JP2005322781A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流センス用セルを有する半導体チップ、前記電流センス用セルのセンス電流が所定値を超えると前記半導体チップに流れる電流を制限しチップを保護する制御回路とを備えた半導体装置において、前記半導体チップの中央付近と外周付近とに電流センス用セルを複数設置し、そのセンス電流の平均値が前記所定値を超えると前記制御回路が前記保護を行うようにする。また、前記電流センス用セル表面上のコーティング領域と非コーティング領域との面積比と、前記電流センス用セル以外のセル表面上のコーティング領域と非コーティング領域との面積比とを等しくする。
【選択図】図1
Description
1)オン電圧の低減、2)スイッチングロスの低減、および3)短絡耐量の向上などがある。しかし、これら3つの条件はすべてトレードオフの関係にあるため、すべての改善を行うことは非常に困難である。たとえばオン電圧を低減させるためには、IGBTのMOS部の通電能力を高くする必要があるが、短絡時に流れる短絡電流が増加してしまう。短絡時の破壊は、短絡電流とコレクタ・エミッタ間電圧の時間積分値が臨界点を超えると発生するため、短絡電流の増加は短絡耐量の低下、即ち、短絡電流が流れ始めてから破壊するまでの時間が短くなってしまう。
図1(a)は本発明の一実施の形態による半導体装置の平面図であり、図1(b)はアルミ線に沿った断面図である。図中、1はカードリング領域で、表面にはエミッタ電極2が、裏面にはコレクタ領域9が設けられ、エミッタ電極2の中央開口部にゲートバッド4から延びるゲート電極4aが設けられている。エミッタ電極2上にはメインエミッタセル部3が設けられるとともに、その外周部のエミッタ電極外には電流センスパッド5を介して第1電流センスセル部6−1が形成されている。本発明においては、上記第1電流センスセル部6−1とは別個に.第2電流センスセル部6−2がエミッタ電極2の中央部に電流センスパッド5を介して設けられている。なお、電流センスセル部6−1および6−2は電流を流すためのMOSが形成されている部分と、そのMOSとアルミにより接続されたワイヤを接続するためのワイヤパット領域から形成されている。
図2は第1実施例と同様に、電流センスセル部が2つ以上存在するが、その第2電流センス部6−2のエミッタと外部電極を接続するためのエミッタパッド領域が共通となっている。
図3は、トランスフャーモールドタイプのIGBTモジュールに塔載する電流センス機能付のIGBTにおいて、チップがケースのモールド樹脂から受ける応力を緩和するために、チップ表面にポリイミド等の樹脂をコーティングする場合の実施例である。ポリイミド等の樹脂はワイヤボンティング領域以外に部分にコーティングされるので、電流センスセル上のポリイミド等の樹脂をコーティングする面積とコーティングしない面積の比率が、電流センス以外のセルのポリイミド等の樹脂をコーティングする面積とコーティングしない面積の比率とほぼ同じに構成される。また、図4は、図3の半導体装置の平面図の電流センス部分の拡大図である。
Claims (2)
- 電流センス用セルを有する半導体チップ、前記電流センス用セルのセンス電流が所定値を超えると前記半導体チップに流れる電流を制限しチップを保護する制御回路とを備えた半導体装置において、前記半導体チップの中央付近と外周付近とに電流センス用セルを複数設置し、そのセンス電流の平均値が前記所定値を超えると前記制御回路が前記保護を行うようにしたことを特徴とする半導体装置。
- チップ面積を保護膜でコーティングするコーティング領域とコーティングしない非コーティング領域が存在し、且つ電流センス用セルを有する半導体チップにおいて、前記電流センス用セル表面上の第1のコーティング領域と第1の非コーティング領域との面積比と、前記電流センス用セル以外のセル表面上の第2のコーティング領域と第2の非コーティング領域との面積比とを等しくしたことを特徴とする半導体装置。
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