Die erste Bootstrap-Schaltung23U erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung21UU und die Logikschaltung22UU . - Die zweite Bootstrap-Schaltung
23V ist elektrisch mit dem Source des MOSFET11V , der Treiberschaltung21VU und der Logikschaltung22VU verbunden. Die zweite Bootstrap-Schaltung23V erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung21VU und die Logikschaltung22VU . - Die dritte Bootstrap-Schaltung
23W ist elektrisch mit dem Source des MOSFET11W , der Treiberschaltung21WU und der Logikschaltung22WU verbunden. Die dritte Bootstrap-Schaltung23W erzeugt eine Treiberspannung für die Treiberschaltung21WU und die Logikschaltung22WU . - In der vorliegenden Ausführungsform sind die Treiberschaltungen
21UU ,21VU ,21WU und die Logikschaltungen22UU ,22VU ,22WU ein Beispiel für eine erste Steuerschaltung, die das erste Schaltelement11 steuert. Die Treiberschaltungen21UL ,21VL ,21WL und die Logikschaltungen22UL ,22VL ,22WL sind ein Beispiel für eine zweite Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement12 steuert. Darüber hinaus sind die Treiberschaltung21UL und die Logikschaltung22UL ein Beispiel für eine dritte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement12 (MOSFET12U) der ersten Inverterschaltung steuert. Die Treiberschaltung21VL und die Logikschaltung22VL sind ein Beispiel für eine vierte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement12 (MOSFET 12V) der zweiten Inverterschaltung steuert. Die Treiberschaltung21WL und die Logikschaltung22WL sind ein Beispiel für eine fünfte Steuerschaltung, die das zweite Schaltelement12 (MOSFET12W) der dritten Inverterschaltung steuert. - Ein Beispiel für die Konfiguration der Halbleitervorrichtung
1 wird nun anhand der2 bis6 beschrieben. - Die Halbleitervorrichtung
1 enthält ferner eine Zuleitung30 , ein Wärmedispensationselement40 und ein Vergussharz50 (doppelte gepunktete Linie in2 ). Die Halbleitervorrichtung1 ist ein einzelnes Paket, das durch Verkapselung der Treiberschaltung10 und der Steuerschaltung20 (beide in1 dargestellt) mit dem Vergussharz50 gebildet wird. Die Halbleitervorrichtung1 ist in der Draufsicht rechteckig. In der folgenden Beschreibung wird eine Längsrichtung der Halbleitervorrichtung1 als eine erste Richtung X definiert, eine Richtung orthogonal zur ersten Richtung X in einer Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung1 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 Halbleitervorrichtung1 bezeichnet werden. - Wie in
3 dargestellt, ist das MaßDX in der ersten Richtung X der Halbleitervorrichtung1 (Vergussharz50 ) vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm. Das MaßDY in der zweiten Richtung Y der Halbleitervorrichtung1 (Vergussharz50 ) ist vorzugsweise kleiner oder gleich 35 mm. Die Abmessung DZ in der dritten Richtung Z der Halbleitervorrichtung1 (Vergussharz50 ) ist vorzugsweise kleiner oder gleich 6 mm. In der Halbleitervorrichtung1 beträgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform die DimensionDX in der ersten Richtung X etwa 57 mm, die DimensionDY in der zweiten Richtung Y etwa 30 mm und die DimensionDZ in der dritten Richtung Z etwa 5 mm. - Wie in
3 dargestellt, ist das Vergussharz50 flach und rechteckig. Das Vergussharz50 ist z.B. aus einem schwarzen Epoxidharz. Das Vergussharz50 hat eine Vorderseite50A , eine Rückfläche50B , eine erste Seitenfläche50C , eine zweite Seitenfläche50D , eine dritte Seitenfläche50E und eine vierte Seitenfläche50F . Die Vorderseite50A und die Rückfläche50B 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 Seitenfläche50C ist eine Seitenfläche auf einer Seite des Vergussharzes50 in der ersten Richtung X, und die zweite Seitenfläche50D ist eine Seitenfläche auf der anderen Seite des Vergussharzes50 in der ersten Richtung X. Die erste Seitenfläche50C und die zweite Seitenfläche50D 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 Seitenfläche50E ist eine Seitenfläche auf einer Seite des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y, und die vierte Seitenfläche50F ist eine Seitenfläche des Vergussharzes50 auf der anderen Seite. Die dritte Seitenfläche50E und die vierte Seitenfläche50F 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 Vergussharz50 ist mit vier ersten Aussparungen51 und zwei zweiten Aussparungen52 versehen. Die vier ersten Aussparungen51 sind so ausgebildet, dass sie in der zweiten Richtung Y von der dritten Seitenfläche50E aus ausgespart werden und sich in der dritten Richtung Z durch das Vergussharz50 hindurch erstrecken. Die vier ersten Aussparungen51 sind in der ersten Richtung X in einem Teil der dritten Seitenfläche50E nahe der ersten Seitenfläche50C in Abständen angeordnet. Die zweite Aussparung52 ist in der Mitte der ersten Seitenfläche50C des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y und in der Mitte der zweiten Seitenfläche50D des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Die zweite Aussparung52 ist so ausgebildet, dass sie in der ersten Richtung X ausgespart ist und sich in der dritten Richtung Z durch das Vergussharz50 erstreckt. - Wie in
4 dargestellt, ist das Wärmedispensationselement40 von der Rückseite50B des Vergussharzes50 freigelegt. Das Wärmedispensationselement40 ist z.B. aus Keramik. Die freiliegende Fläche40A des Wärmedispensationselements40 hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. - Wie in
2 dargestellt, versorgt die Zuleitung30 die MOSFETs11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W sowie die Steuerschaltung20 (siehe1 ) und dient als Leitungsstützglied, das einen Leitungspfad der MOSFETs11U bis11W und der MOSFETs12U bis12W bildet. Die Zuleitung30 wird z.B. durch einen Schneide- und Biegeprozess, wie z.B. durch Stanzen eines Blechmaterials aus Metall, geformt. Ein Beispiel für den Werkstoff der Zuleitung30 ist Kupfer (Cu). Die Dicke der Zuleitung30 beträgt z.B. ca. 0,42 mm. - Die Zuleitung
30 umfasst einen Rahmen31 , die Rahmen32U ,32V ,32W , eine Vielzahl von Steuerrahmen33 , eine Vielzahl von Steuerrahmen34 , einen Rahmen35U , der ein Beispiel für einen ersten Masse-Rahmen ist, einen Rahmen35V , der ein Beispiel für einen zweiten Masse-Rahmen ist, und einen Rahmen35W , der ein Beispiel für einen dritten Masse-Rahmen ist. Außerdem enthält die Zuleitung30 der vorliegenden Ausführung einen Hilfsrahmen36 , der nicht elektrisch mit dem MOSFET11U und dem MOSFET12L verbunden ist und als sogenannte Nichtverbindung dient. Die Rahmen31 und die jeweiligen Rahmen32U ,32V ,32W sind in der ersten Richtung X in Abständen angeordnet. Die Vielzahl der Steuerrahmen33 und die Vielzahl der Steuerrahmen34 sind in der ersten Richtung X in Abständen angeordnet. Die Vielzahl der Steuerrahmen33 und die Vielzahl der Steuerrahmen34 sind in der zweiten Richtung Y zusammen mit den Rahmen31 und den jeweiligen Rahmen32U ,32V ,32W in Abständen angeordnet. Das heißt, die Vielzahl der Steuerrahmen33 und die Vielzahl der Steuerrahmen34 sind nahe der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y angeordnet. Die Rahmen35U ,35V ,35W sind auf der Seite der Rahmen31 gegenüber den Rahmen32U ,32V ,32W in der ersten Richtung X angeordnet. Die Rahmen35U ,35V ,35W sind nahe der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y angeordnet. Der Hilfsrahmen36 ist auf dem Vergussharz50 am Ende der ersten Seitenfläche50C nahe der vierten Seitenfläche50F angeordnet. Der Hilfsrahmen36 hat einen aus der vierten Seitenfläche50F herausragenden Anschlussteil. - Der Rahmen
31 ist ein Anschluss-Rahmen (engl. Leadframe) zum elektrischen Anschluss der Drains der MOSFETs11U bis11W an eine externe Stromversorgung und umfasst einen Inselteil31a , einen Anschlussteil31b und einen Verbindungsteil31c . Der Inselteil31a , der Anschlussteil31b und der Verbindungsteil31c sind integral ausgebildet. Der Inselteil31a hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die MOSFETs11U bis11W sind auf dem Inselteil31a befestigt. Der Anschlussteil31b ragt aus der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 heraus. Der Verbindungsteil31c verbindet den Inselteil31a und den Anschlussteil31b . Der Verbindungsteil31c erstreckt sich von einem Ende des Inselteils31a , das näher am Anschlussteil31b ist, in der zweiten Richtung Y zum Anschlussteil31b . Der Anschlussteil31b ragt aus dem Vergussharz50 heraus. Der Anschlussteil31b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz50 erstreckt hat (siehe3 ). Der Inselteil31a , der Anschlussteil31b und der Verbindungsteil31c können getrennt gebildet und miteinander zum Rahmen31 verbunden werden. - Der erste Rahmen schwebt
32U ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET12U mit einem elektrischen Gerät (z.B. Motor2 ), das von der Halbleitervorrichtung1 angetrieben wird. Der erste Rahmen32U der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer U-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. Der zweite Rahmen schwebt 32V ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET12V und eines elektrischen Bauteils (z.B. Motor2 ), das von der Halbleitervorrichtung1 angetrieben wird. Der zweite Rahmen32V der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer V-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. Der dritte Rahmen32W ist ein Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain des MOSFET12W mit einem elektrischen Gerät (z.B. Motor2 ), das von der Halbleitervorrichtung1 angetrieben wird. Der dritte Rahmen32W der vorliegenden Ausführung ist elektrisch mit einer W-Phasen-Spule (nicht abgebildet) des Motors2 verbunden. Jeder der Rahmen32U ,32V ,32W hat im Allgemeinen die gleiche Form und enthält einen Inselteil32a , einen Anschlussteil32b und einen Verbindungsteil32c . Der Inselteil32a , der Anschlussteil32b und der Verbindungsteil32c sind integral ausgebildet. Der Inselteil32a hat eine rechteckige Form, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe (Breitenmaß) des Inselteils32a jedes Rahmens32U ,32V ,32W in der ersten Richtung X ist etwa 1/3 der Größe (Breitenmaß) in der ersten Richtung X des Inselteils31a des Rahmens31 . Der MOSFET12U ist auf dem Inselteil32a des ersten Rahmens32U befestigt. Der MOSFET12V ist auf dem Inselteil32a des zweiten Rahmens32V befestigt. Der MOSFET12W ist auf dem Inselteil32a des dritten Rahmens32W befestigt. - Die Anschlussteile
32b der Rahmen32U ,32V ,32W ragen aus der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 heraus. Jeder Endabschnitt32b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz50 erstreckt hat (siehe3 ). - Der Verbindungsteil
32c des ersten Rahmens32U erstreckt sich von einem Ende des Vergussharzes50 auf der vierten Seitenfläche50F in die zweite Richtung Y zum Anschlussteil32b und von einem Ende des Inselteils32a des ersten Rahmens32U , das näher am Rahmen31 ist, in die erste Richtung X. Ein Drahtverbindungsteil32f mit einer in der Draufsicht rechteckigen Form, der sich in der ersten Richtung X erstreckt, ist an dem Verbindungsteil32c nahe der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 vorgesehen. Wie in2 dargestellt, haben auch der Verbindungsteil32c des zweiten Rahmens32V und der Verbindungsteil32c des dritten Rahmens32W ähnliche Formen wie der Verbindungsteil32c des ersten Rahmens32U . Weiterhin können der Inselteil32a , der Anschlussteil32b und der Verbindungsteil32c separat gebildet und miteinander zu den Rahmen32U ,32V und32W verbunden werden. - Der Steuerrahmen
33 umfasst die Rahmen33BU ,33BV ,33BW , die Rahmen33U ,33V ,33W , einen Rahmen33C und einen Rahmen33S . - Der Rahmen
33 S ist ein Leadframe zur Versorgung eines integrierten Schaltungselements25H . In einem Beispiel des integrierten Schaltungselements25H ist die Hochpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung20 als Chip ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hochpotential-Blockschaltung der Steuerschaltungen20 eine erste Steuerschaltung. Das heißt, die Hochpotential-Blockschaltung umfasst die Treiberschaltungen21UU ,21VU und21WU sowie die Logikschaltungen22UU ,22VU und22WU (alle in1 dargestellt). Der Rahmen33 S umfasst einen Inselteil33a , einen ersten Armteil33b , der sich entlang der ersten Richtung X von dem Inselteil33a zur ersten Seitenfläche50C des Vergussharz50 erstreckt, einen zweiten Armteil33c , der sich in der zweiten Richtung Y von einem Ende des Vergussharz50 des ersten Armteils33b nahe der ersten Seitenfläche50C erstreckt, und einen Anschlussteil33d , der sich vom zweiten Armteil33c erstreckt. Der Inselteil33a , der erste Armteil33b , der zweite Armteil33c und der Anschlussteil33d sind integral ausgebildet. - Der Inselteil
33a hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die Größe des Inselteils33a in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe des ersten Armteils33b in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Inselteils33a in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe des Inselteils31a des Rahmens31 in der ersten Richtung X. Der Inselteil33a ist durch einen Spalt vom Inselteil31a des Rahmens31 in der zweiten Richtung Y getrennt. Der Inselteil33a befindet sich im Wesentlichen in der Mitte in der ersten Richtung X des Inselteils31a des Rahmens31 in der ersten Richtung X. Genauer gesagt, der Inselteil33a ist so angeordnet, dass seine zentrale Position etwas näher an der Seite gegenüber dem ersten Rahmen32U in der ersten Richtung X liegt als die Mitte in der ersten Richtung X des Inselteils31a . Das integrierte Schaltungselement25H ist auf dem Inselteil33a befestigt. - Der erste Armteil
33b wird näher an die erste Seitenfläche50C des Verkapselungsharzes50 als der Rahmen33BU herangeführt. Der erste Armteil33b enthält eine Vielzahl von Aussparungen33e entlang der ersten Richtung X. Die Aussparungen33e der vorliegenden Ausführung sind in der Draufsicht jeweils kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten Bodenteil. Der zweite Armteil33c befindet sich in der Nähe der ersten Seitenfläche50C des Vergussharzes50 . Genauer gesagt, befindet sich der zweite Armteil33c zwischen der zweiten Aussparung52 , die von den vier zweiten Aussparungen52 der ersten Seitenfläche50C am nächsten liegt, der ersten Seitenfläche50C . Die Größe (Breitenmaß) in der ersten Richtung X des zweiten Armteils33c ist kleiner als die Größe (Breitenmaß) in der zweiten Richtung Y des ersten Armteils33b . Der Anschlussteil33d ragt in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz50 heraus. Die Größe (Breitenmaß) des Anschlussteils33d in der ersten Richtung X ist gleich dem Breitenmaß des zweiten Armteils33c . Das Inselteil33a , das erste Armteil33b und das zweite Armteil33c können getrennt voneinander geformt und miteinander verbunden werden, um den Rahmen33S zu bilden. - Die Rahmen
33BU ,33BV ,33BW , die Rahmen33U ,33V ,33W und der Rahmen33C sind so angeordnet, dass sie den Inselteil33a des Rahmens33S umgeben. - Die Rahmen
33BU ,33BV und33BW sind Leadframes für den elektrischen Anschluss einer Steuerstromversorgung (nicht abgebildet) und der Bootstrap-Schaltung23 (siehe1 ). Die Rahmen33U ,33V und33W sind Leadframes zum Anschluss an eine Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet), die außerhalb der Halbleitervorrichtung1 vorgesehen ist. Das Gate-Treibergerät legt Gate-Signalspannungen an die Rahmen33U ,33V und33W an, um Treibersignale zu erzeugen. Der Rahmen33C ist ein Leadframe zur Stromversorgung des integrierten Schaltungselements25H . - Der erste Startrahmen (engl. boot frame)
33BU liegt dem Inselteil33a des Rahmens33 S durch einen Spalt getrennt in der ersten Richtung X gegenüber und liegt dem ersten Armteil33b des Rahmens33S durch einen Spalt getrennt in der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen33BU ist auf dem Vergussharz50 näher an der ersten Seitenfläche50C angeordnet als der Rahmen33BV und der Rahmen33BW . - Der Rahmen
33BV und der Rahmen33BW befinden sich auf dem Vergussharz50 näher an der dritten Seitenfläche50E als der Inselteil33a des Rahmens33S . Der Rahmen33BV ist so angeordnet, dass er dem Inselteil33a des Rahmens33S in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüberliegt, und dass er an den Rahmen33BU in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt angrenzt. Der Rahmen33BW ist so angeordnet, dass er dem Inselteil33a des Rahmens33S in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüberliegt, und dass er an den Rahmen33BV in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt angrenzt. Der Rahmen33BV befindet sich zwischen dem Rahmen33BU und dem Rahmen33BW in der ersten Richtung X. - Der Rahmen
33BU enthält einen Inselteil33f und einen Anschlussteil33g . Der Inselteil33f und der Anschlussteil33g sind integral ausgebildet. Sowohl der Rahmen33BV als auch der Rahmen33BW enthält zusätzlich einen Inselteil33f und einen Anschlussteil33g in der gleichen Weise wie der Rahmen33BU . Die Fläche des Inselteils33f des Rahmens33BU ist größer als die Fläche des Inselteils33f des Rahmens33BV und die Fläche des Inselteils33f des Rahmens33BW . Der Inselteil33f des Rahmens33BU hat einen Teil, der sich vom Inselteil33f des Rahmens33BV in der zweiten Richtung Y zum ersten Armteil33b erstreckt. Der Inselteil33f des Rahmens33BV und der Inselteil33f des Rahmens33BW enthalten Ausschnitte, die den zweiten Aussparungen52 entsprechen. - Die Startdiode (engl. boot diode)
24U der ersten Bootstrap-Schaltung23U wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil33f des Rahmens33BU befestigt. Die Startdiode24U befindet sich im Inselteil33f des Rahmens33BU näher am Inselteil33f des Rahmens33BV . Die Startdiode24U ist durch einen Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode24U ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen33BU ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode24U verbunden. - Die Startdiode
24V der zweiten Bootstrap-Schaltung23V wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil33f des Rahmens33BV befestigt. Die Startdiode24V befindet sich im Inselteil33f des Rahmens33BV in der Nähe des Inselteils33f des Rahmens33BU . Die Startdiode24V wird als ein Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode24V ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen33BV ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode24V verbunden. - Die Startdiode
24W der dritten Bootstrap-Schaltung23W wird durch Löten o.ä. auf den Inselteil33f des Rahmens33BW befestigt. Die Startdiode24W befindet sich im Inselteil33f des Rahmens33BW am Ende des Rahmens33BV auf der dem Inselteil33f gegenüberliegenden Seite in der ersten Richtung X. Die Startdiode24W wird von einem Halbleiterchip gebildet. Die Startdiode24W ist mit einer Kathodenelektrode als Vorderseitenelektrode und einer Anodenelektrode als Rückflächenelektrode ausgestattet. Der Rahmen33BW ist elektrisch mit der Anodenelektrode der Startdiode24W verbunden. - Die Anschlussteile
33g der Rahmen33BU ,33BV und33BW ragen aus der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 heraus. Die Anschlussteile33g der Rahmen33BU ,33BV und33BW sind L-förmig und erstrecken sich in der dritten Richtung Z, nachdem sie sich in der zweiten Richtung Y erstrecken (siehe3 ). Die erste Aussparung51 befindet sich zwischen dem Anschlussteil33g des Rahmens33BU und dem Anschlussteil33g des Rahmens33BV in der ersten Richtung X, und die erste Aussparung51 befindet sich zwischen dem Anschlussteil33g des Rahmens33BV und dem Anschlussteil33g des Rahmens33BW in der ersten Richtung X. Das heißt, in der ersten Richtung X sind die vier ersten Aussparungen51 und die Anschlussteile33g der Rahmen33BU ,33BV und33BW abwechselnd angeordnet. - Die Rahmen
33U ,33V ,33W und der Rahmen33C sind in der Draufsicht jeweils im Wesentlichen L-förmig. Der Rahmen33U und der Rahmen33V befinden sich in der zweiten Richtung Y näher an der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 als der Inselteil33a des Rahmens33S . Die Rahmen33V und33W und der Rahmen33C befinden sich in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche50D des Vergussharzes50 als der Inselteil33a des Rahmens33S . Ein Teil des Rahmens33W und des Rahmens33C liegt dem Inselteil33a des Rahmens33S in der ersten Richtung X mit einem Spalt dazwischen gegenüber. Der Rahmen33U ist so angeordnet, dass er dem Inselteil33a des Rahmens33S in der zweiten Richtung Y mit einem Spalt dazwischen und dem Rahmen33BW in der ersten Richtung X mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegt. Der Rahmen33V liegt dem Rahmen33U in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen33W liegt dem Rahmen33V in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Der Rahmen33C liegt dem Rahmen33W in einem Abstand in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gegenüber. Die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen33U und dem Rahmen33V in der ersten Richtung X ist gleich der Größe des Spalts zwischen dem Rahmen33V und dem Rahmen33W . In der ersten Richtung X ist die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen33W und dem Rahmen33C größer als die Größe des Spalts zwischen dem Rahmen33V und dem Rahmen33W . - Bei den Rahmen
33U ,33V ,33W und dem Rahmen33C sind die aus der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 herausragenden Anschlussteile L-förmig und erstrecken sich in der dritten Richtung Z, nachdem sie sich in der zweiten Richtung Y aus dem Vergussharz50 erstreckt haben (siehe3 ). - Der Steuerrahmen
34 umfasst die Rahmen34U ,34V ,34W , einen Rahmen34CV , einen Rahmen34S und die Rahmen34A ,34B ,34C ,34D . - Der Rahmen
34S ist ein Leadframe zur Aufnahme eines integrierten Schaltungselements25L und zur Erdung des integrierten Schaltungselements25L . In einem Beispiel des integrierten Schaltungselements25L wird die Niederpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung20 durch einen Chip gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Niederpotential-Blockschaltung der Steuerschaltung20 eine zweite Steuerschaltung. D.h. die Niederpotential-Blockschaltung umfasst die Treiberschaltungen21UL ,21VL ,21WL und die Logikschaltungen22UL ,22VL ,22WL (alle in1 dargestellt). Der Rahmen34S ist in der Draufsicht im Wesentlichen T-förmig. Im Einzelnen umfasst der Rahmen34S ein Inselteil34a , ein Anschlussteil34b , ein Verbindungsteil34c und ein Verlängerungsteil34d . Der Inselteil34a , der Anschlussteil34b , der Verbindungsteil34c und der Verlängerungsteil34d 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 Inselteils34a und die zentrale Position des Inselteils32a des zweiten Rahmens32V gleich zueinander. Die Größe des Inselteils34a in der ersten Richtung X ist größer als die Größe des Inselteils32a in der ersten Richtung X. Das Ende des Vergussharzes50 des Inselteils34a näher an der zweiten Seitenfläche50D liegt dem Ende des Vergussharz50 des Inselteils32a des dritten Rahmens32W näher an der ersten Seitenfläche50C in der zweiten Richtung Y gegenüber. Das Ende des Vergussharzes50 des Inselteils34a näher an der ersten Seitenfläche50C liegt dem Ende des Vergussharzes50 des Inselteils32a des ersten Rahmens32U näher an der zweiten Seitenfläche50D in der zweiten Richtung Y gegenüber. Außerdem ist die Größe des Inselteils34a in der ersten Richtung X größer als die Größe des Inselteils33a des Rahmens33S in der ersten Richtung X. Die Größe des Inselteils34a in der zweiten Richtung Y ist kleiner als die Größe des Inselteils33a in der zweiten Richtung Y. - Das integrierte Schaltungselement
25L ist auf dem Inselteil34a befestigt. Das integrierte Schaltungselement25L ist näher am Inselteil32a des dritten Rahmens32W in dem Inselteil34a angeordnet. Genauer gesagt ist das integrierte Schaltungselement25L in dem Inselteil34a 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 Rahmens32W nahe dem Inselteil34a . In der ersten Richtung X sind die zentrale Position des integrierten Schaltungselements25L und die zentrale Position des Inselteils34a des dritten Rahmens32W gleich zueinander. Die Größe des integrierten Schaltungselements25L in der ersten Richtung X ist im Wesentlichen gleich der Größe des integrierten Schaltungselements25H in der ersten Richtung X. Die Größe des integrierten Schaltungselements25L in der zweiten Richtung Y ist kleiner als die Größe des integrierten Schaltungselements25H in der zweiten Richtung Y. Aussparungen34e sind in der ersten Richtung X des integrierten Schaltungselements25L in dem Inselteil34a beidseitig vorgesehen. Die Aussparungen34e in der vorliegenden Ausführung sind in der Draufsicht kreisförmig und haben im Querschnitt einen gewölbten Bodenteil. - Der Verbindungsteil
34c verbindet den Inselteil34a und den Anschlussteil34b . Der Verbindungsteil34c erstreckt sich in der zweiten Richtung Y vom Ende des Vergussharzes50 in dem Inselteil34a nahe der ersten Seitenfläche50C und dem Ende nahe der dritten Seitenfläche50E . Das Verbindungsteil34c liegt dem Rahmen33C gegenüber, wobei in der ersten Richtung X ein Spalt zwischen dem Verbindungsteil34c und dem Rahmen33C in der Regel gleich der Größe des Spaltes in der ersten Richtung X zwischen dem Rahmen33C und dem Rahmen33W ist. Der Verlängerungsteil34d erstreckt sich in der ersten Richtung X vom Ende des Vergussharzes50 im Inselteil34a nahe der ersten Seitenfläche50C und dem Ende nahe der vierten Seitenfläche50F . Die Spitze des Verlängerungsteils34d liegt dem Inselteil33a des Rahmens33S in der ersten Richtung X durch einen Spalt getrennt gegenüber. Der Verlängerungsteil34d liegt dem Inselteil32a des ersten Rahmens32U und dem Teil näher an der zweiten Seitenfläche50D des Vergussharzes50 im Inselteil31a des Rahmens31 durch einen Spalt in der zweiten Richtung Y getrennt gegenüber. Der Verlängerungsteil34d liegt dem Rahmen33C des Steuerrahmens33 in der zweiten Richtung Y durch einen Spalt getrennt gegenüber. Der Anschlussteil34b ragt aus der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 heraus. Der Anschlussteil34b ist L-förmig und erstreckt sich in der dritten Richtung Z, nachdem er sich in der zweiten Richtung Y erstreckt hat(siehe3 ). - Die Rahmen
34U ,34V ,34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A ,34B ,34C ,34D sind so angeordnet, dass sie den Inselteil34a des Rahmens34S umgeben. Die Rahmen34U ,34V ,34W , der Rahmen34CV und der Rahmen34A sind in der zweiten Richtung Y näher an der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 als der Inselteil34a des Rahmens34S angeordnet. Die Rahmen34B ,34C ,34D sind in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche50D des Vergussharz50 als der Inselteil34a des Rahmens34S angeordnet. - Die Rahmen
34U ,34V ,34W sind Leadframes zum Anschluss an eine Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet), die außerhalb der Halbleitervorrichtung1 vorgesehen ist. Das Gate-Treibergerät legt Gate-Signalspannungen zur Erzeugung von Treibersignalen an die Rahmen34U ,34V und34W an. Der Rahmen34CV ist ein Leadframe für die Stromversorgung des integrierten Schaltungselements25L . Der Rahmen34A ist ein Leadframe zur Ausgabe eines Fehlersignals, wenn ein Fehler in der Halbleitervorrichtung1 auftritt. Der Rahmen34B ist ein Leadframe zur Erkennung eines Zustands, in dem mindestens eine der an den Rahmen32U ,32V ,32W angelegten Spannungen mit dem Hochspannungsanlegeanschluss (oder dem entsprechenden Hochspannungsanschluss) kurzgeschlossen ist. Der Rahmen34C ist ein Leadframe zur Erdung des integrierten Schaltungselements25L . Der Rahmen34D ist ein nicht-verbundener Leadframe. - Der Teil (Verbindungsteil) des Rahmens
34U in dem Vergussharz50 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 Vergussharz50 in den Rahmen34V und34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A und34B sind zur zweiten Seitenfläche50D hin geneigt, wenn sie zur dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 verlaufen. Die Teile des Vergussharzes50 in den Rahmen34V und34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A und34C werden in der ersten Richtung X zum distalen Ende hin in ihrer Größe (Breitenmaß) kleiner. Der Rahmen34D 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 Rahmens34D ist in der zweiten Richtung Y zu seinem distalen Ende in seiner Größe (Breitenmaß) hin verkleinert. Die ersten Teile der Rahmen34C ,34D sind breiter als die Rahmen34U ,34V ,34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A ,34B . Jeder der Rahmen34C ,34D ist mit einer Vielzahl von Aussparungen34f versehen. Die Aussparungen34f der vorliegenden Verkörperung haben die gleiche Form wie die Aussparungen34e . Das heißt, die Aussparungen34f sind in der Draufsicht kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten unteren Teil. - Die Rahmen
34U ,34V ,34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A ,34B ,34C ,34D enthalten jeweils einen Anschlussteil, der aus der dritten Seitenfläche50E des Vergussharzes50 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 Rahmen34U ,34V ,34W , der Rahmen34CV und die Rahmen34A ,34B ,34C ,34D sind durch Spalte voneinander getrennt und in der ersten Richtung X nebeneinander angeordnet. - Die Rahmen
35U ,35V und35W , die als Masse dienen, sind Leadframes zur Erdung der Source-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W . Jeder der Rahmen35U und35V enthält einen Inselteil35a und einen Anschlussteil35b . Der Rahmen35W umfasst einen Inselteil35a , einen Anschlussteil35b und einen Verbindungsteil35c . In den Rahmen35U und35V sind der Inselteil35a und der Anschlussteil35b integral ausgebildet. In dem Rahmen35W sind der Inselteil35a , der Anschlussteil35b und der Verbindungsteil35c integral ausgebildet. - Der Inselteil
35a der Rahmen35U und35V ist in der Nähe der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 angeordnet, d.h. an der gleichen Position wie der Drahtverbindungsteil32f der Rahmen32U ,32V und32W in der zweiten Richtung Y. Der Inselteil35a des Rahmens35W ist an der gleichen Position wie der Inselteil32a des dritten Rahmens32W in der ersten Richtung X angeordnet. Das heißt, der Inselteil35a des Rahmens35W ist auf dem Verkapselungsharz50 näher zu der dritten Seitenfläche50E angeordnet als die Inselteile35a der Rahmen35U und35V in der zweiten Richtung Y. Von der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 betrachtet, ist ein Teil des Inselteils35a des Rahmens35W so angeordnet, dass er sich mit dem Inselteil35a des Rahmens35V überlappt. Die Inselteile35a der Rahmen35U und35V sind auf dem Vergussharz50 näher zu der vierten Seitenfläche50F angeordnet als die Inselteile32a des dritten Rahmens32W . Der Inselteil35a des Rahmens35U hat eine rechteckige Form, wobei die erste Richtung X in der Draufsicht die Längsrichtung ist. Der Inselteil35a des Rahmens35V ist in der Draufsicht im Wesentlichen quadratisch. Die Größe des Inselteils35a des Rahmens35U in der zweiten Richtung Y ist gleich der Größe des Inselteils35a des Rahmens35V in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Inselteils35a des Rahmens35U in der ersten Richtung X ist größer als die Größe des Inselteils35a des Rahmens35V in der ersten Richtung X. Der Inselteil35a des Rahmens35W hat eine rechteckige Form, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe des Inselteils35a des Rahmens35W in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe des Inselteils35a des Rahmens35U in der zweiten Richtung Y. Die Fläche des Inselteils35a des Rahmens35W ist größer als die Fläche des Inselteils35a des Rahmens35U . Der Verbindungsteil35c erstreckt sich in der zweiten Richtung Y vom Ende an der Seite der zweiten Seitenfläche50D und dem Ende an der Seite der vierten Seitenfläche50F des Verkapselungsharzes50 des Inselteils35a in der ersten Richtung X. - Die Anschlussteile
32b der Rahmen32U ,32V ,32W ragen aus der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 heraus. Der Anschlussteil35b des Rahmens35U ist mit dem Ende des Vergussharzes50 im Inselteil35a des Rahmens35U an der Seite der zweiten Seitenfläche50D verbunden. Der Anschlussteil35b des Rahmens35V ist mit der Mitte des Inselteils35a des Rahmens35V in der ersten Richtung X verbunden. Der Anschlussteil35b des Rahmens35W ist mit dem Anschlussteil35c verbunden. Jeder Anschlussteil35b 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 Inselteil31a des Rahmens31 mit dem Wärmedispensationselement40 verbunden. Der Verbindungsteil31c des Rahmens31 ist in der dritten Richtung Z mit Abstand zum Wärmedispensationselement40 angeordnet. Der Rahmen33S und der Rahmen33BW befinden sich näher an der Vorderseite50A des Vergussharzes50 als der Inselteil31a des Rahmens31 . Der Rahmen33S und der Rahmen33BW sind mit Abstand zum Wärmedispensationselement40 in der dritten Richtung Z angeordnet. Obwohl in5 nicht dargestellt, befinden sich die Steuerrahmen33 mit Ausnahme des Rahmens33S und des Rahmens33BW ebenfalls näher an der Vorderseite50A des Einkapselungsharzes50 als der Rahmen31 , d.h. beabstandet zum Wärmedispensationselement40 in der dritten Richtung Z. - Wie in
6 dargestellt, wird der Inselteil32a des zweiten Rahmens32V mit dem Wärmedispensationselement40 verbunden.6 zeigt den Querschnittsaufbau des zweiten Rahmens32V und die Vielzahl der Steuerrahmen33 . Der Verbindungsteil32c des zweiten Rahmens32V ist in der dritten Richtung Z mit Abstand zum Wärmedispensationselement40 angeordnet. Der Rahmen34S und der Rahmen34U befinden sich näher an der Vorderseite50A des Vergussharzes50 als der zweite Rahmen32V . Der Rahmen34S und der Rahmen34U befinden sich näher an der Vorderseite50A des Vergussharzes50 als die Rahmen32U ,32V und32W . Obwohl in6 nicht dargestellt, sind die Inselteile32a des ersten Rahmens32U und des dritten Rahmens32W jeweils mit dem Wärmedispensationselement40 verbunden. Darüber hinaus sind die Verbindungsabschnitte32c des ersten Rahmens32U und des dritten Rahmens32W jeweils in der dritten Richtung Z im Abstand vom Wärmedispensationselement40 angeordnet. Die Steuerrahmen34 mit Ausnahme der Rahmen34S und34U befinden sich näher an der Vorderseite50A des Vergussharzes50 als die Rahmen32U ,32V ,32W , d.h. beabstandet vom Wärmedispensationselement40 in der dritten Richtung Z. - Die detaillierte Konfiguration des Rahmens
31 und die Anordnung des MOSFET11U werden nun anhand der7 und8 beschrieben. - Der Rahmen
31 enthält einen Elementmontagebereich Rse, d.h. einen Bereich, in dem integrierte Schaltungselemente wie MOSFETs von11U bis11W 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 Nut31d von anderen Teilen des Inselteils31a getrennt. Der Elementmontagebereich Rse ist in der Nähe des Steuerrahmens33 des Inselteils31a in der zweiten Richtung Y gebildet. Der Elementmontagebereich Rse ist durch die Nut31e in sechs BereicheRa1 bisRa6 unterteilt. Die sechs RegionenRa1 bisRa6 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 RegionenRa1 bisRa3 sind Bereiche des Elementmontagebereichs Rse, die näher an den Steuerrahmen33 in der zweiten Richtung Y liegen. Die drei RegionenRa4 bisRa6 sind Bereiche des Elementmontagebereich Rse, die näher am Verbindungsteil31c in der zweiten Richtung Y liegen. Wie in7 dargestellt, sind die BereicheRa1 undRa4 in der zweiten Richtung Y angeordnet, die BereicheRa2 undRa5 in der zweiten Richtung Y und die RegionenRa3 undRa6 in der zweiten Richtung Y. Der BereichRa2 liegt zwischen dem BereichRa1 und dem BereichRa3 in der ersten Richtung X. Der BereichRa1 ist näher an der ersten Seitenfläche50C des Vergussharzes50 angeordnet als der BereichRa2 und der BereichRa3 ist näher an der zweiten Seitenfläche50D des Vergussharzes50 als der BereichRa2 . Jede der BereicheRa1 bisRa3 ist ein rechteckiger Bereich, bei dem die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die BereicheRa1 bisRa3 sind in der ersten Richtung X gleich groß und die BereicheRa1 bisRa3 sind in der zweiten Richtung Y gleich groß. Jeder der BereicheRa4 bisRa6 ist ein rechteckiger Bereich, wobei die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die BereicheRa4 bisRa6 sind in der ersten Richtung X gleich groß und in der zweiten Richtung Y gleich groß. Die Größe der BereicheRa1 bisRa3 in der ersten Richtung X ist gleich der Größe der BereicheRa4 bisRa6 in der ersten Richtung X. Die Größe der BereicheRa1 bisRa3 in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe der BereicheRa4 bisRa6 in der zweiten Richtung Y. - Der MOSFET
11U ist in dem BereichRa1 befestigt. Der MOSFET11U befindet sich in der RegionRa1 näher am Steuerrahmen33 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET11V ist in der RegionRa2 befestigt. Der MOSFET11V befindet sich in der RegionRa2 näher am Steuerrahmen33 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET11W ist in der RegionRa3 befestigt. Der MOSFET11W befindet sich in der RegionRa3 näher am Steuerrahmen33 in der zweiten Richtung Y. Die Position des MOSFET11U in der zweiten Richtung Y, die Position des MOSFET11V in der zweiten Richtung Y und die Position des MOSFET11W in der zweiten Richtung Y sind einander gleich. Halbleiterelemente, die sich von den MOSFETs11U bis11W unterscheiden, können in den BereichenRa4 bisRa6 befestigt sein. In der vorliegenden Ausführung ist in den RegionenRa4 bisRa6 kein Halbleiterelement befestigt. - Wie in
7 dargestellt, sind die MOSFETs11U und11V so angeordnet, dass sie sich in der zweiten Richtung Y gesehen mit dem integrierten Schaltungselement25H überlappen. Der MOSFET11W ist näher an der zweiten Seitenfläche50D angeordnet als das integrierte Schaltungselement25H . Der MOSFET11U ist so angeordnet, dass das Ende des MOSFET11U , das näher an der ersten Seitenfläche50C liegt, näher an der ersten Seitenfläche50C liegt als die Kante des integrierten Schaltungselements25H , die näher an der ersten Seitenfläche50C liegt. - Die Aussparungen
31f sind in der dritten Richtung Z ausgespart und in Teilen des Inselteils31a mit Ausnahme des Elementmontagebereichs Rse angeordnet. Die Aussparungen31f sind in einer Matrixform in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y angeordnet. Die Aussparungen31f der vorliegenden Ausführungsform sind in der Draufsicht kreisförmig und haben in der Querschnittsansicht einen gekrümmten Bodenteil. - Die MOSFETs
11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W verwenden den gleichen MOSFET. - Der MOSFET
11U ist aus einem Halbleiterchip gebildet, der in der Draufsicht rechteckig ist. Der MOSFET11U ist so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe des MOSFET11U in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe der RegionRa1 in der ersten Richtung X. Die Source-Elektrode11s und die Gate-Elektrode11g befinden sich auf der Vorderseite des MOSFET11U , und die Drain-Elektrode11d (siehe8 ) ist auf der Rückseite des MOSFET11U vorgesehen. Somit ist der Rahmen31 elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET11U verbunden. Das LötzinnSD (siehe8 ), das zur Verbindung des MOSFET11U mit dem Inselteil31a verwendet wird, wird geschmolzen und dann gehärtet, um den MOSFET11U mit dem Inselteil31a zu verbinden. Wie in7 dargestellt, ragt das LötzinnSD etwas aus dem Umfang des MOSFET11U heraus. Die Source-Elektrode11s , die Drain-Elektrode11d und die Gate-Elektrode11g des MOSFET11U 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 MOSFETs11V und11W sowie die Verbindungsstruktur zum Inselteil31a sind die gleichen wie beim MOSFET11U . - Das Source-Elektrodenfläche
11s des MOSFET11U nimmt den größten Teil der Vorderseite des MOSFET11U ein. Unter den vier Ecken der Vorderseite des MOSFET11U ist die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U in einer Ecke angeordnet, die in der ersten Richtung X näher an der ersten Seitenfläche50C des Vergussharzes50 und in der zweiten Richtung Y näher am Steuerrahmen33 liegt. Die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U enthält einen Ausschnitt, um die Gate-Elektrodenfläche11g zu vermeiden. Die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U hat eine rechteckige Form, bei der die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. - Wie in
8 dargestellt, sind der Inselteil31a des Rahmens31 und das Wärmedispensationselement40 durch einen KlebstoffAH verbunden. Der KlebstoffAH wird über die gesamte Oberfläche des Inselteils31a gegenüber dem Wärmedispensationselement40 aufgetragen. Das heißt, die gesamte Oberfläche des Inselteils31a , die dem Wärmedispensationselement40 zugewandt ist, berührt das Wärmedispensationselement40 durch den KlebstoffAH Vorzugsweise verbindet der KlebstoffAH das Wärmedispensationselement40 , das aus Keramik ist, und den Inselteil31a , 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 MOSFETs12U bis12W anhand der9 und10 beschrieben. - Der Inselteil
32a des ersten Rahmens32U , der Inselteil32a des zweiten Rahmens32V und der Inselteil32a des dritten Rahmens32W unterscheiden sich voneinander durch die Form des in der zweiten Richtung Y näher am Verbindungsteil32c liegenden Endes. Der Inselteil32a des ersten Rahmens32U enthält einen ausgeschnittenen Teil32d zur Verhinderung von Störungen des Verbindungsteils32c des zweiten Rahmens32V . Der Inselteil32a des zweiten Rahmens32V enthält einen abgeschnittenen Teil32e , um Interferenzen mit dem Verbindungsteil32c des dritten Rahmens32W zu verhindern. Im Inselteil32a des dritten Rahmens32W sind keine abgeschnittenen Teile gebildet. - In jedem der Rahmen
32U ,32V und32W ist ein Elementmontagebereich Rse auf die gleiche Weise wie beim Rahmen31 gebildet. Die Elementbefestigungsbereiche Rse der Rahmen32U ,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 Rahmens32U ,32V ,32W in der zweiten Richtung Y ist gleich der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens31 in der zweiten Richtung Y. Die Größe des Elementmontagebereichs Rse jedes Rahmens32U ,32V ,32W in der ersten Richtung X ist etwa 1/3 der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens31 in der ersten Richtung X. Das heißt, die Größe des Elementmontagebereichs Rse jedes Rahmens32U ,32V ,32W in der ersten Richtung X ist gleich der Größe des Elementmontagebereichs Rse des Rahmens31 in der ersten Richtung X. - Der Elementmontagebereich Rse jedes Rahmens
32U ,32V ,32W ist durch die Nut32g von anderen Teilen des Inselteils32a getrennt. Der Elementmontagebereich Rse wird durch die Nut32h in sechs RegionenRa7 undRa8 unterteilt. Die RegionRa7 und die RegionRa8 sind in der zweiten Richtung Y angeordnet. Die RegionRa7 ist ein Bereich des Elementmontagebereichs Rse näher an den Steuerrahmen34 in der zweiten Richtung Y. Die RegionRa7 ist eine rechteckige Region, in dem die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die Größe der RegionRa7 ist gleich der Größe der einzelnen RegionenRa1 bisRa3 der Elementbefestigungsregion Rse des Rahmens31 . Die Größe des BereichsRa8 ist gleich der Größe der einzelnen BereicheRa4 bisRa6 des Elementbefestigungsbereichs Rse des Rahmens31 . Das heißt, die Fläche der RegionRa7 ist größer als die Fläche der RegionRa8 , und die Größe der RegionRa7 in der zweiten Richtung Y ist größer als die Größe der RegionRa8 in der zweiten Richtung Y. - Der MOSFET
12U wird im BereichRa7 des ersten Rahmens32U befestigt. Der MOSFET12U befindet sich in der RegionRa7 des ersten Rahmens32U näher am Steuerrahmen34 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET12V ist in der RegionRa7 des zweiten Rahmens32V befestigt. Der MOSFET12V befindet sich in der RegionRa7 des zweiten Rahmens32V näher an dem Steuerrahmen34 in der zweiten Richtung Y. Der MOSFET12W ist in der RegionRa7 des dritten Rahmens32W befestigt. Der MOSFET12W befindet sich in der RegionRa7 des dritten Rahmens32W näher am Steuerrahmen34 in der zweiten Richtung Y. Die Position des MOSFET12U in der zweiten Richtung Y, die Position des MOSFET12V in der zweiten Richtung Y und die Position des MOSFET12W in der zweiten Richtung Y sind gleich zueinander. - Ein Halbleiterelement, das sich von dem der MOSFETs
12U bis12W unterscheidet, kann in der RegionRa8 jedes Rahmens32U ,32V ,32W befestigt werden. In der vorliegenden Ausführung ist in den RegionenRa8 der Rahmen32U ,32V ,32W kein Halbleiterelement befestigt. - Eine Vielzahl von Aussparungen
32i sind in einem anderen Teil als dem Elementmontagebereich Rse im Inselteil32a vorgesehen, d.h. in einem Teil, der den Elementmontagebereich Rse im Inselteil32a umgibt. Die Vielzahl der Aussparungen32i der vorliegenden Ausführung haben die gleiche Form wie die Aussparungen31f , 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 MOSFET11U ist so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Da der MOSFET12U , wie oben beschrieben, denselben Halbleiterchip wie der MOSFET11U verwendet, sind die Größen des MOSFET12U in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gleich den Größen der MOSFETs11U bis11W in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Das heißt, die Größe des MOSFET12U in der ersten Richtung X ist kleiner als die Größe der einzelnen BereicheRa7 in der ersten Richtung X. Die Source-Elektrode12s und die Gate-Elektrode12g befinden sich auf der Vorderseite des MOSFET12U , und die Drain-Elektrode12d (siehe10 ) ist auf der Rückseite des MOSFET12U vorgesehen. Somit ist der erste Rahmen32U elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12U verbunden, der auf dem ersten Rahmen32U befestigt ist. Das LötzinnSD (siehe10 ), das zur Verbindung des Inselteils32a des ersten Rahmens32U mit dem MOSFET12U verwendet wird, wird geschmolzen und dann gehärtet, um den MOSFET12U und das Inselteil32a zu verbinden. - Der zweite Rahmen
32V ist elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12V verbunden, der auf dem zweiten Rahmen32V befestigt ist. Der dritte Rahmen32W ist elektrisch mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12W verbunden, der auf dem dritten Rahmen32W befestigt ist. Die Verbindungsstruktur der MOSFETs12V und12W und des Inselteils32a jedes Rahmens32V und32W ist die gleiche wie die Verbindungsstruktur des MOSFET12U und des Inselteils32a des ersten Rahmens32U . - Die Form der Source-Elektrodenfläche
12s der MOSFETs12U bis12W ist gleich der Form der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U , und die Form der Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12U bis12W ist gleich der Form der Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U . Die Source-Elektrodenflächen12s und die Gate-Elektrodenflächen12g der MOSFETs12U bis12W sind z.B. aus Gold (Au) gefertigt. Die Drain-Elektrodenflächen12d der MOSFETs12U bis12W sind beispielsweise aus Gold (Au) oder Silber (Ag) gefertigt. - Wie in
10 dargestellt, sind die Inselteile32a der Rahmen32U ,32V ,32W und das Wärmedispensationselement40 mit einem KlebstoffAH verbunden. Der KlebstoffAH wird über die gesamte Oberfläche des Inselteils32a jedes der Rahmen32U ,32V ,32W gegenüber dem Wärmedispensationselement40 aufgetragen. Das heißt, die gesamte Oberfläche des Inselteils32a jedes Rahmens32U ,32V ,32W , die dem Wärmedispensationselement40 zugewandt ist, ist durch den KlebstoffAH mit dem Wärmedispensationselement40 in Kontakt. Vorzugsweise ist der KlebstoffAH ein Klebstoff, der das Wärmedispensationselement40 , das eine Keramik ist, und die Inselteile32a der Rahmen32U ,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 Anschlüsse30 , die MOSFETs11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W sowie die integrierten Schaltungselemente25H und25L durch Drahtbonden elektrisch miteinander verbunden. Genauer gesagt enthält die Halbleitervorrichtung1 einen hochpotentialseitigen Leistungsdraht zum Anschluss der Leitung30 und der MOSFETs11U bis11W . Der hochpotentialseitige Leistungsdraht umfasst eine erste Leitung60U , die ein Beispiel für eine erste Stromleitung ist, eine zweite Leitung60V , die ein Beispiel für eine zweite Stromleitung ist, und eine dritte Leitung60W , die ein Beispiel für eine dritte Stromleitung ist. Die Halbleitervorrichtung1 enthält auch einen niederpotentialseitigen Leistungsdraht zum Anschluss der Leitung30 und der MOSFETs12U bis12W . Der niederpotentialseitige Leistungsdraht umfasst eine erste Leitung61U , die ein Beispiel für eine vierte Stromleitung ist, eine zweite Leitung61V , die ein Beispiel für eine fünfte Stromleitung ist, und eine dritte Leitung61W , die ein Beispiel für eine sechste Stromleitung ist. Die Halbleitervorrichtung1 enthält auch eine Vielzahl von Drähten62 zum Verbinden des integrierten Schaltungselements25H und der MOSFETs11U bis11W sowie eine Vielzahl von Drähten62 zum Verbinden der integrierten Schaltungselemente25H und25L und der Vielzahl von Steuerrahmen33 und34 . In der vorliegenden Ausführung sind die Drähte60U ,60V und60W jeweils durch Drahtbonding mit der Leitung30 und den MOSFETs11U bis11W verbunden. Die Drähte61U ,61V ,61W sind durch Drahtbonding mit der Leitung30 und den MOSFETs12U bis12W verbunden. Darüber hinaus verbinden die Drähte62 in der vorliegenden Ausführung die integrierten Schaltungselemente25H und25L und die Vielzahl der Steuerrahmen33 und34 durch Kugelbonden (engl. ball bonding). Die Halbleitervorrichtung1 enthält ferner einen ersten Draht62U , einen zweiten Draht62V und einen dritten Draht62W , die Beispiele für einen Steuerdraht zur Verbindung der MOSFETs12U bis12W und des integrierten Schaltungselements25L sind, sowie einen ersten Draht63U , einen zweiten Draht63V und einen dritten Draht63W , die Beispiele für einen Begrenzungsdraht sind. Wie in9 dargestellt, werden die Leitungen63U ,63V ,63W getrennt von den Leitungen62U ,62V ,62W bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführung verbinden die Drähte62U ,62V ,62W und die Drähte63U ,63V ,63W das integrierte Schaltungselement25L und die MOSFETs12U bis12W durch Kugelbonden. - Die Drähte
60U ,60V ,60W ,61U ,61V und61W sind z.B. aus Aluminium (Al), die Drähte62 ,62U ,62V und62W und die Drähte63U ,63V und63W sind z.B. aus Gold (Au). Die Drähte60U ,60V ,60W ,61U ,61V ,61W haben gleiche Drahtdurchmesser. Die Drahtdurchmesser der jeweiligen Drähte62 ,62U ,62V ,62W sind untereinander gleich. Die Drähte63U ,63V ,63W haben gleiche Drahtdurchmesser. Der Drahtdurchmesser der Drähte62 ,62U ,62V ,62W ist gleich dem Drahtdurchmesser der Drähte63U ,63V ,63W . Der Drahtdurchmesser der Drähte60U ,60V ,60W ,61U ,61V ,61W ist größer als der Drahtdurchmesser der Drähte62 ,62U ,62V ,62W und der Drahtdurchmesser der Drähte63U ,63V ,63W . Der Drahtdurchmesser jedes der Drähte60U ,60V ,60W ,61U ,61V und61W ist etwa 10 Mal größer als der Drahtdurchmesser jedes der Drähte62 ,62U ,62V und62W und der Drahtdurchmesser jedes der Drähte63U ,63V und63W . Ein Beispiel für den Drahtdurchmesser der einzelnen Drähte60U ,60V ,60W ,61U ,61V ,61W ist 400 µm. Ein Beispiel für den Drahtdurchmesser jedes Drahtes62 ,62U ,62V ,62W und den Drahtdurchmesser jedes Drahtes63U ,63V ,63W ist 38 µm. - Der erste Einzeldraht
60U verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U und den Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U . Der einzelne zweite Draht60V verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11V und den Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V . Der einzelne dritte Draht60W verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W und den Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W . Die Drähte60U ,60V ,60W sind im Wesentlichen parallel zueinander. Der erste Draht60U wird durch die RegionRa5 des Elementmontagebereichs Rse verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden. Der zweite Draht60V wird durch die RegionRa6 des Elementmontagebereichs Rse und den Verbindungsteil32c des ersten Rahmens32U verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V verbunden. Der dritte Draht60W wird durch die RegionRa8 des Elementmontagebereichs Rse des ersten Rahmens32U und den Verbindungsteil32c des zweiten Rahmens32V verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden. - Jede der Source-Elektrodenflächen
11 der MOSFETs11U bis11W ist mit dem integrierten Schaltungselement25H durch einen einzelnen Draht62 verbunden. Jede der Gate-Elektrodenflächen11g der MOSFETs11U bis11W ist mit dem integrierten Schaltungselement25H durch einen einzelnen Draht62 verbunden. - Wie in
7 gezeigt, ist der Teil des ersten Drahtes60U , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbunden ist, dicker als andere Teile des ersten Drahtes60U . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U näher am integrierten Schaltungselement25H als die Kante näher an der Source-Elektrodenfläche11s in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes60U , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über die Kante auf einer Seite der Gate-Elektrodenfläche11g in der zweiten Richtung Y erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET11U in der ersten Richtung X angibt. - Der Teil des zweiten Drahtes
60V , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11V verbunden ist, ist dicker als andere Teile des zweiten Drahtes60V . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U näher am integrierten Schaltungselement25H als die Kante näher an der Source-Elektrodenfläche11s in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes60U , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über die Kante auf einer Seite der Gate-Elektrodenfläche11g in der zweiten Richtung Y erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET11U in der ersten Richtung X angibt. - Der Teil des dritten Drahtes
60W , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W verbunden ist, ist dicker als andere Teile des dritten Drahtes60W . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11W näher am integrierten Schaltungselement25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche11s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des dritten Drahtes60W , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11W , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche11g erstreckt. Darüber hinaus ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche50D als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie) vorgesehen, die den Mittelpunkt des MOSFET11W in der ersten Richtung X angibt. - Das integrierte Schaltungselement
25H ist über die Drähte62 mit den Rahmen33BU ,33BV ,33BW und den Startdioden24U ,24V ,24W verbunden. Genauer gesagt ist das integrierte Schaltungselement25H mit dem Inselteil33f jedes der Rahmen33BU ,33BV ,33BW durch zwei Drähte62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25H ist mit der Kathodenelektrode jedes der Rahmen33BU ,33BV und33BW durch einen Draht62 verbunden. - Das integrierte Schaltungselement
25H ist mit jedem der Rahmen33U ,33V und33W durch einen Draht62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25H ist über drei Drähte62 mit dem Rahmen33C verbunden. Das integrierte Schaltungselement25H ist über zwei Drähte62 mit dem Verlängerungsteil34d des Rahmens34S des Steuerrahmens34 verbunden. - Wie in
2 dargestellt, verbindet ein erster Draht61U die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U und den Rahmen35U . Ein zweiter Draht61V verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V und den Rahmen35V . Ein dritter Draht61W verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W und den Rahmen35W . Die Drähte61U ,61V ,61W sind im Wesentlichen parallel zueinander. Der erste Draht61U wird durch die RegionRa8 des Elementmontagebereichs Rse des zweiten Rahmens32V und den Verbindungsabschnitt32c des dritten Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35U verbunden. Der zweite Draht61V wird durch die RegionRa8 des Elementmontagebereichs Rse des dritten Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35V verbunden. Der dritte Draht61W wird durch den Elementmontagebereich Rse der RegionRa8 näher am dritten Rahmen32W als an der Seite der RegionRa7 verlängert und mit dem Rahmen35W verbunden. - Wie in
9 gezeigt, ist der Teil des ersten Drahtes61U , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden ist, dicker als andere Teile des ersten Drahtes61U . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12U näher am integrierten Schaltungselement25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des ersten Drahtes61U , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12U , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche12g erstreckt. Darüber hinaus ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gestrichelte Linie), die den Mittelpunkt des MOSFET11W in der ersten Richtung X angibt. - Der Teil des zweiten Drahtes
61V , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V verbunden ist, ist dicker als andere Teile des zweiten Drahtes60V . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12V näher am integrierten Schaltungselement25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des zweiten Drahtes61V , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12V , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche12g erstreckt. Außerdem ist das Verbindungsteil näher an der zweiten Seitenfläche50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gepunktete Linie), die die Mitte des MOSFET12V in der ersten Richtung X angibt. - Der Teil des dritten Drahtes
61W , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W verbunden ist, ist dicker als andere Teile des dritten Drahtes61W . Der Verbindungsteil ist auf der Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12W näher am integrierten Schaltungselement25H vorgesehen als der Rand näher an der Source-Elektrodenfläche12s in der zweiten Richtung Y. Das heißt, der Teil des dritten Drahtes61W , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W verbunden ist, ist so vorgesehen, dass er die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12W , von der ersten Richtung X aus gesehen, überlappt und sich über den Rand auf einer Seite der zweiten Richtung Y der Gate-Elektrodenfläche12g erstreckt. Darüber hinaus ist das Anschlussteil näher an der zweiten Seitenfläche50D vorgesehen als eine Mittellinie (einfach gepunktete Linie), die die Mitte des MOSFET12W in der ersten Richtung X angibt. - Ein erster Draht
62U , der ein Beispiel für einen ersten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12U , der auf dem ersten Rahmen32U befestigt ist, und das integrierte Schaltungselement25L . Ein zweiter Draht62V , der ein Beispiel für einen zweiten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche12g des auf dem zweiten Rahmen befestigten MOSFET12V 32V und das integrierte Schaltungselement25L . Ein dritter Draht62W , der ein Beispiel für einen dritten Steuerdraht ist, verbindet die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12W , der auf dem dritten Rahmen32W befestigt ist, und das integrierte Schaltungselement25L . Ein Ende jedes der Drähte62U ,62V ,62W ist mit dem Ende des integrierten Schaltungselements25L näher an den MOSFETs12U bis12W verbunden. Die Anzahl der Drähte62U ,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-Elektrodenfläche12s des auf dem ersten Rahmen32U befestigten MOSFET12U und das integrierte Schaltungselement25L . Ein zweiter Draht63V , der ein Beispiel für den zweiten Begrenzungsdraht ist, verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des auf dem zweiten Rahmen befestigten MOSFET12V 32V und das integrierte Schaltungselement25L . Ein dritter Draht63W , der ein Beispiel für den dritten Begrenzungsdraht ist, verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des auf dem dritten Rahmen befestigten MOSFET12W 32W und das integrierte Schaltungselement25L . Ein Ende jedes der Drähte63U ,63V ,63W ist mit dem Ende des integrierten Schaltungselements25L näher an den MOSFETs12U bis12W verbunden. Die Anzahl der Drähte63U ,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 Draht62U angrenzt, der zweite Draht63V ist so angeordnet, dass er an den zweiten Draht62V angrenzt, und der dritte Draht63W ist so angeordnet, dass er an den dritten Draht62W angrenzt. Insbesondere ist der erste Draht62U näher am zweiten Rahmen32V angeordnet als der erste Draht63U . Der erste Draht62U und der erste Draht63U sind jeweils mit einer der vier Ecken des integrierten Schaltungselements25L verbunden, die näher am ersten Rahmen32U liegt. Der zweite Draht63V ist näher am dritten Rahmen32W angeordnet als der zweite Draht62V . Der zweite Draht62V und der zweite Draht63V sind mit dem Teil des integrierten Schaltungselements25L verbunden, der näher am dritten Rahmen32W liegt als der zentrale Teil in der ersten Richtung X. Der dritte Draht62W ist näher am zweiten Rahmen32V angeordnet als der dritte Draht63W . Ein Ende des dritten Drahtes62W und des dritten Drahtes63W ist mit einem Teil des integrierten Schaltungselements25L verbunden, der näher am zweiten Rahmen32V liegt als die Position des Drahtes62 , der das integrierte Schaltungselement25L mit dem Rahmen34D verbindet. - Das integrierte Schaltungselement
25L ist über einen Draht62 mit den Rahmen34U ,34V ,34W verbunden. Das integrierte Schaltungselement25L ist über zwei Drähte62 mit dem Rahmen34CV verbunden. Das integrierte Schaltungselement25L ist mit jedem der Rahmen34A ,34B ,34D durch einen Draht62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25L ist über zwei Drähte62 mit dem Rahmen34C verbunden. Ein Ende des mit dem Rahmen34D verbundenen Drahtes62 wird mit dem Ende des integrierten Schaltungselements25L näher am Rahmen34D in der zweiten Richtung Y verbunden. - [Struktur des MOSFET]
- Die detaillierten Strukturen der MOSFETs
11U bis11W und der MOSFETs12U bis12W werden nun anhand von11 beschrieben. Die MOSFETs11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W haben die gleiche Struktur. Daher wird im Folgenden die Struktur des MOSFET11U beschrieben, während die MOSFETs11V und11W und die MOSFETs12U bis12W 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 Vorderseite70A (obere Oberfläche) des SiC-Substrats 70 ist eine Si-Oberfläche, und die Rückseite70B (untere Oberfläche) ist eine C-Oberfläche. - Eine N- artige Epitaxialschicht
71 ist auf der Vorderseite70A des SiC-Substrats70 aufgeschichtet. Die N-artige Epitaxialschicht71 ist aus SiC, das mit einer N-artigen Verunreinigung in einer geringeren Konzentration als das SiC-Substrat70 dotiert ist. Die Epitaxialschicht71 wird auf dem SiC-Substrat70 durch sogenanntes epitaktisches Wachstum gebildet. Die Epitaxialschicht71 , die auf der Vorderseite70A gebildet wird, die eine Si-Oberfläche ist, wird mit der Si-Oberfläche als Hauptwachstumsfläche aufgewachsen. Daher ist die durch das Wachstum gebildete Vorderseite71A der Epitaxialschicht71 eine Si-Oberfläche wie die Vorderseite70A des SiC-Substrats70 . - 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-Region72 , von der die gesamte Region in einem Zustand nach dem epitaktischen Wachstum gehalten wird. Die N-artige Verunreinigungskonzentration der Drain-Region72 beträgt z.B. 1e15 bis 1e17 cm-3. - Eine P-artiger Körperregion
73 wird im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht71 gebildet. Die Körperregion73 steht in Kontakt mit der Seite der Drain-Region72 , die näher an der Vorderseite71A (Si-Oberflächenseite) der Epitaxialschicht71 liegt. Die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperregion73 beträgt z.B. 1e16 bis 1e19 cm-3. - In der Epitaxialschicht
71 wird ein von der Vorderseite71A herabgegrabener Gate-Graben74 gebildet. Obwohl in11 nicht dargestellt, wird eine Vielzahl von Gate-Gräben74 in regelmäßigen Abständen parallel zueinander gebildet, die sich in derselben Richtung (eine Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene von11 , 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-Graben74 hat zwei Seitenflächen74a , die entlang von Ebenen senkrecht zur Vorderseite71A angeordnet sind, sowie eine Bodenfläche74b , die einen Teil parallel zur Vorderseite71A hat. Der Gate-Graben74 erstreckt sich durch die Körperregion73 in Richtung der Schichtdicke, und der tiefste Teil (Bodenfläche74b) erreicht die Drain-Region72 . - Ein Gate-Isolierfilm
75 wird auf der Innenfläche des Gate-Grabens74 und der Vorderseite71A der Epitaxialschicht71 gebildet, so dass der gesamte Bereich der Innenfläche (Seitenfläche74a und Bodenfläche74b) des Gate-Grabens74 bedeckt ist. Der Gate-Isolierfilm75 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-Isolierfilm75 beträgt beispielsweise 0,1% bis 10%. - Bei dem Gate-Isolierfilm
75 ist die DickeT2 des Teils (Isolierfilm-Unterteil75a) auf der Bodenfläche74b des Gate-Grabens74 kleiner als die DickeT1 des Teils (Isolierfilm-Seitenteil75b ) auf der Seitenfläche74a . Konkret beträgt das Verhältnis der DickeT2 des Isolierfilm-Unterteils75a zur DickeT1 des Isolierfilm-Seitenteils75b (DickeT2 des Isolierfilm-Unterteils 75a/DickeT1 des Isolierfilm-Seitenteils75b ) 0,3 bis 1,0 und vorzugsweise 0,5 bis 1,0. Die DickeT1 des Isolierfilm-Seitenteils75b beträgt z.B.300 bis 1000 Ä, und die DickeT2 des Isolierfilm-Unterteils75a beträgt z.B.150 bis500 Ä. - Eine Gate-Elektrode
76 ist in den Gate-Isolierfilm75 eingebettet. Die Gate-Elektrode76 wird durch vollständiges Füllen der Innenseite des Gate-Isolierfilms75 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 in11 ) orthogonal zur Gate-Breite in Bezug auf den Gate-Graben74 eine N+-artige Source-Region77 gebildet. Die Source-Region77 ist eine Region, die mit N-artiger Verunreinigung mit hoher Konzentration dotiert ist, die höher ist als die N-artige Verunreinigungskonzentration der Drain-Region72 . Die N-artige Verunreinigungskonzentration der Source-Region77 beträgt z.B. 1e18 bis 1e21 cm-3. Die Source-Region77 erstreckt sich in Richtung der Gate-Breite an einer Stelle neben dem Gate-Graben74 . - In der Epitaxialschicht
71 erstreckt sich eine P+-artige Körperkontaktregion78 durch den zentralen Teil der Source-Region77 orthogonal zu der Richtung der Gate-Breite von der Vorderseite71A und ist mit der Körperregion73 verbunden. Die Körperkontaktregion78 ist eine Region, die mit einer P-artigen Verunreinigung mit hoher Konzentration dotiert ist, die höher ist als die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperregion73 . Die P-artige Verunreinigungskonzentration der Körperkontaktregion78 beträgt beispielsweise 1e18 bis 1e21 cm-3. - Der Gate-Graben
74 und die Source-Region77 sind abwechselnd senkrecht zu der Richtung der Gate-Breite angeordnet und erstrecken sich in Richtung der Gate-Breite. Auf der Source-Region77 ist eine Grenze zwischen benachbarten Einheitszellen orthogonal zu der Richtung der Gate-Breite entlang der Source-Region77 gesetzt. Mindestens ein Körperkontaktbereich78 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-Elektrode76 eine konstante Gate-Breite hat. - Auf die Epitaxialschicht
71 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm79 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Der Zwischenschicht-Isolierfilm79 und der Gate-Isolierfilm75 enthalten Kontaktlöcher80 zur Belichtung der Vorderseite der Source-Region77 und der Körperkontaktregion78 . - Eine Source-Verdrahtung
81 wird auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm79 gebildet. Die Source-Verdrahtung81 verbindet (ist elektrisch verbunden) mit der Source-Region77 und der Körperkontaktregion78 durch das Kontaktloch80 . Die Source-Verdrahtung81 umfasst eine Polysiliziumschicht82 , die sich an einem Teil in Kontakt mit der Source-Region77 und der Körperkontaktregion78 befindet, und eine Metallschicht83 , die sich auf der Polysiliziumschicht82 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 Polysiliziumschicht82 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 Polysiliziumschicht82 die Kontaktöffnung80 vollständig aus. Die Dicke der Polysiliziumschicht82 variiert in Abhängigkeit von der Tiefe des Kontaktlochs80 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 Metallschicht83 bildet die äußerste Schicht der Source-Verdrahtung81 , und es werden z.B. der erste Draht60U und dergleichen angeschlossen (gebondet). Die Dicke der Metallschicht83 beträgt z.B. 1 bis 5 µm. - Bei der Source-Verdrahtung
81 wird eine Zwischenschicht84 , die Titan (Ti) enthält, zwischen der Polysiliziumschicht82 und der Metallschicht83 eingefügt. Die Zwischenschicht84 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 Zwischenschicht84 beträgt z.B.200 bis500 nm. - Die Source-Verdrahtung
81 einschließlich der Polysiliziumschicht82 , Zwischenschicht84 und Metallschicht83 hat vorzugsweise eine Stapelstruktur (Po-Si/Ti/TiN/Al), in der das Polysilizium (Polysiliziumschicht82 ), Titan (Zwischenschicht84 ), Titannitrid (Zwischenschicht84 ) und Aluminium (Metallschicht83 ) in der Reihenfolge aufgeschichtet sind. - Auf der Rückseite
70B des SiC-Substrats70 wird eine Drain-Verdrahtung85 gebildet. Die Drain-Verdrahtung85 verbindet (ist elektrisch verbunden mit) dem SiC-Substrat70 . Die Drain-Verdrahtung85 enthält eine Polysiliziumschicht86 an einem Teil, der mit dem SiC-Substrat70 in Kontakt steht, und enthält eine Metallschicht87 auf der Polysiliziumschicht86 . - Die Polysiliziumschicht
86 kann mit dem gleichen Material wie die Polysiliziumschicht82 gebildet werden. Die Dicke der Polysiliziumschicht86 beträgt zum Beispiel 1000 bis 2000 Ä. - Die Metallschicht
87 kann aus dem gleichen Material wie die Metallschicht83 gebildet sein. Die Metallschicht87 bildet die äußerste Schicht der Drain-Verdrahtung85 und wird mit dem Inselteil31a verbunden, wenn z.B. das SiC-Substrat70 auf dem Inselteil31a des Rahmens31 befestigt wird. Die Dicke der Metallschicht87 beträgt z.B. 0.5 bis 1 µm. - Bei der Drain-Verdrahtung
85 wird eine Zwischenschicht88 , die Titan (Ti) enthält, zwischen der Polysiliziumschicht86 und der Metallschicht87 eingefügt. Die Zwischenschicht88 kann mit dem gleichen Material wie die Zwischenschicht84 gebildet sein. - Eine Gate-Verdrahtung
89 kontaktiert (ist elektrisch verbunden) die Gate-Elektrode76 durch ein Kontaktloch (nicht abgebildet), das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm79 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-Verdrahtung81 und der Drain-Verdrahtung85 (zwischen Source und Drain) erzeugt wird, wird durch das elektrische Feld von der Gate-Elektrode76 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche mit dem Gate-Isolierfilm75 in der Körperregion73 gebildet. Somit fließt ein Strom zwischen der Source-Verdrahtung81 und der Drain-Verdrahtung85 , und der MOSFET11U wird eingeschaltet. - [Konfiguration einer Niederpotential-Blockschaltung]
- Die Schaltungskonfiguration der Niederpotential-Blockschaltung in der Steuerschaltung
20 wird nun unter Bezugnahme auf12 beschrieben.12 zeigt ein Beispiel für die Schaltungskonfiguration der Niederpotential-Blockschaltung. - Wie in
12 dargestellt, umfasst das integrierte Schaltungselement25L einen ersten Ausgangsanschluss25au , einen zweiten Ausgangsanschluss25av , einen dritten Ausgangsanschluss25aw , einen ersten Eingangsanschluss25bu , einen zweiten Eingangsanschluss25bv und einen dritten Eingangsanschluss25bw . Der erste Ausgangsanschluss25au und der erste Eingangsanschluss25bu sind elektrisch mit der Steuerschaltung20 (genauer gesagt, die Treiberschaltung21UL der Steuerschaltung20 ) verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss25av und der zweite Eingangsanschluss25bv sind elektrisch mit der Steuerschaltung20 (genauer gesagt mit der Treiberschaltung21VL der Steuerschaltung20 ) verbunden. Der dritte Ausgangsanschluss25aw und der dritte Eingangsanschluss25bw sind elektrisch mit der Steuerschaltung20 (genauer gesagt mit der Treiberschaltung21WL der Steuerschaltung20 ) verbunden. - Der erste Ausgangsanschluss
25au ist über den ersten Draht62U mit dem Gate des MOSFET12U verbunden. Der erste Eingangsanschluss25bu ist über den ersten Draht63U mit dem Source-Anschluss des MOSFET12U verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss25av ist über den zweiten Draht62V mit dem Gate des MOSFET12V verbunden. Der zweite Eingangsanschluss25bv ist über den zweiten Draht 63 V mit dem Source-Anschluss des MOSFET12V verbunden. Der dritte Ausgangsanschluss25aw ist über den dritten Draht62W mit dem Gate des MOSFET12W verbunden. Der dritte Eingangsanschluss25bw ist über den dritten Draht63W mit dem Source-Anschluss des MOSFET12W verbunden. - Die Treiberschaltung
21UL enthält eine Source-Masse-Schaltung21a , die eine Ausgangsstufe ist. Die Source-Masse-Schaltung21a hat einen ersten MOSFET21b , der als P-Kanal-MOSFET dient, und einen zweiten MOSFET21c , der einen N-Kanal-MOSFET bedient. Die Source des ersten MOSFET21b ist elektrisch mit dem Versorgungsspannungsanschluss (Rahmen34CV ) verbunden, und der Drain-Anschluss des ersten MOSFET21b ist mit dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET21c verbunden. Das Gate des ersten MOSFET21b und das Gate des zweiten MOSFET21c sind gemeinsam verbunden. Die Treiberschaltung21UL enthält eine Ausgangsverdrahtung21d , die einen KnotenN1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET21c mit dem ersten Ausgangsanschluss25au des integrierten Schaltungselements25L verbindet, und eine Begrenzungsverdrahtung21e , die den Source-Anschluss des zweiten MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a und den ersten Eingangsanschluss25bu des integrierten Schaltungselements25L verbindet. Die Ausgangsverdrahtung21d und die Begrenzungsverdrahtung21e sind jeweils in dem integrierten Schaltungselement25L vorgesehen. Genauer gesagt sind die Ausgangsverdrahtung21d und die Begrenzungsverdrahtung21e näher an dem ersten Ausgangsanschluss25au und dem ersten Eingangsanschluss25bu als die Source-Masse-Schaltung21a in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Der zweite MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a in der Treiberschaltung21UL ist über die Begrenzungsverdrahtung21e , den erste Eingangsanschluss25bu und die erste Leitung63U elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET12U verbunden. - Die Konfigurationen der Treiberschaltung
21VL und der Treiberschaltung21WL sind die gleichen wie die Konfiguration der Treiberschaltung21UL . Die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21VL verbindet den KnotenN1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET21c und dem zweiten Ausgangsanschluss25av des integrierten Schaltungselements25L . Die Begrenzungsschaltung21e der Treiberschaltung21VL verbindet der Source-Anschluss des zweiten MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a und den zweiten Eingangsanschluss25bv des integrierten Schaltungselements25L . Der zweite MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a in der Treiberschaltung21VL ist über die Begrenzungsverdrahtung21e , den zweiten Eingangsanschluss25bv und den zweiten Draht63V elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET12V verbunden. Die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21WL verbindet einen KnotenN1 zwischen dem Drain-Anschluss des ersten MOSFET21b und dem Drain-Anschluss des zweiten MOSFET21c und dem dritten Ausgangsanschluss25aw des integrierten Schaltungselements25L . Die Begrenzungsschaltung21e der Treiberschaltung21WL verbindet den Source-Anschluss des zweiten MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a und den dritten Eingangsanschluss25bw des integrierten Schaltungselements25L . Der zweite MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a in der Treiberschaltung21WL ist über die Begrenzungsverdrahtung21e , den dritten Eingangsanschluss25bw und den dritten Draht63W elektrisch mit dem Source-Anschluss des MOSFET12V verbunden. - Somit enthält die Halbleitervorrichtung
1 einen ersten SteuerpfadRC1 , der die Treiberschaltung21UL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET12U elektrisch verbindet, einen zweiten SteuerpfadRC2 , der die Treiberschaltung21VL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET12V elektrisch verbindet, und einen dritten SteuerpfadRC3 , der die Treiberschaltung21WL und das Gate (Steueranschluss) des MOSFET12W elektrisch verbindet. - Der erste Steuerpfad
RC1 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung21UL an das Gate des MOSFET12U . Der erste SteuerpfadRC1 umfasst die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21UL und die erste Leitung62U . Das heißt, die erste Leitung62U ist Teil des ersten SteuerpfadesRC1 . - Der zweite Steuerpfad
RC2 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung21VL an das Gate des MOSFET12V . Der zweite SteuerpfadRC2 umfasst die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21VL und die zweite Leitung62V . Das heißt, die zweite Leitung62V ist Teil des zweiten SteuerpfadesRC2 . - Der dritte Steuerpfad
RC3 überträgt das Treibersignal der Treiberschaltung21WL auf das Gate des MOSFET12W . Der dritte SteuerpfadRC3 beinhaltet die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21WL und die dritte Leitung62W . Das heißt, der dritte Draht62W ist Teil des dritten SteuerpfadesRC3 . - Die Halbleitervorrichtung
1 enthält ferner einen ersten BegrenzungspfadRS1 , der den ersten SteuerpfadRC1 und der Source-Anschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET12U elektrisch verbindet, einen zweiten BegrenzungspfadRS2 , der den zweiten SteuerpfadRC2 und den Steueranschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET12V elektrisch verbindet, und einen dritten BegrenzungspfadRS3 , der den dritten SteuerpfadRC3 und den Source-Anschluss (zweiter Anschluss) des MOSFET12W elektrisch verbindet. - Der erste Begrenzungspfad
RS1 umfasst die Begrenzungsleitung21e der Treiberschaltung21UL und die erste Leitung63U . Das heißt, der erste Draht63U ist Teil des ersten BegrenzungspfadesRS1 . Der zweite BegrenzungspfadRS2 umfasst die Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21VL und die zweite Leitung63V . Das heißt, der zweite Draht63V ist Teil des zweiten BegrenzungspfadesRS2 . Der dritte BegrenzungspfadRS3 umfasst die Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21WL und die dritte Leitung63W . Das heißt, der dritte Draht63W ist Teil des dritten BegrenzungspfadesRS3 . - Jede der Logikschaltungen
22UL ,22VL und22WL enthält eine RS-Flip-Flop-Schaltung22a und Ähnliches. Die RS-Flip-Flop-Schaltung22a 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-Schaltung22a 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-Schaltung22a ist elektrisch mit dem Gate jedes der MOSFETs21b und21c verbunden und gibt ein Ausgangssignal an das Gate aus. Jeder der MOSFETs21b und21c wird auf der Grundlage des Ausgangssignals der RS-Flip-Flop-Schaltung22a komplementär ein- und ausgeschaltet. Dies erzeugt ein Treibersignal, das über die Ausgangsschaltung21d an das Gate des MOSFET12L ausgegeben wird. - Die Funktionsweise der gegenwärtigen Ausführungsform wird nun beschrieben.
- Die Halbleitervorrichtung
1 enthält eine Begrenzungseinheit, die die Fluktuation der Source-Gate-Spannung des MOSFET12U reduziert. Genauer gesagt, wie in12 gezeigt, enthält die Halbleitervorrichtung1 eine erste BegrenzungseinheitCV1 als Begrenzungseinheit. Die erste BegrenzungseinheitCV1 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET12U basierend auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET12U und beinhaltet den ersten BegrenzungspfadRS1 . - Da der Source-Anschluss des zweiten MOSFET
21c der Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21UL und der Source-Anschluss des MOSFET12U durch die erste BegrenzungseinheitCV1 (erster BegrenzungspfadRS1 ) elektrisch verbunden sind, selbst wenn das Source-Potential des MOSFET12U aufgrund der Stromänderung dI/dt beim Einschalten des MOSFET11U und der Induktivität des ersten Drahtes61U , der mit dem Source-Anschluss des MOSFET12U verbunden ist, schwebt (engl. floats), schwebt auch das Source-Potential des zweiten MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21UL dem Source-Potential des MOSFET12U folgend. Somit wird die Verschiebung der Gate-Source-Spannung des MOSFET12U auf einen negativen Wert begrenzt. Dadurch wird die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth des MOSFET12U reduziert. Dadurch wird selbst bei der Wiederholung des intermittierenden Betriebs der ersten Inverterschaltung10U ein Anstieg der Schwankungsrate der Schwellenwertspannung Vth des MOSFET12U reduziert. - Die Halbleitervorrichtung
1 enthält ferner eine zweite BegrenzungseinheitCV2 und eine dritte BegrenzungseinheitCV3 , die als Begrenzungseinheiten dienen. Die zweite BegrenzungseinheitCV2 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankungen der Source-Gate-Spannung des MOSFET12V basierend auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET12V und beinhaltet den zweiten BegrenzungspfadRS2 . Die dritte BegrenzungseinheitCV3 ist ein Mechanismus zur Reduzierung der Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET12W , der auf der Spannungsschwankung des Source-Anschlusses des MOSFET12W basiert und den dritten BegrenzungspfadRS3 enthält. Diese Konfiguration begrenzt auch Erhöhungen der Schwankungsrate der Schwellenwertspannung Vth der MOSFETs12L und12L für die MOSFETs12V und12L in gleicher Weise wie beim MOSFET12U . - Die vorliegende Ausführungsform hat die unten beschriebenen Vorteile.
- (1-1) Die Halbleitervorrichtung
1 umfasst die erste BegrenzungseinheitCV1 (erster BegrenzungspfadRS1 ), die zweite BegrenzungseinheitCV2 (zweiter BegrenzungspfadRS2 ) und die dritte BegrenzungseinheitCV3 (dritter BegrenzungspfadRS3 ). Gemäß dieser Konfiguration folgt und schwankt auch bei schwankendem Source-Potential des MOSFET12U das Gate-Potential des MOSFET12U und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET12U reduziert. Selbst wenn das Source-Potential des MOSFET12V schwankt, folgt und schwankt das Gate-Potential des MOSFET12V , und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET12V reduziert. Selbst wenn das Source-Potential des MOSFET12V schwankt, folgt und schwankt das Gate-Potential des MOSFET12V , und somit wird die Schwankung der Source-Gate-Spannung des MOSFET12V reduziert. Daher kann die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth für jeden der MOSFETs12U bis12W reduziert werden. - (1-2) Der erste Draht
63U , der Teil des ersten BegrenzungspfadsRS1 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden. Somit kann das Potential auf der Source-Seite des MOSFET12U aus dem ersten Draht61U , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden ist, als Source-Seite des MOSFET12U extrahiert werden. Der MOSFET12U kann somit durch die Gate-Source-Spannung des MOSFET12U gesteuert werden, wobei der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes61U reduziert wird. Der zweite Draht63V , der Teil des zweiten BegrenzungspfadesRS2 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V verbunden. Der dritte Draht63W , der Teil des dritten BegrenzungspfadsRS3 ist, wird mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W verbunden. Somit werden ähnliche Effekte wie bei der ersten Leitung63U erzielt, da die zweite Leitung63V und die dritte Leitung63W die gleiche Konfiguration wie die erste Leitung63U haben. Darüber hinaus sind die Abstände zwischen den MOSFETs12U bis12W und dem integrierten Schaltungselement25L kürzer als die Abstände zwischen den Rahmen35U ,35V und35W und dem integrierten Schaltungselement25L . Dadurch verkürzen sich die Längen der jeweiligen Drähte62U ,62V ,62W und die Längen der Drähte63U ,63V ,63W , die die Source-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W und das integrierte Schaltungselement25L verbinden. Somit kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes62U ,62V ,62W und der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes63U ,63V ,63W reduziert werden. - (1-3) Der MOSFET
12U ist in der RegionRa7 des Elementmontagebereichs Rse des ersten Rahmens32U am Ende näher am integrierten Schaltungselement25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Dadurch wird der Abstand zwischen dem MOSFET12U und dem integrierten Schaltungselement25L verkürzt. Dadurch verkürzen sich die Länge des ersten Drahtes62U und die Länge des ersten Drahtes63U , der den MOSFET12U und das integrierte Schaltungselement25L verbindet. Somit kann der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes62U und der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes63U reduziert werden. Der MOSFET12V ist am Ende in der RegionRa7 des Elementmontagebereichs Rse des zweiten Rahmens32V näher am integrierten Schaltungselement25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Der MOSFET12W ist in der RegionRa7 des Elementmontagebereichs Rse des dritten Rahmens32W am Ende näher am integrierten Schaltungselement25L in der zweiten Richtung Y angeordnet. Bei einer solchen Konfiguration können die Längen der Drähte62V und62W und die Längen der Drähte63V und63W auf die gleiche Weise wie der erste Draht62U und der erste Draht63U verkürzt werden. Somit kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes62V und62W und der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes63V und63W reduziert werden. - (1-4) Der erste Draht
63U ist mit dem Teil der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden, der näher am integrierten Schaltungselement25L liegt. Der zweite Draht63V ist mit einem Teil der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V näher am integrierten Schaltungselement25L verbunden. Der dritte Draht63W wird mit einem Teil der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W näher am integrierten Schaltungselement25L verbunden. Entsprechend einer solchen Konfiguration kann die Länge der einzelnen Drähte63U ,63V ,63W verkürzt werden. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes63U ,63V ,63W reduziert werden. - (1-5) Die Drähte
63U ,63V und63W werden am Ende des integrierten Schaltungselements25L näher an den MOSFETs12U bis12W in der zweiten Richtung Y angeschlossen. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität jedes Drahtes63U ,63V ,63W reduziert werden. - (1-6) Jeder der Rahmen
32U ,32V ,32W enthält die Nuten32g ,32h , die den Elementmontagebereich Rse bilden. Somit, wenn die MOSFETs12U bis12W im BereichRa7 des Elementmontagebereichs Rse befestigt sind, breitet sich das LötzinnSD nicht über den Elementmontagebereich Rse hinaus aus. Wenn das geschmolzene LötzinnSD auf die Kanten der Nuten32g und32h gerichtet ist, beschränkt die Oberflächenspannung die Bewegung des LötzinnsSD über die Nuten32g und32h hinaus, und die Kanten der Nuten32g und32h haben die Funktion, das geschmolzene LötzinnSD an den Nuten32g und32h zu stoppen. Die Nuten32g und32h sind so geformt, dass sie den gesamten Umfang der MOSFETs12U bis12W umgeben und die Ausbreitung des LötmittelsSD weiter einschränken. Da die Nuten31d und31e des Rahmens31 die gleiche Konfiguration wie die Nuten32g und32h haben, breitet sich das LötzinnSD nicht über den Elementmontagebereich Rse hinaus aus, wenn die MOSFETs11U bis11W auf dem Elementmontagebereich Rse befestigt werden. - (1-7) Der Rahmen
31 enthält die Aussparungen31f , und jeder Rahmen32U ,32V ,32W enthält die Aussparungen32i . Entsprechend dieser Konfiguration erhöht das Vergussharz50 , das in die Aussparungen31f und32i eintritt, die Festigkeit der Verbindung des Vergussharzes50 mit dem Rahmen31 und den Rahmen32U ,32V und32W . Dadurch kann die Delamination des Vergussharzes50 von dem Rahmen31 und den Rahmen32U ,32V ,32W reduziert werden. - (1-8) Die Aussparungen
31f und32i sind im Elementmontagebereich Rse nicht vorgesehen. Somit kann das Verbinden der MOSFETs11U bis11W mit dem Rahmen31 durch das LötzinnSD und das Verbinden der MOSFETs12U bis12W mit den Rahmen32U ,32V ,32W durch das LötzinnSD angemessen durchgeführt werden. Außerdem ist die Aussparung31f des Rahmens31 so angeordnet, dass sie den Elementmontagebereich Rse umgibt. Somit ist das Vergussharz50 fest mit dem Inselteil31a des Rahmens31 verbunden, um die MOSFETs11U bis11W zu umschließen. Die Aussparung32i jedes Rahmens32U ,32V ,32W ist so angeordnet, dass sie den Elementmontagebereich Rse umgibt. Somit umgibt das Vergussharz50 die MOSFETs12U bis12W und ist fest mit den Inselteilen33a der Rahmen32U ,32V und32W verbunden. Dadurch wird die Entstehung von Luftspalten, die zu den MOSFETs11U bis11W und den MOSFETs12U bis12W im Vergussharz50 führen, die durch eine Delamination des Verkapselungsharzes50 entstehen würden, reduziert. Dadurch können die Isolierzustände der MOSFETs11U bis11W und der MOSFETs12U bis12W in einem zufriedenstellenden Zustand gehalten werden. - Zweite Ausführungsform
- Die Halbleitervorrichtung
1 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die13 und14 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung1 gemäß der ersten Ausführungsform in der Konfiguration der Treiberschaltungen21UL ,21VL und21WL . In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben. - Wie in
13 dargestellt, enthält die erste BegrenzungseinheitCV1 eine Diode13 , die im ersten BegrenzungspfadRS1 vorgesehen ist. Die zweite BegrenzungseinheitCV2 enthält eine Diode13 , die im zweiten BegrenzungspfadRS2 vorgesehen ist. Die dritte BegrenzungseinheitCV3 enthält eine Diode13 , die im dritten BegrenzungspfadRS3 vorgesehen ist. Jede Diode13 ist auf dem integrierten Schaltungselement25L befestigt. Genauer gesagt ist die Diode13 der ersten BegrenzungseinheitCV1 auf der Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21UL vorgesehen. Die Anode der Diode13 ist elektrisch mit dem ersten Eingangsanschluss25bu verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem KnotenN2 der Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21UL verbunden. Die Diode13 der zweiten BegrenzungseinheitCV2 ist an der Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21VL vorgesehen. Die Anode der Diode13 ist elektrisch mit dem zweiten Eingangsanschluss25bv verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem KnotenN2 der Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21VL verbunden. Die Diode13 der dritten BegrenzungseinheitCV3 befindet sich auf der Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21WL . Die Anode der Diode13 ist elektrisch mit dem dritten Eingangsanschluss25bw verbunden, und die Kathode ist elektrisch mit dem KnotenN2 der Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21WL verbunden. - Wie in
14 dargestellt, sind im integrierten Schaltungselement25L die Treiberschaltung21UL , die Treiberschaltung21VL und die Treiberschaltung21WL in der ersten Richtung X angeordnet. Vorliegend ist die Richtung (erste Richtung X), in der die Treiberschaltung21UL , die Treiberschaltung21VL und die Treiberschaltung21WL angeordnet sind, ein Beispiel für die Anordnungsrichtung der dritten, vierten und fünften Steuerschaltung. - Die Diode
13 der ersten BegrenzungseinheitCV1 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21UL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode13 der ersten BegrenzungseinheitCV1 näher an dem ersten Ausgangsanschluss25au und der ersten Eingangsanschluss Seite25bu oder dem MOSFET12U angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21UL in der zweiten Richtung Y. - Die Diode
13 der zweiten BegrenzungseinheitCV2 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21VL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode13 der zweiten BegrenzungseinheitCV2 näher an dem zweiten Ausgangsanschluss25av und dem zweiten Eingangsanschluss25bv , oder dem MOSFET12V , angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21VL in der zweiten Richtung Y. - Die Diode
13 der dritten BegrenzungseinheitCV3 ist in der Nähe der Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21WL angeordnet. Genauer gesagt ist die Diode13 der dritten BegrenzungseinheitCV3 näher an dem dritten Ausgangsanschluss25aw und dem dritten Eingangsanschluss25bw , oder dem MOSFET12W , angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21WL in der zweiten Richtung Y. - Die Funktionsweise der gegenwärtigen Ausführungsform wird nun beschrieben. Da der Betrieb in jedem der Inverterschaltungen
10U ,10V und10W gleich ist, wird der Betrieb des ersten Inverterschaltung10U beschrieben. Der Betrieb der zweiten Inverterschaltung10V und der dritten Inverterschaltung10W wird nicht beschrieben. - Wenn der MOSFET
11U der ersten Inverterschaltung10U eingeschaltet wird, schwebt das Source-Potential des MOSFET12U aufgrund der Änderung dI/dt des durch den MOSFET11U fließenden Stroms und der Induktivität des ersten an den MOSFET12U angeschlossenen Drahtes61U . Folglich wird das Potenzial an der Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21UL durch den erste Draht63U , der an den Source-Anschluss des MOSFET12U angeschlossen ist, und die Begrenzungsleitung21e des integrierten Schaltungselements25L höher. Dadurch wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET12U nicht zu einem negativen Wert, und die Schwankung der Schwellwertspannung Vth des MOSFET12U 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 Begrenzungsschaltung21e der Treiberschaltungen21UL ,21VL und21WL vorgesehen. Somit wird das Source-Potential der MOSFETs12U bis12W nicht durch die Ausgangsspannung der Treiberschaltungen21UL ,21VL ,21WL erhöht, wenn die MOSFETs12U bis12W eingeschaltet sind. Dadurch kann der in jedem der MOSFETs12U bis12W fließende Strom mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. - (2-2) Die Diode
13 der ersten BegrenzungseinheitCV1 ist näher an dem ersten Ausgangsanschluss25au und dem ersten Eingangsanschluss25bu angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21UL . Die Diode13 der zweiten BegrenzungseinheitCV2 ist näher an dem zweiten Ausgangsanschluss25av und dem zweiten Eingangsanschluss25bv angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21VL . Die Diode13 der dritten BegrenzungseinheitCV3 ist näher an de, dritten Ausgangsanschluss25aw und dem dritten Eingangsanschluss25bw angeordnet als die Source-Masse-Schaltung21a der Treiberschaltung21WL . Somit kann die Länge der Begrenzungsschaltung21e der Treiberschaltungen21UL ,21VL und21WL verkürzt und der Einfluss der Induktivität der Begrenzungsverdrahtung21e reduziert werden. - (2-3) Jede Diode
13 ist in dem integrierten Schaltungselement25L bereitgestellt. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Halbleitervorrichtung1 im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der jede Diode13 als ein vom integrierten Schaltungselement25L getrennter Halbleiterchip vorgesehen ist, in der Größe reduziert werden. - Dritte Ausführungsform
- Die Halbleitervorrichtung
1 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die9 und15 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung1 gemäß der ersten Ausführungsform in der Anordnung des MOSFET12U . In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben. - Wie in
9 dargestellt, sind in der ersten Ausführung die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs12U bis12W , die auf den Rahmen32U ,32V und32W befestigt sind, gleich. Die MOSFETs12U bis12W in9 werden auf die Rahmen32U ,32V und32W so befestigt, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. In diesem Fall wird die Länge des ersten Drahtes62U und die Länge des ersten Drahtes63U des MOSFET12U des ersten Rahmens32U , der auf der Seite des Rahmens31 der Rahmen32U ,32V und32W angeordnet ist, länger. - Somit unterscheidet sich in der vorliegenden Ausführung, wie in
15 gezeigt, die Ausrichtung (Anordnungsposition) des im ersten Rahmen32U befestigten MOSFET12U von der Ausrichtung (Anordnungsposition) des im zweiten Rahmen32V befestigten MOSFET12V und des im dritten Rahmen32W befestigten MOSFET12W . Genauer gesagt ist der MOSFET12U des ersten Rahmens32U so auf dem ersten Rahmen32U befestigt, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Darüber hinaus wird der MOSFET12U auf dem ersten Rahmen32U so befestigt, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert. Genauer gesagt wird der MOSFET12U auf dem ersten Rahmen32U so befestigt, dass die Gate-Elektrodenfläche12g in der ersten Richtung X näher am MOSFET12V und in der zweiten Richtung Y näher am Rahmen34 auf der Vorderseite des MOSFET12U liegt. - Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführung die Anordnungen des ersten Drahtes
63U zur Verbindung der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U und des integrierten Schaltungselements25L und des ersten Drahtes62U zur Verbindung der Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12U und des integrierten Schaltungselements25L unterschiedlich. Insbesondere ist der erste Draht62U näher am zweiten Rahmen32V angeordnet als der erste Draht63U . Der erste Draht62U liegt in der ersten Richtung X neben der Gate-Elektrodenfläche12g in der Source-Elektrodenfläche12s und ist mit der Region Bereich an der Seite des Rahmens33 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 MOSFET12U auf dem ersten Rahmen32U so angeordnet ist, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert, kann die Länge des ersten Drahtes62U , der die Gate-Elektrodenfläche12g und das integrierte Schaltungselement25L verbindet, verkürzt werden. Dadurch kann der Einfluss der Induktivität des ersten Drahtes62U reduziert werden. - Vierte Ausführungsform
- Die Halbleitervorrichtung
1 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die16 ,17 ,18A und18B beschrieben. Die Halbleitervorrichtung1 gemäß der vorliegenden Ausführung unterscheidet sich von der Halbleiteranordnung1 gemäß der ersten Ausführung dadurch, dass eine Begrenzungseinheit zur Reduzierung der Potentialschwankungen der Source-Anschlüsse der MOSFETs12U bis12W beim Einschalten der MOSFETs11U bis11W vorgesehen ist. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern für die Komponenten angegeben, die mit der Halbleitervorrichtung1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind. Diese Komponenten werden nicht beschrieben. - Wie in
16 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 anstelle der ersten BegrenzungseinheitCV1 , der zweiten BegrenzungseinheitCV2 und der dritten BegrenzungseinheitCV3 (alle in14 dargestellt), die in der ersten Ausführung als Begrenzungseinheiten dienen, eine erste BegrenzungseinheitCP1 , eine zweite BegrenzungseinheitCP2 und eine dritte BegrenzungseinheitCP3 die als Begrenzungseinheit dienen. - Die erste Begrenzungseinheit
CP1 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET12U beim Einschalten des MOSFET11U reduziert. Die erste BegrenzungseinheitCP1 enthält eine erste Diode14U , die ein Beispiel für eine sechste Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der ersten Inverterschaltung10U verbunden ist. Die Anode der ersten Diode14U ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET12U verbunden, und die Kathode der ersten Diode14U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12U verbunden. - Die zweite Begrenzungseinheit
CP2 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET12V reduziert, wenn der MOSFET11V eingeschaltet wird. Die zweite BegrenzungseinheitCP2 enthält eine zweite Diode14V , die ein Beispiel für eine siebte Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der zweiten Inverterschaltung10V verbunden ist. Die Anode der zweiten Diode14V ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET12V verbunden, und die Kathode der zweiten Diode14V ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12V verbunden. - Die dritte Begrenzungseinheit
CP3 ist ein Mechanismus, der die Potentialschwankungen des Source-Anschlusses des MOSFET12W beim Einschalten des MOSFET11W reduziert. Die dritte BegrenzungseinheitCP3 enthält eine dritte Diode14W , die ein Beispiel für eine achte Diode ist, die mit dem zweiten Schaltelement der dritten Inverterschaltung10W verbunden ist. Die Anode der dritten Diode14W ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET12W verbunden, und die Kathode der dritten Diode14W ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12W verbunden. - Ein Beispiel für jede der Dioden
14U ,14V ,14W ist eine Schottky-Barrierediode. In der vorliegenden Ausführung ist die erste Diode14U so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung Vf kleiner ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET12U . Die zweite Diode14V ist so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung Vf niedriger ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET12V . Die dritte Diode14W ist so konfiguriert, dass ihre Durchlassspannung niedriger ist als die Durchlassspannung der Körperdiode des MOSFET12W . Wie in17 dargestellt, wird jede der Dioden14U ,14V und14W durch einen Halbleiterchip gebildet. Die erste Diode14U ist in der RegionRa8 des ersten Rahmens32U , die zweite Diode14V ist in der RegionRa8 des zweiten Rahmens32V und die dritte Diode14W ist in der RegionRa8 des dritten Rahmens32W befestigt. Die Dioden14U ,14V und14W befinden sich näher an der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y in der RegionRa8 . - Jede der Dioden
14U ,14V ,14W hat eine Anodenelektrodenfläche14a , die eine Vorderseitenelektrode ist, und eine Kathodenelektrode, die eine Rückflächenelektrode ist. Die Kathodenelektrode der ersten Diode14U ist elektrisch mit dem ersten Rahmen32U durch Lötzinn oder ähnliches verbunden. Die Kathodenelektrode der zweiten Diode14V ist elektrisch mit dem zweiten Rahmen32V durch Lötzinn oder ähnliches verbunden. Die Kathodenelektrode der dritten Diode14W ist elektrisch mit dem dritten Rahmen32W durch Lötzinn oder ähnliches verbunden. - Wie in
17 dargestellt, enthält die erste BegrenzungseinheitCP1 außerdem einen ersten Draht61U und einen ersten Diodendraht64U , der ein Beispiel für einen vierten Diodendraht ist, der getrennt vom ersten Draht61U bereitgestellt wird. Der erste Draht61U verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U des ersten Rahmens32U und den Inselteil35a des Rahmens35U . Der erste Draht61U wird durch die zweite Diode14V des zweiten Rahmens32V und den Verbindungsteil32c des dritten Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35U verbunden. Der erste Diodendraht64U verbindet die Anodenelektrodenfläche14a der ersten Diode14U und den Inselteil35a des Rahmens35U . Der erste Diodendraht64U wird durch den Verbindungsteil32c des Rahmens32V und den Verbindungsteil32c des Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35U verbunden. Im Inselteil35a des Rahmens35U unterscheidet sich die Position, an der der erste Draht61U angeschlossen ist, von der Position, an der der erste Diodendraht64U angeschlossen ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der erste Draht61U mit dem Inselteil35a des Rahmens35U verbunden ist, näher am Verbindungsteil32c des dritten Rahmens32W als die Position, an der der erste Diodendraht64U mit dem Inselteil35a des Rahmens35U verbunden ist. - Die zweite Begrenzungseinheit
CP2 enthält außerdem einen zweiten Draht61V und einen zweiten Diodendraht64V , der ein Beispiel für einen fünften Diodendraht ist, der getrennt vom zweiten Draht61V bereitgestellt wird. Der zweite Draht61V verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V des zweiten Rahmens32V und den Inselteil35a des Rahmens35V . Der zweite Draht61V wird durch die dritte Diode14W des dritten Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35V verbunden. Der zweite Diodendraht64V verbindet die Anodenelektrodenfläche14a der zweiten Diode14V und den Inselteil35a des Rahmens35V . Der zweite Diodendraht64V wird durch das Ende auf der Seite des Verbindungsteils32c des Inselabschnitts32a des Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35V verbunden. Im Inselteil35a des Rahmens35V unterscheidet sich die Position, an der der zweite Draht61V angeschlossen ist, von der Position, an der der zweite Diodendraht64V angeschlossen ist. Genauer gesagt, die Position, an der der zweite Draht61V an den Inselteil35a des Rahmens35V angeschlossen ist, liegt näher am Inselteil35a des Rahmens35U als die Position, an der der zweite Diodendraht64V an den Inselteil35a des Rahmens35V angeschlossen ist. - Die dritte Begrenzungseinheit
CP3 enthält außerdem einen dritten Draht61W und einen dritten Diodendraht64W , der ein Beispiel für einen sechsten Diodendraht ist, der getrennt vom dritten Draht61W bereitgestellt wird. Der dritte Draht61W verbindet die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12W des dritten Rahmens32W und den Inselteil35a des Rahmens35W . Der dritte Draht61W wird durch einen Teil näher an der RegionRa7 als die dritte Diode14W des Rahmens32W verlängert und mit dem Rahmen35W verbunden. Der dritte Diodendraht64W verbindet die Anodenelektrodenfläche14a der dritten Diode14W und den Inselteil35a des Rahmens35W . Im Inselteil35a des Rahmens35W unterscheidet sich die Position, an der der dritte Draht61W angeschlossen ist, von der Position, an der der dritte Diodendraht64W angeschlossen ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der dritte Draht61W mit dem Inselteil35a des Rahmens35W verbunden ist, näher an dem Inselteil32a des dritten Rahmens32W als die Position, an der der dritte Diodendraht64W mit dem Inselteil35a des Rahmens35W verbunden ist. - Jeder der Diodendrähte
64U ,64V ,64W ist z.B. aus Aluminium (Al) gefertigt. Die Diodendrähte64U ,64V ,64W haben gleiche Drahtdurchmesser. Die Drahtdurchmesser der Diodendrähte64U ,64V ,64W sind gleich den Drahtdurchmessern der Drähte61U ,61V ,61W . - [Struktur der ersten bis dritten Diode]
- Unter Bezugnahme auf die
18A und18B wird nun ein Beispiel für die Struktur jeder der Dioden14U ,14V und14W beschrieben. Da die Strukturen der Dioden14U ,14V und14W gleich sind, wird im Folgenden die Struktur der ersten Diode14U beschrieben, und die Strukturen der zweiten Diode14V und der dritten Diode14W 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 Kathodenelektrode91 ist auf der Rückseite des Siliziumsubstrats90 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Kathodenelektrode91 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 Siliziumsubstrat90 hat, ist auf der Vorderseite des Siliziumsubstrats90 aufgeschichtet. Die Dicke der Epitaxialschicht92 beträgt z.B. 2 µ m bis 20 µ m. - Auf die Vorderseite der Epitaxialschicht
92 wird ein Feldisolierfilm93 aus z.B. Siliziumoxid (Si02) aufgeschichtet. Die Dicke des Feldisolierfilms93 ist z.B. größer oder gleich 1000 Ä, vorzugsweise 7000 Ä bis 40.000 Ä. Der Feldisolierfilm93 kann aus einem anderen Isolator wie Siliziumnitrid (SiN) gebildet sein. - Der Feldisolierfilm
93 hat eine Öffnung94 zur Belichtung des zentralen Teils der Epitaxialschicht92 . Im Oberflächenschichtteil des zentralen Teils der Epitaxialschicht92 werden mehrere Gräben95 durch Ausgraben der Epitaxialschicht92 von der Vorderseite aus gebildet. Jeder Graben95 ist eine vertikale Nut, die sich in eine vorgegebene Richtung erstreckt. Die Bodenfläche des Grabens95 ist eine Ebene, die entlang der Vorderseite der Epitaxialschicht92 liegt. Dadurch hat der Querschnitt jedes Grabens95 eine im Wesentlichen rechteckige Form. In der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich sieben Gräben95 parallel in vorbestimmten Abständen zueinander. Das heißt, sieben Gräben95 bilden Streifen in der Draufsicht. - Im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht
92 wird in einem Teil, der von den angrenzenden Gräben95 eingefasst wird, ein Mesa-Teil96 gebildet. In einem Fall, in dem der Graben95 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, hat der Mesa-Teil96 dementsprechend einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Jeder Mesa-Teil96 umfasst z.B. zwei Seitenwandflächen (Seitenwandflächen des Grabens95 ), die sich im wesentlichen senkrecht von einer Seitenkante in der Bodenfläche von jeweils zwei benachbarten Gräben95 erstrecken, und eine Deckenfläche (Vorderseite der Epitaxialschicht92 ), die die beiden Seitenwandflächen verbindet. - Eine Anodenelektrode
97 wird auf der Epitaxialschicht92 gebildet. Die Anodenelektrode97 füllt die Innenseite der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 aus und ragt aus der Öffnung94 nach außen, so dass der periphere Randbereich98 der Öffnung94 in dem Feldisolierfilm93 abgedeckt ist. Das heißt, der periphere Randbereich98 des Feldisolierfilms93 wird von der Epitaxialschicht92 und der Anodenelektrode97 von der Ober- und Unterseite über den gesamten Umfang eingefasst. Der Überstand der Anodenelektrode97 , die den peripheren Randbereich98 des Feldisolierfilms93 vom Ende der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 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-Metall99 , das in der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 mit der Epitaxialschicht92 verbunden ist, und ein Kontaktmetall100 , das auf das Schottky-Metall99 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-Metall99 verwendet. Das Schottky-Metall99 ist so geformt, dass es mit der Vorderseite der Epitaxialschicht92 einschließlich der Innenwandfläche (Bodenfläche und zwei Seitenwandflächen) des Grabens95 in Kontakt kommt. Dadurch ist das Schottky-Metall99 in Kontakt mit den Innenwandflächen aller Gräben95 und der Vorderseite der Epitaxialschicht92 außerhalb der Gräben95 . Darüber hinaus bedeckt das Schottky-Metall99 den gesamten Bereich der Innenwandfläche jedes Grabens95 und erstreckt sich kontinuierlich bis zur Außenseite des Grabens95 . Das heißt, das Schottky-Metall99 wird mit der Vorderseite der Epitaxialschicht92 , die von der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 freigelegt ist, so verbunden, dass die gesamte Region vollständig abgedeckt wird. Das Schottky-Metall99 gemäß der vorliegenden Ausführung umfasst einen Bodenflächenteil99a , der mit der Bodenfläche des Grabens95 in Kontakt kommt, einen Seitenflächenteil99b , der mit der Seitenwandfläche des Grabens95 (Seitenwandfläche des Mesa-Teils96 ) in Kontakt kommt, und einen Deckenflächenteil99c , der mit der Deckenfläche des Mesa-Teils96 in Kontakt kommt. - In diesem Fall, wie durch eine dicke Linie in
18B angedeutet, ist die Verbindungsfläche (Schottky-Verbindungsfläche)S zwischen dem Schottky-Metall99 und der Vorderseite der Epitaxialschicht92 so ausgebildet, dass sie im Bereich innerhalb der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 einen unregelmäßigen Querschnitt aufweist. Dadurch ist die Fläche der Schottky-VerbindungsflächeS größer als die sichtbare Fläche der Epitaxialschicht92 in der Draufsicht entlang der Normalen auf die Vorderseite (in18B in horizontaler Richtung verlaufender Teil) der Epitaxialschicht92 . Genauer gesagt umfasst die Schottky-VerbindungsflächeS einen BodenflächenteilS1 , der mit der Bodenfläche des Grabens95 in Kontakt kommt, einen SeitenflächenteilS2 , der mit der Seitenwandfläche des Grabens95 (Seitenwandfläche des Mesa-Teils96 ) in Kontakt kommt, und einen DeckenflächenteilS3 , der mit der Deckenfläche des Mesa-Teils96 in Kontakt kommt. Wenn der Graben95 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, kann die Fläche der Schottky-VerbindungsflächeS um den Betrag des SeitenflächenanteilsS2 im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Graben95 nicht gebildet wird, vergrößert werden. - Das mit der Epitaxialschicht
92 verbundene Schottky-Metall99 bildet eine Schottky-Barriere (Potentialbarriere) von z.B. 0,52 eV bis 0,9 eV, wobei der Silizium-Halbleiter die Epitaxialschicht92 bildet. Die Dicke des Schottky-Metalls99 in der vorliegenden Ausführung beträgt 0,02 µm bis 0,2 µm. - Das Kontaktmetall
100 ist ein Teil der Anodenelektrode97 , der zur äußersten Oberfläche der ersten Diode14U freigelegt ist und an den ein erster Diodendraht64U (siehe17 ) und ähnliches verbunden ist. Das heißt, das Kontaktmetall100 bildet eine Anodenelektrodenfläche14a . Das Kontaktmetall100 ist z.B. Aluminium (Al). Die Dicke des Kontaktmetalls100 der vorliegenden Ausführungsform beträgt beispielsweise 0,5 µm bis 5 µm. Das Kontaktmetall100 wird in jeden Graben95 eingebettet, so dass es mit dem Schottky-Metall99 , das die Innenwandfläche jedes Grabens95 bedeckt, in Kontakt kommt. Das heißt, das Kontaktmetall100 steht in Kontakt mit dem Bodenflächenteil99a , den beiden Seitenflächenteilen99b und dem Deckenflächenteil99c des Schottky-Metalls99 . Dadurch wird das Kontaktmetall100 so geformt, dass es an der Seite, die mit dem Schottky-Metall99 jedes Grabens95 in Berührung kommt, einen unregelmäßigen Querschnitt aufweist. Die Vorderseite des Kontaktmetalls100 gegenüber der Seite, die mit dem Schottky-Metall99 in Berührung kommt, ist flach und erstreckt sich entlang der Vorderseite der Epitaxialschicht92 (ausgenommen die Innenwandfläche des Grabens95 ). - Wenn das Schottky-Metall
99 aus Titan hergestellt ist, wird vorzugsweise eine Titannitrid-(TiN-)Schicht zwischen dem Schottky-Metall99 und dem Kontaktmetall100 aus Aluminium eingefügt. Die Titannitrid-Schicht fungiert als Sperrschicht, die Titan des Schottky-Metalls99 und Aluminium des Kontaktmetalls100 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-VerbindungsflächeS , indem sie das Material des Kontaktmetalls100 vor dem Eindiffundieren in das Schottky-Metall99 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 Kontaktmetalls100 gebildet. Ein externes Verbindungselement wie der erste Diodendraht64U (siehe17 ) wird durch die Öffnung mit dem Kontaktmetall100 verbunden. - Ein Schutzring
101 mit einer P-artigen Diffusionsschicht wird in Kontakt mit dem Schottky-Metall99 auf einem Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht92 gebildet. Der Schutzring101 ist entlang der Kontur der Öffnung94 so geformt, dass er sich in der Draufsicht über die Innen- und Außenseite der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 erstreckt. Dadurch umfasst der Schutzring101 einen inneren Seitenteil101a , der nach innen aus der Öffnung94 des Feldisolierfilms93 herausragt und mit dem äußeren Randteil99d , dem Anschlussende des Schottky-Metalls99 in der Öffnung94 , in Kontakt kommt, und einen äußeren Seitenteil101b , der nach außen aus der Öffnung94 herausragt und der Anodenelektrode97 (Schottky-Metall99 an dem peripheren Randbereich98 ) gegenüberliegt, wobei sich der periphere Randbereich98 des Feldisolierfilms93 dazwischen befindet. Die Tiefe von der Vorderseite der Epitaxialschicht92 des Schutzrings101 beträgt beispielsweise 0,5 µ m bis 8 µ m. - Der über die Innen- und Außenseite der Öffnung
94 des Feldisolierfilms93 gebildete Schutzring101 deckt den Grenzbereich zwischen dem peripheren Randbereich98 des Feldisolierfilms93 und dem Schottky-Metall99 von der Seite der Epitaxialschicht92 aus ab. In einem Fall, in dem der Schutzring101 nicht vorhanden ist, wird das elektrische Feld bei Anlegen einer Sperrvorspannung an die erste Diode14U am Grenzabschnitt konzentriert, und es kann leicht zu Leckagen kommen. Bei der ersten Diode14U nach der vorliegenden Ausführung deckt der Schutzring101 den Grenzbereich ab, so dass die Konzentration des elektrischen Feldes durch die vom Schutzring101 ausgehende Verarmungsschicht beim Anlegen der Sperrvorspannung reduziert werden kann und die Leckage entsprechend verringert werden kann. Daher wird die Stehspannung der ersten Diode14U erhöht. - Die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf
19 beschrieben. Die Vergleichshalbleitervorrichtung ist eine Halbleitervorrichtung, die die BegrenzungseinheitenCP1 ,CP2 ,CP3 (Dioden14U ,14V ,14W und Diodendrähte64U ,64V ,64W) nicht enthält. - Bei der Vergleichshalbleitervorrichtung, zum Beispiel, wenn der Motor
2 (siehe1 ) angesteuert wird, fließt ein Rückspeisestrom durch die Körperdiode des MOSFET12U , wenn der MOSFET11U ausgeschaltet ist, und der Rückspeisestrom fließt zur Körperdiode des MOSFET12U , wenn der MOSFET11U zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt kann aufgrund des Einflusses der Induktivität des ersten Drahtes61U eine so genannte negative Vorspannung auftreten, bei der das Source-Potential des MOSFET12U schwebt und höher wird als das Gate-Potential des MOSFET12U . - In dieser Hinsicht hat die Halbleitervorrichtung
1 gemäß der vorliegenden Ausführung eine Konfiguration, bei der der erste Diodendraht64U und der erste Draht61U getrennt als erste BegrenzungseinheitCP1 vorgesehen sind und der erste Diodendraht64U mit dem Inselteil35a des Rahmens35U verbunden ist. Dadurch fließt z.B. beim Einschalten des MOSFET11U , wenn der Motor2 angetrieben wird (siehe1 ), der durch das Ausschalten des MOSFET12U erzeugte Rückspeisestrom durch die erste Diode14U , da die Vorwärtsspannung Vf der ersten Diode14U niedriger ist als die Vorwärtsspannung der Körperdiode des MOSFET12U . Das heißt, der Rückspeisestrom fließt nicht durch den ersten Draht61U durch die Körperdiode des MOSFET12U . Dies begrenzt das Schweben, das sich aus dem Source-Potential des MOSFET12U ergibt, das aufgrund der Stromänderung dI/dt beim Einschalten des MOSFET11U und der Induktivität des ersten Drahtes61U erzeugt wird. Das Auftreten negativer Vorspannung des MOSFET12U kann so reduziert werden. - Darüber hinaus haben der zweite Diodendraht
64V und der zweite Draht61V sowie die dritte Diodendraht64W und der dritte Draht61W die gleiche Konfiguration wie der erste Diodendraht64U und der erste Draht61U 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 bis12W wird durch die separate Bereitstellung der Drähte61U ,61V ,61W , die an die MOSFETs12U bis12W angeschlossen sind, und der Diodendrähte64U ,64V ,64W begrenzt. Somit wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET12U beim Einschalten des MOSFET11U nicht zu einem negativen Wert. Außerdem wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET12V nicht zu einem negativen Wert, wenn der MOSFET11V eingeschaltet wird. Außerdem wird die Gate-Source-Spannung des MOSFET12W nicht zu einem negativen Wert, wenn der MOSFET11W eingeschaltet wird. Daher kann die Schwankung der Schwellenwertspannung Vth für jeden der MOSFETs12U bis12W reduziert werden. - Fünfte Ausführungsform
- Die Halbleitervorrichtung
1 gemäß einer fünften Ausführungsform wird nun anhand der20 und21 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung1 gemäß der vierten Ausführungsform dadurch, dass zu jedem der MOSFETs11U bis11W eine Diode, die antiparallel geschaltete ist, hinzugefügt wird. In der folgenden Beschreibung werden Bauelemente, die mit der Halbleitervorrichtung1 gemäß der vierten Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Beschreibung dieser Bauelemente entfällt. - Wie in
20 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 eine erste Diode15U , die separat vom MOSFET11U bereitgestellt wird, eine zweite Diode15V , die separat vom MOSFET11V bereitgestellt wird, und eine dritte Diode15W , die separat vom MOSFET11W bereitgestellt wird. Die Anode der ersten Diode15U ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET11U und die Kathode der ersten Diode15U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET11U verbunden. Die Anode der zweiten Diode15V ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET11V verbunden, und die Kathode der zweiten Diode15V ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET11V verbunden. Die Anode der dritten Diode15W ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET11W verbunden, und die Kathode der dritten Diode15W ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET11W verbunden. Die erste Diode15U ist ein Beispiel für eine dritte Diode, die separat vom ersten Schaltelement der ersten Inverterschaltung10U vorgesehen und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden ist. Die zweite Diode15V ist ein Beispiel für eine vierte Diode, die getrennt vom ersten Schaltelement der zweiten Inverterschaltung10V bereitgestellt und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden ist. Die dritte Diode15W ist ein Beispiel für eine fünfte Diode, die separat vom ersten Schaltelement der dritten Inverterschaltung10W bereitgestellt und elektrisch mit dem ersten Schaltelement verbunden wird. - Ein Beispiel für jede der Dioden
15U ,15V und15W ist eine Schottky-Barrierediode wie jede der Dioden14U ,14V und14W . Wie in21 dargestellt, wird jede der Dioden15U ,15V und15W durch einen Halbleiterchip gebildet. Die erste Diode15U ist in der RegionRa4 des Rahmens31 befestigt, die zweite Diode15V in der RegionRa5 und die dritte Diode15W in der RegionRa6 . Die erste Diode15U befindet sich näher an der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y in der RegionRa6 , die zweite Diode15V befindet sich näher an der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y in der RegionRa7 und die dritte Diode15W befindet sich näher an der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 in der zweiten Richtung Y in der RegionRa6 . - Jede der Dioden
15U ,15V ,15W hat eine Anodenelektrodenfläche15a , die eine Vorderseitenelektrode ist, und eine Kathodenelektrode, die eine Rückflächenelektrode ist. Die Kathodenelektroden der Dioden15U ,15V ,15W sind mit dem Rahmen31 durch Lötzinn oder ähnliches elektrisch verbunden. - Die Anodenelektrodenfläche
15a der ersten Diode15U und der Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U sind durch den ersten Draht60U verbunden. Die Anodenelektrodenfläche15a der zweiten Diode15V und der Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V sind durch den zweiten Draht60V verbunden. Die Anodenelektrodenfläche15a der dritten Diode15W und der Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W sind durch den dritten Draht60W verbunden. - Wie in
21 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 jede der Drähte60U ,60V und60W , den ersten Diodendraht65U auf der Hochpotentialseite, den zweiten Diodendraht65V auf der Hochpotentialseite und den dritten Diodendraht65W auf der Hochpotentialseite, und jeden der Drähte61U ,61V ,61W und jeden der Diodendrähte64U ,64V ,64W auf der Niederpotentialseite. Die Konfigurationen und Anschlussmodi der Leitungen61U ,61V ,61W und der Diodendrähte64U ,64V ,64W sind die gleichen wie in der vierten Ausführungsform. Die Diodendrähte64U ,64V ,64W sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Diodendrähte65U ,65V ,65W sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die jeweiligen Diodendrähte64U ,64V ,64W und die Diodendrähte65U ,65V ,65W sind im Wesentlichen parallel zueinander vorgesehen. - Ein erster Draht
60U verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U und den Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U . Ein zweiter Draht60V verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11V und den Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V . Ein dritter Draht60W verbindet die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W und den Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W . Der erste Draht60U ist durch die Seite der ersten Diode15U verlängert als der zweite Diodendraht65V der zweiten Diode15V und mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden. Der zweite Draht60V ist durch die Seite der zweiten Diode15V verlängert als der dritte Diodendraht65W der dritten Diode15W und der Verbindungsteil32c des ersten Rahmens32U und mit dem Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V verbunden. Der dritte Draht60W ist durch die Seite der dritten Diode15W verlängert als der erste Diodendraht64U der ersten Diode14U des ersten Rahmens32U und der Verbindungsteil32c des zweiten Rahmens32V und mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden. - Der erste Diodendraht
65U wird separat vom ersten Draht60U bereitgestellt. Ein erster Diodendraht65U verbindet die Anodenelektrodenfläche15a der ersten Diode15U und den Drahtverbindungsteil32f des Rahmens32U . Die Position, an der der erste Draht60U mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der erste Diodendraht65U mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden ist. Genauer gesagt, die Position, an der der erste Draht60U mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden ist, liegt näher am Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V als die Position, an der der erste Diodendraht65U mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden ist. Der erste Diodendraht65U wird durch den Verbindungsabschnitt31c des Rahmens31 verlängert und mit dem Drahtverbindungsabschnitt32f des ersten Rahmens32U verbunden. Der zweite Diodendraht65V wird durch den Verbindungsabschnitt32c des ersten Rahmens32U verlängert und mit dem Drahtverbindungsabschnitt32f des zweiten Rahmens32V verbunden. Der dritte Diodendraht65W wird durch den Inselteil32a des ersten Rahmens32U und den Verbindungsteil32c des zweiten Rahmens32V verlängert und mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden. - Der zweite Diodendraht
65V wird getrennt von dem zweiten Draht60V bereitgestellt. Ein zweiter Diodendraht65V verbindet die Anodenelektrodenfläche15a der zweiten Diode15V und den Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V . Die Position, an der der zweite Draht60V mit dem Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der zweite Diodendraht65V mit dem Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V verbunden ist. Genauer gesagt ist die Position, an der der zweite Diodendraht65V mit dem Drahtverbindungsabschnitt32f des zweiten Rahmens32V verbunden ist, näher an dem Drahtverbindungsabschnitt32f des ersten Rahmens32U als die Position, an der der zweite Draht60V mit dem Drahtverbindungsabschnitt32f des zweiten Rahmens32V verbunden ist. - Der dritte Diodendraht
65W wird separat vom dritten Draht60W bereitgestellt. Ein dritter Diodendraht65W verbindet die Anodenelektrodenfläche15a der dritten Diode15W und den Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W . Die Position, an der der dritte Draht60W mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden ist, unterscheidet sich von der Position, an der der dritte Diodendraht65W mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden ist. Genauer gesagt, die Position, an der der dritte Diodendraht65W mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden ist, liegt näher am Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V als die Position, an der der dritte Draht60W mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden ist. - Jeder Diodendraht
65U ,65V ,65W ist z.B. aus Aluminium (Al) gefertigt. Die Diodendrähte65U ,65V ,65W haben gleiche Drahtdurchmesser. Der Drahtdurchmesser jeder der Diodendrähte65U ,65V ,65W ist gleich dem Drahtdurchmesser jeder der Drähte60U ,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 bis12W , die auf den Rahmen32U ,32V und32W befestigt sind, sowie die Ausrichtung (Anordnungsposition) der MOSFETs12U bis12W auf beliebige Weise geändert werden. Zum Beispiel können die MOSFETs12U bis12W wie in den unten beschriebenen Modifikationen (A1 ) bis (A4) geändert werden. - (A1) Wie in
22 dargestellt, können die Gate-Elektrodenflächen12g der MOSFETs12U bis12W auf dem Vergussharz50 näher an der zweiten Seitenfläche50D angeordnet sein. Jede der Source-Elektrodenflächen12 der MOSFETs12U bis12W hat einen Ausschnitt, welcher die Gate-Elektrodenfläche12g frei lässt. Wie in22 dargestellt, sind die MOSFETs12U und12V so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Der MOSFET12W ist so angeordnet, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Der MOSFET12W ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche12g näher am Rahmen34 befindet. Der MOSFET12W ist näher an der zweiten Seitenfläche50D angeordnet als das integrierte Schaltungselement25L . In22 ist der MOSFET12W so angeordnet, dass er sich in der ersten Richtung X in der Mitte der RegionRa7 befindet. Stattdessen kann z. B. der MOSFET12W in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V angeordnet sein. Außerdem ist der MOSFET12U in der ersten Richtung X in der Mitte der RegionRa7 angeordnet. Stattdessen kann bspw. der MOSFET12U auch näher am zweiten Rahmen32V in der ersten Richtung X angeordnet sein. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U sind mit dem Ende des MOSFET12U und dem Ende des ersten Rahmens32U verbunden, das näher am integrierten Schaltungselement25L liegt. Der erste Draht62U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der erste Draht63U angeordnet. Der zweite Draht62V und der zweite Draht63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements25L angeschlossen. Der zweite Draht62V ist in der ersten Richtung X näher am dritten Rahmen32W als der zweite Draht63V angeordnet. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind mit dem Teil des Schaltungselements25L verbunden, der näher an dem dritten Rahmen32W ist. Der dritte Draht63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der dritte Draht62W angeordnet. - (A2) Wie in
23 dargestellt, hat jeder der MOSFETs12U bis12W zwei Gate-Elektrodenflächen12g . Die MOSFETs12U bis12W haben den gleichen Aufbau. Dementsprechend wird die Struktur des MOSFET12U beispielhaft beschrieben, und die Strukturen der MOSFETs12V und12W werden nicht beschrieben. Die beiden Gate-Elektrodenflächen12g des MOSFET12U sind am Ende in Längsrichtung des MOSFET12U angeordnet. Die beiden Gate-Elektrodenflächen12g des MOSFET12U sind in einer Draufsicht des MOSFET12U in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung beabstandet. Die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U enthält einen Teil, der sich zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen12g erstreckt und in der Draufsicht eine zungenartige Form hat. - Wie in
23 dargestellt, ist der MOSFET12V so angeordnet, dass die zweite Richtung Y die Längsrichtung ist. Die MOSFETs12U und12W sind so angeordnet, dass die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Der MOSFET12U ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET12U so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche12g nahe am zweiten Frame32V liegt. Der MOSFET12W ist so angeordnet, dass sich seine Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET12W so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche12g nahe am zweiten Rahmen32V liegt. Somit ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET12U entgegengesetzt zur Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET12W . - Der erste Draht
62U ist mit derjenigen der beiden Gate-Elektrodenflächen12g des MOSFET12U verbunden, der näher am integrierten Schaltungselement25L liegt. Der erste Draht63U ist mit einem Teil zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen12g in der Source-Elektrodenfläche12s verbunden. Der erste Draht63U ist näher am zweiten Rahmen32V als der erste Draht62U in der ersten Richtung X angeordnet. Der zweite Draht62V ist mit derjenigen der beiden Gate-Elektrodenflächen12g verbunden, die näher am dritten Rahmen32W liegt. Der zweite Draht63V wird an einen Abschnitt zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen12g in der Source-Elektrodenfläche12s angeschlossen. Daher ist der zweite Draht62V näher am dritten Rahmen32W als der zweite Draht63V in der ersten Richtung X angeordnet. Der dritte Draht62W ist mit der einen der beiden Gate-Elektrodenflächen12g näher am integrierten Schaltungselement25L verbunden. Der dritte Draht63W wird an einen Teil zwischen den beiden Gate-Elektrodenflächen12g in der Source-Elektrodenfläche12s angeschlossen. Der dritte Draht63W ist näher am zweiten Rahmen32V angeordnet als der dritte Draht62W . - (A3) Die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der einzelnen MOSFETs
12U bis12W , die auf den Rahmen32U ,32V ,32W befestigt sind, können auf beliebige Weise geändert werden. In einem Beispiel, wie in24 dargestellt, sind die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs12U bis12W unterschiedlich. Genauer gesagt ist der MOSFET12U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert und die Längsrichtung des MOSFET12U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkelθ1 zwischen der Längsrichtung des MOSFET12U und der ersten Richtung X beträgt 80°. Der MOSFET12V ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Der MOSFET12W ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25L nähert und die Längsrichtung des MOSFET12W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkelθ2 zwischen der Längsrichtung des MOSFET12W und der ersten Richtung X beträgt 10°. Der Winkelθ1 und der Winkelθ2 können innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich 90° beliebig verändert werden. Obwohl die Winkelθ1 undθ2 in24 unterschiedlich sind, können die Winkelθ1 undθ2 gleich zueinander sein. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U sind mit dem integrierten Schaltungselement25L nahe dem Ende nahe dem MOSFET12U und dem ersten Rahmen32U verbunden. Der erste Draht62U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der erste Draht63U angeordnet. Der zweite Draht62V und der zweite Draht63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements25L angeschlossen. Der zweite Draht63V ist in der ersten Richtung X näher am dritten Rahmen32W als der zweite Draht62V angeordnet. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind mit dem Teil des Schaltungselements25L verbunden, der näher an dem dritten Rahmen32W ist. Der dritte Draht63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der dritte Draht62W angeordnet. - Darüber hinaus können die Ausrichtungen der MOSFETs
12U und12W des in24 gezeigten modifizierten Beispiels weiter geändert werden, wie in25 dargestellt. Das heißt, wie in25 dargestellt, ist der MOSFET12U so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche12g vom integrierten Schaltungselement25L getrennt ist und dass die Längsrichtung des MOSFET12U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Der MOSFET12W ist so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche12g vom integrierten Schaltungselement25L getrennt ist und dass die Längsrichtung des MOSFET12W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für den Winkelθ1 ist 100°. In diesem Fall kann der Winkelθ1 innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 90° und kleiner oder gleich 180° beliebig verändert werden. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U sind mit dem integrierten Schaltungselement25L nahe dem Ende nahe dem MOSFET12U und dem ersten Rahmen32U verbunden. Der erste Draht63U ist näher am zweiten Rahmen32V als der erste Draht62U in der ersten Richtung X angeordnet. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind mit dem Teil des integrierten Schaltungselements25L in der Nähe des dritten Rahmens32W verbunden. Der dritte Draht62W ist näher am zweiten Rahmen32V als der dritte Draht63W in der ersten Richtung X angeordnet. - Darüber hinaus können die MOSFETs
12U bis12W in einen Zustand versetzt werden, der das modifizierte Beispiel in24 und das modifizierte Beispiel in25 kombiniert. In einem Beispiel ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des auf dem ersten Rahmen32U befestigten MOSFET12U die in24 gezeigte Ausrichtung des MOSFET12U , und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des auf dem dritten Rahmen32W befestigten MOSFET12W ist die in25 gezeigte Ausrichtung des MOSFET12W . - Darüber hinaus können die Ausrichtungen der auf dem Rahmen
31 befestigten MOSFETs11U bis11W ebenso geändert werden wie die Ausrichtungen der MOSFETs12U bis12W in den24 und25 . In einem Beispiel, wie in26 dargestellt, sind die Ausrichtungen (Anordnungspositionen) der MOSFETs11U bis11W unterschiedlich. Genauer gesagt ist der MOSFET11U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25H nähert und die Längsrichtung des MOSFET11U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkelθ1 zwischen der Längsrichtung des MOSFET11U und der ersten Richtung X beträgt 80°. Der MOSFET11V ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Der MOSFET11W ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche12g dem integrierten Schaltungselement25H nähert, und die Längsrichtung des MOSFET11W liegt in einer Richtung, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für einen Winkelθ2 , der durch die Längsrichtung des MOSFET11W und die erste Richtung X gebildet wird, beträgt 10°. Der Winkelθ1 und der Winkelθ2 können innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich 90° beliebig verändert werden. Obwohl die Winkelθ1 undθ2 in26 unterschiedlich sind, können die Winkelθ1 undθ2 gleich zueinander sein. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U , die in26 dargestellt sind, werden jeweils in der Nähe des Endes des integrierten Schaltungselements25H in der Nähe des MOSFET11U angeschlossen. Der erste Draht62U ist in der ersten Richtung X näher an der ersten Seitenfläche50C als der erste Draht63U angeordnet. Der zweite Draht62V und der zweite Draht63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements25H angeschlossen. Der zweite Draht63V ist in der ersten Richtung X näher an der zweiten Seitenfläche50D als der zweite Draht62V angeordnet. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind an dem Teil des integrierten Schaltungselements25H näher am MOSFET11W anschlossen. Der dritte Draht63W ist näher an der zweiten Seitenfläche50D angeordnet als der dritte Draht62W in der ersten Richtung X. - Wie in
27 dargestellt, ist der MOSFET11U so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche12g vom integrierten Schaltungselement25H getrennt ist und die Längsrichtung des MOSFET11U in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Der MOSFET11W ist so angeordnet, dass die Gate-Elektrodenfläche12g vom integrierten Schaltungselement25H getrennt ist und die Längsrichtung des MOSFET11W in einer Richtung liegt, die sich von der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y unterscheidet. Ein Beispiel für den Winkelθ1 ist 100°. In diesem Fall kann der Winkelθ1 innerhalb des Bereichs von größer oder gleich 90° und kleiner oder gleich 180° beliebig verändert werden. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U , die in27 dargestellt sind, werden jeweils in der Nähe des Endes des MOSFET11U im integrierten Schaltungselement25H angeschlossen. Der erste Draht63U ist näher an der ersten Seitenfläche50C angeordnet als der erste Draht62U in der ersten Richtung X. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind mit einem Teil des integrierten Schaltungselements25H nahe der zweiten Seitenfläche50D verbunden. Der dritte Draht63W ist näher an der zweiten Seitenfläche50D angeordnet als der dritte Draht62W in der ersten Richtung X. - Darüber hinaus können die Ausrichtungen der MOSFETs
11U bis11W in einem Zustand eingestellt werden, der das modifizierte Beispiel in26 und das modifizierte Beispiel in27 kombiniert. In einem Beispiel ist die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET11U die in26 gezeigte Ausrichtung des MOSFET11U und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET11W ist die in27 gezeigte Ausrichtung des MOSFET11W . - (A4) Die Form und Anordnungsposition der Gate-Elektrodenfläche
12g jedes der MOSFETs12U bis12W kann beliebig verändert werden. Die Form der Source-Elektrodenfläche12s wird entsprechend der Formänderung und der Anordnungsposition der Gate-Elektrodenfläche12g verändert. In einem Beispiel, wie in28 dargestellt, ist die Gate-Elektrodenfläche12g rechteckig, wobei die erste Richtung X die Längsrichtung ist. Die Gate-Elektrodenfläche12g befindet sich auf der Vorderseite jedes der MOSFETs12U bis12W an dem Ende, das in der ersten Richtung X näher am integrierten Schaltungselement25L und in der zweiten Richtung Y in der Mitte liegt. Das Ende der Source-Elektrodenfläche12s nahe dem integrierten Schaltungselement25L in der ersten Richtung X enthält eine Aussparung, die ausgespart ist, um die Gate-Elektrodenfläche12g zu meiden. In28 sind die MOSFETs12U bis12W so angeordnet, dass die Längsrichtung in der ersten Richtung X liegt. Die Ausrichtung (Anordnungsposition) der MOSFETs12U bis12W kann beliebig verändert werden. - Der erste Draht
62U und der erste Draht63U sind mit dem integrierten Schaltungselement25L am Ende in der Nähe des MOSFET12U und des ersten Rahmens32U verbunden. Der erste Draht63U ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der erste Draht62U angeordnet. Der zweite Draht62V und der zweite Draht63V sind in der ersten Richtung X in der Nähe des zentralen Teils des integrierten Schaltungselements25L angeschlossen. Der zweite Draht63V ist auf der Seite des ersten Rahmens32U angeordnet als der zweite Draht62V in der ersten Richtung X. Der dritte Draht62W und der dritte Draht63W sind an einer Position näher zu dem dritten Rahmen32W in dem integrierten Schaltungselement25L angeordnet. Der dritte Draht63W ist in der ersten Richtung X näher am zweiten Rahmen32V als der dritte Draht62W angeordnet. - Die in
28 gezeigten Formen der Gate-Elektrodenfläche12g und der Source-Elektrodenfläche12s der MOSFETs12U bis12W können auf die Gate-Elektrodenfläche11g und die Source-Elektrodenfläche11s der MOSFETs11U bis11W angewandt werden. In diesem Fall können in der Halbleitervorrichtung1 Ströme von30 A oder mehr zu jedem der MOSFETs11U bis11W und12U bis12W fließen. - In der ersten bis dritten Ausführungsform können die Formen des Rahmens
31 und der Rahmen32U ,32V ,32W beliebig verändert werden. In einem Beispiel können der Rahmen31 und jeder Rahmen32U ,32V ,32W wie in29 gezeigt geändert werden. - Genauer gesagt ist die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils
31a des Rahmens31 in29 kleiner als die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils31a des Rahmens31 in der ersten bis dritten Ausführungsform. Der Elementmontagebereich Rse des Inselteils31a in29 umfasst die RegionenRa1 bisRa3 und nicht die RegionenRa4 bisRa6 . - Die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils
32a jedes Rahmens32U ,32V ,32W in29 ist kleiner als die Größe in der zweiten Richtung Y des Inselteils32a jedes Rahmens32U ,32V ,32W in der ersten bis dritten Ausführungsform. Der Elementmontagebereich Rse des Inselteils32a in29 umfasst die RegionRa7 und schließt die RegionRa8 nicht ein. - Gemäß einer solchen Konfiguration ist die Größe in der zweiten Richtung Y des Vergussharzes
50 der Halbleitervorrichtung1 kleiner, weil die Größe in der zweiten Richtung Y des Rahmens31 und der Rahmen32U ,32V ,32W kleiner ist. Dadurch können Größe und Gewicht der Halbleitervorrichtung1 reduziert werden. - In der ersten bis dritten Ausführungsform kann die Anzahl der Drähte
63U ,63V und63W , die die Source-Elektrodenflächen12s der MOSFETs12U bis12W und das integrierte Schaltungselement25L verbinden, beliebig verändert werden. Die Anzahl der Drähte63U ,63V ,63W kann zwei oder mehr betragen. Zum Beispiel kann die Anzahl der Drähte63U ,63V ,63W zwei betragen. Außerdem kann mindestens eine der Anzahl der ersten Drähte63U , der Anzahl der zweiten Drähte63V und der Anzahl der dritten Drähte63W unterschiedlich sein. - In der oben beschriebenen fünften Ausführungsform können die MOSFETs
11U bis11W und die Dioden15U ,15V und15W des Rahmens31 auf beliebige Art und Weise elektrisch verbunden werden. So können z.B. die Anschlussarten der MOSFETs11U bis11W und der Dioden15U ,15V und15W wie in der unten beschriebenen Modifikation (B1) und (B2) geändert werden. - (B1) Wie in
30 dargestellt, sind der MOSFET11U , die erste Diode15U und der erste Rahmen32U durch einen ersten Draht60U verbunden. Der MOSFET11V , die zweite Diode15V und der zweite Rahmen32V sind über einen zweiten Draht60V verbunden. Der MOSFET11W , die dritte Diode15W und der dritte Rahmen32W sind durch einen dritten Draht60W verbunden. Genauer gesagt enthält der erste Draht60U , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbunden ist, einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche15a der ersten Diode15U verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche50D und der vierten Seitenfläche50F des Einkapselungsharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche15a und den Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U zu verbinden. Der zweite Draht60V , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11V verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche15a der zweiten Diode15V verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche50D und der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche15a und den Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V zu verbinden. Der dritte Draht60W , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche15a der dritten Diode15W verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche50D und der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche15a und den Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W zu verbinden. - (B2) Eine oder zwei der Dioden
15U ,15V ,15W können weggelassen werden. Darüber hinaus können die Drähte60U ,60V und60W auf beliebige Weise an die MOSFETs11U bis11W angeschlossen werden. In einem Beispiel, wie in31 dargestellt, wird die erste Diode15U in der Halbleitervorrichtung1 weggelassen. Der erste Draht60U , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil32f des ersten Rahmens32U verbunden. In der gleichen Weise wie29 enthält der zweite Draht60V , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11V verbunden ist, einen ersten Teil, der mit der Anodenelektrodenfläche15a der zweiten Diode15V verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt, der die Anodenelektrodenfläche15a und den Drahtverbindungsteil32f des zweiten Rahmens32V verbindet. Der dritte Draht60W , der mit der Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11W verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden. Der dritte Diodendraht65W , der mit der Anodenelektrodenfläche15a der dritten Diode15W verbunden ist, ist mit dem Drahtverbindungsteil32f des dritten Rahmens32W verbunden. - In der dritten Ausführungsform, wie in
32 dargestellt, können die Drähte63U ,63V ,63W , die die Source-Elektrodenfläche12s der MOSFETs12U mit12W der Rahmen32U ,32V ,32W und dem integrierten Schaltungselement25L 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 Rahmens32U geändert wird, angewendet werden. In diesem Fall kann der Anschluss der Drähte61U ,61V ,61W wie in33 gezeigt geändert sein. Genauer gesagt sind der MOSFET12U , die Diode14U und der Rahmen35U durch einen ersten Draht61U verbunden. Der MOSFET12V , die zweite Diode14V und der Rahmen35V sind durch einen zweiten Draht61V verbunden. Der MOSFET12W , die dritte Diode14W und der Rahmen35W sind durch einen dritten Draht61W verbunden. Genauer gesagt enthält der erste Draht61U , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12U verbunden ist, einen ersten Teil, der sich entlang der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche14a der ersten Diode14U verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich zur zweiten Seitenfläche50D und zur vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche14a und den Inselabschnitt35a des Rahmens35U zu verbinden. Der zweite Draht61V , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12V verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche14a der zweiten Diode14V verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche50D und der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche14a und den Inselabschnitt35a des Rahmens35V zu verbinden. Der dritte Draht61W , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12L verbunden ist, enthält einen ersten Teil, der sich entlang der zweiten Richtung Y erstreckt und mit der Anodenelektrodenfläche14a der dritten Diode14W verbunden ist, und einen zweiten Teil, der sich zur zweiten Seitenfläche50D und der vierten Seitenfläche50F des Vergussharzes50 erstreckt, um die Anodenelektrodenfläche14a und den Inselabschnitt35a des Rahmens35W zu verbinden. - In den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Regionen
Ra7 undRa8 der Elementmontagebereiche Rse der Rahmen32U ,32V und32W in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sein. In diesem Fall können in einem Teil zwischen der RegionRa7 und der RegionRa8 in der zweiten Richtung Y mehrere Aussparungen32i gebildet sein. In ähnlicher Weise können im Rahmen31 die RegionenRa1 bisRa3 und die RegionenRa4 bisRa6 des Elementmontagebereichs Rse in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sein. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Aussparungen31f in einem Teil zwischen den RegionenRa1 bisRa3 und den RegionenRa4 bisRa6 in der zweiten Richtung Y gebildet sein. - In den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Strukturen der MOSFETs
11U bis11W und12U bis12W beliebig verändert werden. Beispielsweise können die Strukturen der MOSFETs11U bis11W und12U bis12W in die unten beschriebenen Modifikationen (C1 ) und (C2 ) geändert werden. Da die MOSFETs11U bis11W und die MOSFETs12U bis12W die gleiche Struktur haben, wird die Struktur des MOSFET11U beschrieben und die MOSFETs11V ,11W und12U bis12W werden in der Beschreibung der Strukturen der Modifikationen (C1 ) und (C2 ) nicht beschrieben. - (C1) Wie in
34 gezeigt, enthält der MOSFET11U ein N+-artiges SiC-Substrat110 (bspw. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e18 bis 1e21 cm-3). Die Vorderseite110A (obere Oberfläche) des SiC-Substrats110 ist eine Si-Oberfläche und die Rückseite110B (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-Substrat110 wird auf das SiC-Substrat110 aufgeschichtet. Die als Halbleiterschicht dienende Epitaxialschicht111 wird auf dem SiC-Substrat110 durch sogenanntes epitaktisches Wachstum gebildet. Die Epitaxialschicht111 , die auf der Vorderseite110A gebildet wird, die eine Si-Oberfläche ist, wird unter Verwendung der Si-Oberfläche als Hauptwachstumsoberfläche aufgewachsen. Dadurch ist die durch das Wachstum gebildete Vorderseite111A der Epitaxialschicht111 die Si-Oberfläche in der gleichen Weise wie die Vorderseite110A des SiC-Substrats110 . - In der Epitaxialschicht
111 an der Seite der Vorderseite111A (Si-Oberfläche) wird über einen weiten Bereich ein senken-förmiger P-artiger Körperbereich112 gebildet. Die P-artige Verunreinigungskonzentration des Körperbereichs112 beträgt 1e16 bis 1e19 cm-3. In der Epitaxialschicht111 ist die Region, die näher am SiC-Substrat110 (C-Oberfläche) liegt als der Körperbereich112 , eine N-artige Drain-Region113 (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-Region114 über im Wesentlichen die gesamte Region an der Seite der Vorderseite111A gebildet, und eine P+-artige (die P-artige Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e18 bis 1e21 cm-3) Körperkontaktregion115 wird an der Seite gebildet, die näher am SiC-Substrat110 (untere Seite) liegt als die Source-Region114 . Eine große Anzahl von Körperkontaktregionen115 wird in einer Matrixform gebildet. Die Source-Gräben116 werden in der gleichen Anzahl wie die Körperkontaktregionen115 gebildet, so dass sie sich durch die einzelnen Körperkontaktregionen115 erstrecken. Dann werden gitterförmige Gate-Gräben117 gebildet, die jede der Körperkontaktregionen115 , in denen ein Source-Graben116 gebildet ist, umgeben. Somit wird in der Epitaxialschicht111 eine große Anzahl von Einheitszellen118 gebildet, die jeweils als Feldeffekttransistor arbeiten. Genauer gesagt, die Einheitszelle118 ist so gebildet, dass die Körperkontaktregion115 den Source-Graben116 umgibt, und darüber hinaus ist die Körperregion112 so gebildet, dass sie die Körperkontaktregion115 umgibt. Die der Körperkontaktregion115 gegenüberliegende Seite in der Körperregion112 ist zu der Seitenfläche des Gate-Grabens117 freigelegt. Außerdem ist bei der Einheitszelle118 die Tiefenrichtung des Gate-Grabens117 die Gate-Längsrichtung und die Umfangsrichtung jeder Einheitszelle118 orthogonal zur Gate-Längsrichtung die Gate-Breitenrichtung. - Der Source-Graben
116 und der Gate-Graben117 erstrecken sich beide durch die Körperregion112 von der Vorderseite111A der Epitaxialschicht111 und erreichen die Drain-Region113 . In der vorliegenden Ausführung ist die Tiefe des Source-Grabens116 gleich der Tiefe des Gate-Grabens117 . Der AbstandD1 zwischen der Seitenfläche116a des Source-Grabens116 und der Seitenfläche117a des Gate-Grabens117 beträgt beispielsweise 0,5 µm bis 3 µm. Wenn der AbstandD1 im Bereich von 0,5 µm bis 3 µm liegt, kann der Anstieg des Widerstandswerts (Ein-Widerstand) beim Einschalten jeder Einheitszelle118 reduziert werden, und das an dem unteren Teil des Gate-Grabens117 anliegende elektrische Feld kann verringert werden. - Im Gate-Graben
117 sind die beiden Endeckabschnitte117b in der Richtung orthogonal zur Gate-Breite am unteren Teil (entgegengesetzte Richtung zur angrenzenden Einheitszelle118 ) zur Seite der Drain-Region113 hin gekrümmt, und die gegenüberliegenden Seitenflächen117a und die Bodenfläche117c haben einen U-förmigen Querschnitt, der zu der gekrümmten Fläche fortlaufend ist. Darüber hinaus hat der Source-Graben116 in gleicher Weise wie der Gate-Graben117 einen U-förmigen Querschnitt, bei dem die gegenüberliegenden Seitenflächen116a und die Bodenfläche116b mit der gekrümmten Oberfläche fortlaufend sind. Somit, wenn die Einheitszelle118 abgeschaltet wird, kann das an die beiden Endeckabschnitte117b am unteren Teil des Gate-Grabens117 anliegende elektrische Feld auf andere Teile als die beiden Endeckabschnitte117b verteilt werden. Dadurch kann ein dielektrischer Durchschlag eines Teils (Isolierfilm-Unterteil120 a) auf der Unterseite117c des vorstehend beschriebenen Gate-Isolierfilms120 reduziert werden. - In der Drain-Region
113 wird in einem Abschnitt von der Bodenfläche117c des Gate-Grabens117 bis zu einem mittleren Abschnitt in Dickenrichtung eine implantationsaktive Schicht119 gebildet, die als Implantationsschicht dient, die durch Implantation einer P-artigen Verunreinigung (z.B. Bor (B), Aluminium (Al) usw.) gebildet wird. Die implantationsaktive Schicht119 ist so geformt, dass sie in der Draufsicht eine Gitterform hat, die den Gate-Graben117 überlappt und in der Breite schmaler ist als der Abstand zwischen den benachbarten Einheitszellen118 . Die Tiefe der implantationsaktiven Schicht119 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. Drainbereich113 ) der Epitaxialschicht111 . Der Widerstandswert der implantationsaktiven Schicht119 beträgt z.B. mehrere Zehntel von kΩ/□ bis zu mehreren hundert kΩ/_□. Die P-artige Verunreinigungskonzentration der implantationsaktiven Schicht119 beträgt beispielsweise 1e16 bis 1e21 cm-3. - Der Gate-Isolierfilm
120 wird auf der Innenfläche des Gate-Grabens117 so ausgebildet, dass dieser den gesamten Bereich abdeckt. Der Gate-Isolierfilm120 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-Isolierfilms120 beträgt beispielsweise 0,1 bis 10%. - Bei dem Gate-Isolierfilm
120 ist eine DickeT4 eines Teils (Isolierfilm-Bodenteil120a) auf der Bodenfläche117c des Gate-Grabens117 geringer als eine DickeT3 eines Teils (Isolierfilm-Seitenteil120b) auf der Seitenfläche117a des Gate-Grabens117 . Das Verhältnis (T4 /T3 ) der DickeT4 zur DickeT3 beträgt 0,3 bis 1,0, vorzugsweise 0,5 bis 1,0. Die DickeT3 beträgt300 bis 1000 Ä, und die DickeT4 150 bis500 Ä. Eine Gate-Elektrode121 wird im Gate-Graben117 vergraben, indem die Innenseite des Gate-Isolierfilms120 mit einem Polysilizium-Material gefüllt wird, das stark mit einer N-artigen Verunreinigung dotiert ist. - Auf die Epitaxialschicht
111 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm122 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Kontaktlöcher123 zur Belichtung der Vorderseite des Source-Grabens116 und der Source-Region114 jeder Einheitszelle118 sind in dem Zwischenschicht-Isolierfilm122 und dem Gate-Isolierfilm120 ausgebildet. - Eine Source-Verdrahtung
124 wird auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm122 gebildet. Die Source-Verdrahtung124 tritt gemeinsam durch jede der Kontaktlöcher123 in die Source-Gräben116 aller Einheitszellen118 ein und kommt von der Unterseite des Source-Grabens116 her in jeder Einheitszelle118 mit der Drain-Region113 , dem Körperkontaktbereich115 und der Source-Region114 in Kontakt. Das heißt, die Source-Verdrahtung124 wird von allen Einheitszellen118 gemeinsam genutzt. Ein Zwischenschicht-Isolierfilm (nicht abgebildet) wird auf der Source-Verdrahtung124 gebildet, und die Source-Verdrahtung124 wird durch den Zwischenschicht-Isolierfilm elektrisch mit der Source-Elektrodenfläche11s verbunden. Die Gate-Elektrodenfläche11g ist elektrisch mit der Gate-Elektrode121 durch eine auf den Zwischenschicht-Isolierfilm (nicht abgebildet) gezogene Gate-Verdrahtung (nicht abgebildet) verbunden. - Die Source-Verdrahtung
124 umfasst eine Polysiliziumschicht125 , eine Zwischenschicht126 und eine Metallschicht127 in dieser Reihenfolge von der Seite her, die mit der Epitaxialschicht111 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 Polysiliziumschicht125 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 Polysiliziumschicht125 beträgt z.B. 5000 bis 10000 Å. - Die Polysiliziumschicht
125 der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich der Vorderseite der Einheitszelle118 , die im Kontaktloch123 freiliegt, bedeckt und mit der Drain-Region113 , der Körperkontaktregion115 und der Source-Region114 im Source-Graben116 in Kontakt steht. - Die Source-Verdrahtung
124 kann mit der Körperkontaktregion115 und der Source-Region114 , 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-Region113 , die Körperkontaktregion115 und die Source-Region114 in der Source-Verdrahtung124 kontaktiert. Ein Heteroübergang mit einem kleineren Übergangsfehler als das Diffusionspotential der Körperdiode128 (PN-Diode, die durch die Verbindung zwischen Körperregion112 und Drain-Region113 gebildet wird), die intern im MOSFET11U vorhanden ist, kann in der Drain-Region113 mit niedriger Konzentration gebildet werden. - Wenn durch die Körperdiode
128 im MOSFET11U Strom fließt, binden sich die von der Körperregion112 zur Drain-Region113 übertragenen Löcher wieder mit den Elektronen in der Drain-Region113 , und die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Bindungsenergie kann dazu führen, dass sich Defekte des SiC-Kristalls in der Epitaxialschicht111 in der Ebene ausbreiten. Da dieser Kristalldefekt einen hohen Widerstandswert hat, stört der Kristalldefekt, wenn er sich in Richtung des Gate-Grabens117 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 Polysiliziumschicht125 und der Drain-Region113 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 Körperdiode128 fließt, vorzugsweise zur Seite des Heteroübergangs statt zur Seite der Körperdiode128 fließen. Dadurch kann die Ausdehnung des Kristalldefekts von SiC reduziert und ein Anstieg des AN-Widerstands verringert werden. - Die Zwischenschicht
126 wird auf die Polysiliziumschicht125 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 Zwischenschicht126 beispielsweise 200 bis 500 nm. - Die Metallschicht
127 wird auf die Zwischenschicht126 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 Metallschicht127 bildet die äußerste Schicht der Source-Verdrahtung124 . Die Dicke der Metallschicht127 beträgt 1 bis 5 µm. - Eine geschichtete Struktur (Poly-Si/Ti/TiN/Al), bei der Poly-Si (Polysiliziumschicht
125 ), Ti (Zwischenschicht126 ), TiN (Zwischenschicht126 ) und Al (Metallschicht127 ) aufgeschichtet sind, kann als eine Kombination aus der oben beschriebenen Polysiliziumschicht125 , der Zwischenschicht126 und der Metallschicht127 veranschaulicht werden. - Eine Drain-Elektrode
129 ist auf der Rückseite110B des SiC-Substrats110 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Drain-Elektrode129 ist eine Elektrode, die von allen Einheitszellen118 gemeinsam genutzt wird. Zum Beispiel kann eine Stapelstruktur (Ti/Al), bei der Titan (Ti) und Aluminium (Al) in der Reihenfolge vom SiC-Substrat110 aufgeschichtet werden, als Drain-Elektrode129 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-Elektrodenfläche11s (Source-Verdrahtung124 ) und der Drain-Elektrode129 (zwischen Source und Drain) erzeugt wird, wird durch das elektrische Feld von der Gate-Elektrode121 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche zum Gate-Isolierfilm120 im Körperbereich112 gebildet. Somit fließt Strom zwischen der Source-Verdrahtung124 und der Drain-Elektrode129 , und der MOSFET11U wird eingeschaltet. - (C2) Wie in
35 dargestellt, enthält der MOSFET11U das N+-artige SiC-Substrat 130. Eine N-artige Epitaxialschicht131 aus SiC, die mit einer N-artigen Verunreinigung in einer geringeren Konzentration als das SiC-Substrat130 dotiert ist, wird auf die Vorderseite130A des SiC-Substrats130 aufgeschichtet. Die Vorderseite131A der Epitaxialschicht131 ist beispielsweise aus einer (0001) Ebene aus SiC. - In der Epitaxialschicht
131 wird eine N-artige Drain-Region132 gebildet, in der ein Zustand nach dem epitaktischen Wachstum aufrechterhalten wird. Eine P-artiger Körperregion133 wird im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht131 gebildet. Obwohl in35 nicht dargestellt, werden in regelmäßigen Abständen mehrere Körperregionen133 gebildet, die sich in gleicher Richtung (Richtung senkrecht zur Zeichenebene von35 ) parallel zueinander erstrecken und z.B. streifen- oder matrixförmig (Zeilen und Spalten) angeordnet sind. Die Drain-Region132 ist zwischen benachbarten Körperregionen133 exponiert. Der Oberflächenschichtteil der Körperregion133 enthält eine N+-artige Source-Region134 , die vom peripheren Rand beabstandet ist. - Ein Gate-Isolierfilm
135 wird auf der Vorderseite131A der Epitaxialschicht131 gebildet, so dass er sich über die Drain-Region132 , die Körperregion133 und die Source-Region134 erstreckt. Der Gate-Isolierfilm135 ist z.B. aus Siliziumoxid (SiO2) hergestellt. Dann wird eine Gate-Elektrode136 aus Polysilizium, das mit einer N-artiger Verunreinigung in hoher Konzentration dotiert ist, auf dem Gate-Isolierfilm135 gebildet. Die Gate-Elektrode136 liegt der Drain-Region132 , der Körperregion133 und der Source-Region134 gegenüber, wobei der Gate-Isolierfilm135 dazwischen liegt. - Auf die Epitaxialschicht
131 wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm137 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgebracht. Auf der Zwischenschicht-Isolierfolie137 wird eine Source-Verdrahtung138 gebildet. Die Source-Verdrahtung138 ist elektrisch mit der Körperregion133 und der Source-Region134 durch ein Kontaktloch139 verbunden, das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm137 ausgebildet ist. - Die Gate-Verdrahtung
140 ist elektrisch mit der Gate-Elektrode136 durch ein Kontaktloch (nicht abgebildet) verbunden, das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm137 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auf der Rückseite130B des SiC-Substrats130 eine Drain-Elektrode141 ausgebildet. - Wenn das Potential der Gate-Elektrode
136 gesteuert wird, während eine positive Spannung geeigneter Größe an die Drain-Elektrode141 angelegt wird, kann durch das elektrische Feld der Gate-Elektrode136 ein Kanal in der Nähe der Grenzfläche zu dem Gate-Isolierfilm135 im Körperbereich133 gebildet werden. Somit kann Strom zwischen der Source-Verdrahtung138 und der Drain-Elektrode141 fließen. - In der vierten und fünften der oben beschriebenen Ausführungsformen können die Strukturen der Dioden
14U ,14V ,14W und der Dioden15U ,15V ,15W beliebig verändert werden. So können z.B. die Strukturen der Dioden14U ,14V ,14W und der Dioden15U ,15V ,15W in eine Planar-Typen-Struktur, wie in36 dargestellt, geändert werden. Die Dioden14U ,14V ,14W und die Dioden15U ,15V ,15W haben die gleiche Struktur. Somit wird im Folgenden die Struktur der ersten Diode14U beschrieben, während die Strukturen der anderen Dioden14V ,14W ,15U ,15V ,15W nicht beschrieben werden. - Wie in
36 gezeigt, enthält die erste Diode14U ein Halbleitersubstrat150 aus N+-artigem Silizium (Si) (z.B. mit einer N-artigen Verunreinigungskonzentration von 1e18 bis 1e21 cm-3). Eine Kathodenelektrode151 ist auf der Rückseite150B des Halbleitersubstrats150 so ausgebildet, dass sie den gesamten Bereich abdeckt. Die Kathodenelektrode151 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 Halbleitersubstrat150 (die N-artige-Verunreinigungskonzentration beträgt bspw. 1e15 bis 1e17 cm-3) wird auf die Vorderseite150A des Halbleitersubstrats150 aufgeschichtet. Die Dicke der Epitaxialschicht152 beträgt z.B. 2 bis 10 µ m. - Auf der Vorderseite
152A der Epitaxialschicht152 wird ein Feldisolierfilm153 aus Siliziumoxid (SiO2) aufgeschichtet. Die Dicke des Feldisolierfilms93 ist z.B. größer oder gleich 1000 Ä, vorzugsweise 7000 Ä bis 40.000 Ä. Der Feldisolierfilm153 kann aus einem anderen Isolator wie Siliziumnitrid (SiN) bestehen. - Der Feldisolierfilm
153 enthält eine Öffnung153a , welche den zentralen Teil der Epitaxialschicht152 freilegt. Eine Anodenelektrode154 wird auf dem Feldisolierfilm153 gebildet. Die Anodenelektrode154 füllt die Innenseite der Öffnung153a des Feldisolierfilms153 aus und wölbt sich in Form eines Flansches zur Außenseite der Öffnung153a hin so aus, dass der periphere Randbereich153b der Öffnung153a im Feldisolierfilm153 von oben abgedeckt wird. Das heißt, der periphere Randbereich153b der Öffnung153a des Feldisolierfilms153 wird von der Epitaxialschicht152 und der Anodenelektrode154 von der Ober- und Unterseite über den gesamten Umfang sandwichartig eingefasst. - Die Anodenelektrode
154 in36 hat eine Mehrschichtstruktur (eine Zweischichtstruktur in36 ) mit einem Schottky-Metall155 , das mit der Epitaxialschicht152 in der Öffnung153a des Feldisolierfilms153 verbunden ist, und einem Elektrodenmetall156 , das auf das Schottky-Metall155 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 Epitaxialschicht152 verbundene Schottky-Metall155 bildet eine Schottky-Barriere (Potentialbarriere) von z.B. 0,52 eV bis 0,9 eV, wobei der Silizium-Halbleiter die Epitaxialschicht92 bildet. Die Dicke des Schottky-Metalls155 beträgt zum Beispiel 0,02 bis 0,20 µm. - Das Elektrodenmetall
156 ist ein Teil der Anodenelektrode154 , welcher von der äußersten Oberfläche der ersten Diode14U freiliegt und mit dem ersten Diodendraht65U und ähnlichem verbunden ist. Das heißt, das Elektrodenmetall156 bildet die Anodenelektrodenfläche14a . Das Elektrodenmetall156 ist z.B. aus Aluminium (Al). Die Dicke des Elektrodenmetalls156 ist dicker als die des Schottky-Metalls155 und beträgt z.B. 0,5 bis 5,0 µm. - Ein Oberflächenschutzfilm
157 aus Siliziumnitrid (SiN) wird auf der äußersten Oberfläche der ersten Diode14U gebildet. Eine Öffnung157a zum Freilegen des Elektrodenmetalls156 ist im mittleren Teil des Oberflächenschutzfilms157 ausgebildet. Der erste Diodendraht65U und dergleichen wird durch die Öffnung157a mit dem Elektrodenmetall156 verbunden. - Ein Bereich, in dem sich das Schottky-Metall
155 in einem Schottky-Kontakt mit der Vorderseite152A der Epitaxialschicht152 der Vorderseite152A der Epitaxialschicht152 befindet, ist als ein aktiver Bereich158 definiert, und ein Bereich, der den aktiven Bereich158 umgibt, ist als ein äußerer Randbereich159 definiert. Im Oberflächenschichtteil der Epitaxialschicht152 wird am Grenzbereich zwischen der aktiven Region158 und der äußeren Randregion159 ein äußerer Umfangsgraben160 gebildet, der von der vorderen Oberfläche152A der Epitaxialschicht152 heruntergegraben wird. Der äußere Umfangsgraben160 hat in der Draufsicht eine ringförmige Form und wird entlang der Grenze zwischen der aktiven Region158 und der äußeren Randregion159 gebildet, so dass er die Regionen kreuzt. Die Bodenfläche des äußeren Umfangsgrabens160 umfasst eine flache Oberfläche, die entlang der Vorderseite152A der Epitaxialschicht152 und der Vorderseite150A des Halbleitersubstrats150 liegt. Somit hat der Querschnitt des äußeren Umfangsgrabens160 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 Umfangsgrabens160 gebildet. Die Dicke der Isolierschicht161 beträgt z.B. 0,2 bis 0,5 µm. - Beim äußeren Umfangsgraben
160 ist ein Leiter162 aus Polysilizium vorgesehen, der mit dem Schottky-Metall155 verbunden ist und dem gesamten Bereich der Innenwandfläche (einschließlich Seitenflächen und Bodenfläche) des äußeren Umfangsgrabens160 durch die Isolierschicht161 zugewandt ist. Der Leiter162 kann sich über den gesamten Raum im äußeren Umfangsgraben160 erstrecken, in dem die Isolierschicht161 gebildet ist, oder ein entlang der Innenfläche der Isolierschicht161 gebildeter Film sein. Somit ist die erste Diode14U eine planare Schottky-Barrierediode, bei der die Vorderseite der Epitaxialschicht152 , mit der das Schottky-Metall155 in Schottky-Kontakt steht, flach ist. - In der zweiten Ausführungsform kann die Position der Diode
13 im integrierten Schaltungselement25L beliebig verändert werden. Die Diode13 ist vorzugsweise an der Peripherie der Source-Masse-Schaltung21a jeder Treiberschaltung21UL ,21VL und21WL angeordnet. Dadurch kann die Länge der Begrenzungsverdrahtung21e , die die Diode13 verbindet, und die Ausgangsverdrahtung21d der Source-Masse-Schaltung21a verkürzt werden. Die Diode13 wird vorzugsweise zwischen der Source-Masse-Schaltung21a jeder Treiberschaltung21UL ,21VL und21WL und dem Ausgangsanschluss25a und dem Eingangsanschluss25b in der zweiten Richtung Y vorgesehen. Darüber hinaus kann die Diode13 als ein Halbleiterchip vorgesehen werden, der sich vom integrierten Schaltungselement25L unterscheidet. - In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die Halbleitervorrichtung
1 einschließlich der MOSFETs11U bis11W und12U bis12W der ersten Inverterschaltung10U , der zweiten Inverterschaltung10V und der dritten Inverterschaltung10W beschrieben. Die Konfiguration der Halbleitervorrichtung1 ist jedoch nicht auf diese Weise beschränkt. So kann z.B. die Halbleitervorrichtung1 , wie in37 und38 dargestellt, eine Inverterschaltung enthalten. - Genauer gesagt, wie in
37 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 eine Inverterschaltung10A als Antriebseinheit10 sowie eine Treiberschaltung21A und eine Logikschaltung22A als Steuerschaltung20 . Die Inverterschaltung10A umfasst einen MOSFET11U und einen MOSFET12L . Der Drain-Anschluss des MOSFET11U ist mit einer externen Stromversorgung verbunden, und der Source-Anschluss des MOSFET11U ist mit dem Drain-Anschluss des MOSFET12L verbunden. Der Source-Anschluss des MOSFET12L ist geerdet. Die Treiberschaltung21A umfasst eine Treiberschaltung21AU und eine Treiberschaltung21AL , und die Logikschaltung22A umfasst eine Logikschaltung22AU und eine Logikschaltung22AL . Die Treiberschaltung21AU ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFET11U verbunden und gibt ein Gate-Treibersignal an den Gate-Anschluss aus. Die Treiberschaltung21AL ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFET12L verbunden und gibt ein Gate-Treibersignal an den Gate-Anschluss aus. Die Logikschaltung22AU ist mit der Treiberschaltung21AU verbunden, und die Treiberschaltung21AU gibt ein Signal zur Erzeugung eines Gate-Treibersignals an die Treiberschaltung21AU aus. Die Logikschaltung22AL ist mit der Treiberschaltung21AL verbunden, und die Treiberschaltung21AL gibt ein Signal zur Erzeugung eines Gate-Treibersignals an die Treiberschaltung21AL aus. - Wie in
38 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 Halbleiterchips, nämlich den MOSFET11U , den MOSFET12L und ein integriertes Schaltungselement25A einschließlich der Treiberschaltung21A und der Logikschaltung22A . Die Halbleitervorrichtung1 enthält einen Anschluss200 und ein Vergussharz220 . Der MOSFET11U , der MOSFET12L und die Steuerschaltung20 sind an dem Anschluss200 befestigt. Das Vergussharz220 ist zum Einkapseln des MOSFET11U , des MOSFET12L und des integrierten Schaltungselements25A . Das Vergussharz220 kann z.B. aus einem schwarzen Epoxidharz sein und wird in der Draufsicht zu einer rechteckigen Form geformt. Das Vergussharz220 umfasst eine erste Seitenfläche221 und eine zweite Seitenfläche222 , die als in Längsrichtung liegende Seitenflächen dienen, sowie eine dritte Seitenfläche223 und eine vierte Seitenfläche224 , die als in der Längsrichtung orthogonal zur Längsrichtung liegende Seitenflächen in der Draufsicht dienen. In der folgenden Beschreibung wird die Richtung in Längsrichtung des Vergussharzes220 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 Rahmen201 , einen Rahmen205 , einen Steuerframe209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen213 bis218 als eine Vielzahl von Anschlussrahmen. Der Rahmen201 ist auf der Seite des einen Endes (linkes Ende in35 ) des Vergussharzes220 angeordnet, die in der ersten Richtung V näher an der ersten Seitenfläche221 liegt, und der Rahmen205 ist auf der Seite des anderen Endes (rechtes Ende in35 ) des Vergussharzes220 angeordnet, die in der ersten Richtung V näher an der zweiten Seitenfläche22s liegt. Der Rahmen201 und der Rahmen205 sind liniensymmetrisch in Bezug auf eine MittellinieCL , die sich in der ersten Richtung V erstreckt, in der Mitte des Vergussharzes220 in der zweiten RichtungW ausgebildet. Der Steuerrahmen209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen213 bis218 sind auf der Seite eines Endes (unteres Ende in35 ) des Vergussharzes220 angeordnet, das näher an der vierten Seitenfläche224 in der ersten Richtung V liegt. - Der Rahmen
201 , bei dem es sich um einen Leadframe handelt, der den Drain-Anschluss des MOSFET11U elektrisch mit einer externen Stromversorgung verbindet, bildet einen VDC-Anschluss. Der Rahmen201 umfasst einen Inselteil202 , einen Anschlussteil203 und einen Verbindungsteil204 . Der Inselteil202 , der Anschlussteil203 und der Verbindungsteil204 sind integral ausgebildet. - Der Rahmen
205 , bei dem es sich um einen Leadframe zur elektrischen Verbindung des Drain-Anschluss des MOSFET12L und eines Geräts oder einer elektronischen Komponente handelt, die elektrisch mit der Halbleitervorrichtung1 verbunden ist, bildet einen Ausgangsanschluss (OUT-Anschluss). Der Rahmen205 umfasst einen Inselteil206 , einen Anschlussteil207 und einen Verbindungsteil208 . Der Inselteil206 , der Anschlussteil207 und der Verbindungsteil208 sind integral ausgebildet. - Der Inselteil
202 des Rahmens201 und der Inselteil206 des Rahmens205 sind näher an der dritten Seitenfläche223 des Vergussharzes220 in der zweiten RichtungW angeordnet. Der Inselteil202 des Rahmens201 und der Inselteil206 des Rahmens205 sind in der zweiten RichtungW angeordnet. Der Inselteil202 und der Inselteil206 haben eine rechteckige Form, in der die zweite RichtungW in der Draufsicht eine Längsrichtung ist. Der Inselteil202 und der Inselteil206 ragen aus der dritten Seitenfläche223 des Vergussharz220 in die zweite RichtungW hinaus. Der Inselteil202 und der Inselteil206 sind in Bezug auf die MittellinieCL liniensymmetrisch. - Der Verbindungsteil
204 des Rahmens201 erstreckt sich vom Ende des Vergussharzes220 im Inselteil202 an der ersten Seitenfläche221 nahe der vierten Seitenfläche224 zur vierten Seitenfläche224 . Der Anschlussteil203 des Rahmens201 erstreckt sich vom Verbindungsteil204 in die zweite RichtungW . Der Anschlussteil203 und der Verbindungsteil204 sind näher an der ersten Seitenfläche221 des Vergussharzes220 angeordnet als der Rahmen205 , der Steuerrahmen209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen213 bis218 . - Der Verbindungsteil
208 des Rahmens205 erstreckt sich vom Ende des Vergussharzes222 im Inselteil224 an der ersten Seitenfläche220 nahe der vierten Seitenfläche206 zur vierten Seitenfläche224 . Der Anschlussteil207 des Rahmens205 erstreckt sich vom Verbindungsteil208 in die zweite RichtungW . Der Anschlussteil207 und der Verbindungsteil208 sind näher an der zweiten Seitenfläche222 des Vergussharzes220 angeordnet als der Rahmen201 , der Steuerrahmen209 und der erste bis sechste Anschlussrahmen213 bis218 . - Der Steuerrahmen
209 und die ersten bis sechsten Anschlussrahmen213 bis218 sind näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 angeordnet als der Inselteil202 des Rahmens201 und der Inselteil206 des Rahmens205 in der zweiten RichtungW angeordnet und befinden sind zwischen dem Verbindungsteil204 des Rahmens201 und dem Verbindungsteil208 des Rahmens205 in der zweiten RichtungW . - Der Steuerrahmen
209 , der ein Anschluss-Rahmen zur Erdung des integrierten Schaltungselements25A ist, bildet einen GND-Anschluss. Der Steuerrahmen209 umfasst einen Inselteil210 , einen Anschlussteil211 und einen Verbindungsteil212 . Der Inselteil210 , der Anschlussteil211 und der Verbindungsteil212 sind integral ausgebildet. - Der Inselteil
210 ist rechteckig, wobei die erste Richtung V eine Längsrichtung ist. Der Inselteil210 ist näher an der ersten Seitenfläche221 des Vergussharzes220 in der ersten Richtung V angeordnet. Der Inselteil210 ist an einer Position angeordnet, die sich von dem Inselteil202 des Rahmens201 und dem Inselteil206 des Rahmens205 in der zweiten RichtungW unterscheidet. Genauer gesagt ist der Inselteil210 näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 angeordnet als der Inselteil202 und der Inselteil206 . Ferner ist der Inselteil210 in der zweiten RichtungW gesehen an einer Stelle angeordnet, die den Inselteil202 und den Inselteil206 überlappt. Der Inselteil210 ist in der zweiten RichtungW näher am Verbindungsteil204 des Rahmens201 angeordnet als der Verbindungsteil208 des Rahmens205 . - Der Verbindungsteil
212 des Steuerrahmens209 erstreckt sich im Wesentlichen von der Mitte des Inselteils210 in der ersten Richtung V zur vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 . Der Anschlussteil211 des Steuerrahmens209 erstreckt sich in der zweiten RichtungW vom Ende des Anschlussteils212 nahe der vierten Seitenfläche224 des Verkapselungsharzes220 . - Der erste Anschlussrahmen
213 ist ein Leadframe zur Erdung des Source-Anschlusses des MOSFET12L und bildet ein PGND-Anschluss. Der zweite Anschlussrahmen214 bildet einen VCC-Anschluss, der ein Anwendungsanschluss der Versorgungsspannung VCC ist. Der dritte Anschlussrahmen215 bildet einen Stromversorgungs-Erkennungsanschluss (FOB-Klemme) zur Erkennung eines Zustands, in dem eine an den OUT-Anschluss (Rahmen205 ) angelegte Spannung mit einem Hochspannungs-Anwendungsanschluss (oder einem entsprechenden Hochpotential-Anschluss) kurzgeschlossen ist. Der vierte Anschlussrahmen216 bildet einen HIN-Anschluss. Eine an den HIN-Anschluss angelegte Gate-Treibersignalspannung wird von einer Gate-Treiberschaltung (nicht abgebildet) außerhalb der Halbleitervorrichtung1 dem Gate-Anschluss des MOSFET11U zugeführt. Der fünfte Anschlussrahmen217 bildet einen LIN-Anschluss. Eine an den LIN-Anschluss angelegte Gate-Treibersignalspannung wird von der Gate-Treiberschaltung dem Gate-Anschluss des MOSFET12L zugeführt.
Der sechste Anschlussrahmen218 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 Anschlussrahmen216 bis218 sind zwischen dem Verbindungsteil212 des Steuerrahmens209 und dem Verbindungsteil208 des Rahmens205 in der ersten Richtung V angeordnet. Der zweite Anschlussrahmen214 und der dritte Anschlussrahmen215 sind zwischen dem Verbindungsteil212 des Steuerrahmens209 und dem Verbindungsteil204 des Rahmens201 in der ersten Richtung V angeordnet. - Der erste Anschlussrahmen
213 umfasst einen rechteckigen Inselteil213a , in dem die zweite RichtungW eine Längsrichtung ist. Der Inselteil213a ist zwischen dem Inselteil210 des Steuerrahmens209 und dem Verbindungsteil208 des Rahmens205 in der ersten Richtung V angeordnet. Der Inselteil213a ist so angeordnet, dass er an den Inselteil206 des Rahmens205 in der zweiten RichtungW angrenzt. Die vierten bis sechsten Anschlussrahmen216 bis218 sind näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 angeordnet als der Inselteil210 des Steuerrahmens209 und der Inselteil213a des ersten Anschlussrahmens213 in der zweiten RichtungW . Der zweite Anschlussrahmen214 und der dritte Anschlussrahmen215 sind näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 angeordnet als der Inselteil210 des Steuerrahmens209 . - Der MOSFET
11U wird auf einem Teil näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 im Inselteil202 des Rahmens201 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das heißt, der Drain-Anschluss des MOSFET11U ist elektrisch mit dem Inselteil202 des Rahmens201 verbunden. Der MOSFET11U ist so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche11g näher an der ersten Seitenfläche221 und der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 befindet. - Der MOSFET
12L wird auf einem Teil näher an der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 im Inselteil206 des Rahmens205 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das heißt, der Drain-Anschluss des MOSFET12L ist elektrisch mit dem Inselteil206 des Rahmens205 verbunden. Der MOSFET12L ist so angeordnet, dass seine Gate-Elektrodenfläche12g nahe am MOSFET11U und der vierten Seitenfläche224 des Vergussharzes220 liegt. Das heißt, in35 sind die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET11U und die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET12L gleich. - Das integrierte Schaltungselement
25A wird auf dem Inselteil210 des Steuerrahmens209 durch Löten oder ähnliches befestigt. Das integrierte Schaltungselement25A ist näher an dem MOSFET11U angeordnet als an dem MOSFET12L in der zweiten RichtungW . - Die Source-Elektrodenfläche
11s des MOSFET11U und der Rahmen205 sind durch den Draht60 elektrisch verbunden. Somit sind der Source-Anschluss des MOSFET11U und der Drain-Anschluss des MOSFET12L elektrisch verbunden. Der Draht60 ist mit einem Teil verbunden, der näher an der dritten Seitenfläche223 des Vergussharzes220 liegt als der MOSFET12L im Inselabschnitt206 des Rahmens205 . Die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U und das integrierte Schaltungselement25A sind durch den Draht62 verbunden, und die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U und das integrierte Schaltungselement25A sind durch den Draht62 verbunden. Der Steuerdraht62 , der mit der Gate-Elektrodenfläche11g verbunden ist, ist näher an der ersten Seitenfläche221 des Vergussharzes220 angeordnet als der Draht63 , der ein Beispiel für den Begrenzungsdraht ist, der mit der Source-Elektrodenfläche11s verbunden ist. - Die Source-Elektrodenfläche
12s des MOSFET12L und der Inselteil213a des ersten Anschlussrahmens213 sind durch den Draht61 elektrisch verbunden. Der Draht61 ist mit dem Inselteil213a des ersten Anschlussrahmens213 verbunden. Die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12L und das integrierte Schaltungselement25A sind durch den Draht62 verbunden, und die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12L und das integrierte Schaltungselement25A sind durch den Sensordraht63 verbunden. Der mit der Gate-Elektrodenfläche12g verbundene Draht62 ist näher am MOSFET11U angeordnet als der mit der Source-Elektrodenfläche12s verbundene Draht63 . Der Draht63 ist über die Begrenzungsverdrahtung21e mit dem Source-Anschluss des zweiten MOSFET21c der Source-Masse-Schaltung21a in der Treiberschaltung21AL im integrierten Schaltungselement25A verbunden (siehe37 ). Dadurch wird der Vorteil (1-1 ) der ersten Ausführungsform erreicht. - Das integrierte Schaltungselement
25A ist über die Drähte62 mit dem Rahmen201 , dem Steuerrahmen209 und den ersten bis sechsten Anschlussrahmen213 bis218 verbunden. Genauer gesagt sind das integrierte Schaltungselement25A und der Verbindungsteil204 des Rahmens201 durch einen Draht62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25A und der Verbindungsteil212 des Steuerrahmens209 sind durch einen Draht62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25A und ein Teil, der näher an der vierten Seitenfläche224 des Verkapselungsharzes220 liegt als der Inselteil213a im ersten Anschlussrahmen213 , sind durch einen Draht62 verbunden. Das integrierte Schaltungselement25A und der zweite Anschlussrahmen214 sind durch zwei Drähte62 verbunden. Die dritten bis sechsten Anschlussrahmen215 bis218 sind jeweils über einen Draht62 mit dem integrierten Schaltungselement25A verbunden. - Wie in den
37 und38 dargestellt, enthält die Halbleitervorrichtung1 eine Begrenzungseinheit CV, die die Fluktuation der Source-Gate-Spannung des MOSFET12L basierend auf der Spannungsschwankung am Source-Anschluss des MOSFET12L reduziert. Die Begrenzungseinheit CV enthält einen Begrenzungspfad RS, der den Steuerpfad RC und den Source-Anschluss des MOSFET12L elektrisch verbindet. Der Begrenzungspfad RS enthält einen Draht63 , der die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12L und den Eingangsanschluss25b des integrierten Schaltungselements25A verbindet und die Begrenzungsverdrahtung21e der Treiberschaltung21AL . Das heißt, der Draht63 ist Teil des Begrenzungspfades RS. - Außerdem verbindet die Halbleitervorrichtung
1 die Treiberschaltung21AL und den Gate-Anschluss des MOSFET12L elektrisch und enthält einen Steuerpfad RC (siehe37 ), der ein Treibersignal der Treiberschaltung21AL überträgt. Der Steuerpfad RC umfasst einen Draht62 , der die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12L und den Ausgangsanschluss25a des integrierten Schaltungselements25A sowie die Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21AL verbindet. Das heißt, der Draht62 , der die Gate-Elektrodenfläche12g des MOSFET12L und den Ausgangsanschluss25a verbindet, ist Teil des Steuerpfads RC. - In dem modifizierten Beispiel gemäß
38 kann eine Diode13 zwischen dem Draht62 , der mit der Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12L verbunden ist, und der Ausgangsverdrahtung21d der Treiberschaltung21AL eingefügt werden. Dadurch wird der Vorteil (2-1 ) der zweiten Ausführungsform erreicht. Die Diode13 kann innerhalb des integrierten Schaltungselements25A oder als Halbleiterchip getrennt vom integrierten Schaltungselement25A vorgesehen sein. - In dem modifizierten Beispiel gemäß
38 können die Ausrichtungen der MOSFETs11U und12L beliebig verändert werden. In einem Beispiel, wie in39 gezeigt, wird die Ausrichtung des MOSFET11U so verändert, dass sich die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U der Steuerschaltung20 nähert. Genauer gesagt ist der MOSFET11U so angeordnet, dass sich die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U in der Nähe der Steuerschaltung20 und des MOSFET12L auf der Vorderseite des MOSFET11U befindet. In diesem Fall ist der Draht62 , der die Steuerschaltung20 und die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U verbindet, näher am MOSFET12L angeordnet als der Draht62 , der die Steuerschaltung20 und die Source-Elektrodenfläche11s des MOSFET11U verbindet. In dem modifizierten Beispiel aus39 kann der Draht62 , der die Source-Elektrodenfläche12s des MOSFET12L und die Steuerschaltung20 verbindet, weggelassen werden. - In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Ausrichtung (Anordnungsposition) der Rahmen
31 der MOSFETs11U bis11W in Bezug auf den Inselteil31a beliebig geändert werden. Beispielsweise kann die Ausrichtung (Anordnungsposition) des MOSFET11U so geändert werden, dass sich die Gate-Elektrodenfläche11g des MOSFET11U dem integrierten Schaltungselement25H nähert. Gemäß dieser Konfiguration kann der Vorteil der dritten Ausführungsform erzielt werden. - Bezugszeichenliste
- 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)
- 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.
- 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. - 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. - 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 3 oder4 , 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 5 abhängig vonAnspruch 4 , wobei die Diode auf dem integrierten Schaltungselement befestigt und in der Begrenzungsverdrahtung vorgesehen ist. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 6 , wobei die Diode in einer Peripherie der Treibersignal-Ausgabeschaltung in dem integrierten Schaltungselement angeordnet ist. - 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 2 bis8 , 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. - 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. - 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis11 , 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. - 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. - 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. - Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Inverterschaltung mit einem ersten Schaltelement, das mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, und ein 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.
- 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 16 , wobei die zweite Diode eine Schottky-Barrierediode ist. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 16 oder17 , wobei der zweite Leistungsdraht und der zweite Diodendraht an verschiedenen Positionen mit dem Rahmen verbunden sind. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 16 bis18 , 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. - 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß
Anspruch 20 , wobei der erste Leistungsdraht und der erste Diodendraht an verschiedenen Positionen mit dem Anschluss-Rahmen verbunden sind. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 15 bis21 , 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. - 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. - 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. - 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. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis25 , wobei ein zum zweiten Schaltelement fließender Strom kleiner als 30 A ist. - Die Halbleitervorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis26 , wobei das zweite Schaltelement ein SiC-MOSFET ist.
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