JP2019047010A - 半導体装置、電力変換装置ならびに半導体装置の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1および図2は、実施の形態1に係る半導体装置50の構成を示す図である。図1は半導体装置50の上面図であり、図2は図1に示すA1−A2線に沿った断面を示している。
図6および図7は、実施の形態2に係る半導体装置50の構成を示す図である。図6は半導体装置50の上面図であり、図7は図6に示すA1−A2線に沿った断面を示している。なお、図6および図7において、図1および図2に示したものと同様の機能を有する要素にはそれと同一の符号を付してあるので、ここでのそれらの説明は省略する。実施の形態2の半導体装置50において、セル領域に形成された半導体素子であるMOSFETの構成は、実施の形態1(図2)と同様である。
本実施の形態は、上述した実施の形態1,2にかかる半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本発明は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態3として、三相のインバータに本発明を適用した場合について説明する。
Claims (18)
- 半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜およびダミーゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極と、
前記ゲート電極に接続されたゲートパッドと、
前記ダミーゲート電極に接続されたダミーゲートパッドと、
を備え、
前記ゲート電極は、前記半導体層に形成された半導体素子を導通させる機能を持つが、前記ダミーゲート電極は、前記半導体層に形成された半導体素子を導通させる機能を持たない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜およびダミーゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極と、
前記半導体層内に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層の表層部に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向する第1導電型のソース領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記ダミーゲート電極に対向する第1導電型のダミーソース領域と、
前記ゲート電極に接続されたゲートパッドと、
前記ダミーゲート電極に接続されたダミーゲートパッドと、
を備え、
前記ゲート電極は、一部が前記ゲート絶縁膜を介して前記ドリフト層に対向するが、前記ダミーゲート電極は、前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記ドリフト層に対向していない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記ソース領域と前記ダミーソース領域の両方に接続されたソースパッドをさらに備える、
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記ダミーソース領域と前記ダミーゲート電極とが対向する面積は、前記ソース領域と前記ゲート電極とが対向する面積と等しい、
請求項2または請求項3に記載の半導体装置。 - 前記ダミーソース領域と前記ダミーゲート電極とが対向する面積は、前記ソース領域と前記ゲート電極とが対向する面積よりも大きい、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記ダミーゲート電極は、前記ダミーゲートパッドの下に配設されている、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記半導体層は、ワイドバンドギャップ半導体により形成されている、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記半導体装置を駆動する駆動信号を前記半導体装置に出力する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御信号を前記駆動回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。 - 前記ダミーゲートパッドを前記ゲートパッドに接続させた状態で前記半導体装置を駆動させ、
前記ダミーゲートパッドを前記ゲートパッドから分離させた後、前記ダミーゲートパッドに電圧を印加して前記ダミーゲート絶縁膜を破壊するTDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)試験を行い、
前記TDDB試験の後、前記ダミーゲートパッドを前記ゲートパッドから分離した状態のまま、前記半導体装置を駆動させる、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置の駆動方法。 - 半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜およびダミーゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極と、
前記半導体層内に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層の表層部に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向する第1導電型のソース領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記ダミーゲート電極に対向する第1導電型のダミーソース領域と、
前記ソース領域に接続されたソースパッドと、
前記ダミーソース領域に接続されたダミーソースパッドと、
を備え、
前記ゲート電極は、前記ソース領域と前記ドリフト層との間を導通させる機能を持つが、前記ダミーゲート電極は、前記ダミーソース領域と前記ドリフト層との間を導通させる機能を持たない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜およびダミーゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極と、
前記半導体層内に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層の表層部に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向する第1導電型のソース領域と、
前記ウェル領域の表層部に形成され、一部が前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記ダミーゲート電極に対向する第1導電型のダミーソース領域と、
前記ソース領域に接続されたソースパッドと、
前記ダミーソース領域に接続されたダミーソースパッドと、
を備え、
前記ゲート電極は、一部が前記ゲート絶縁膜を介して前記ドリフト層に対向するが、前記ダミーゲート電極は、前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記ドリフト層に対向していない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記ゲート電極と前記ダミーゲート電極の両方に接続されたゲートパッドをさらに備える、
請求項10または請求項11に記載の半導体装置。 - 前記ダミーゲート電極は、前記ゲートパッドの下に配設されている、
請求項12に記載の半導体装置。 - 前記ダミーソース領域と前記ダミーゲート電極とが対向する面積は、前記ソース領域と前記ゲート電極とが対向する面積と等しい、
請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記ダミーソース領域と前記ダミーゲート電極とが対向する面積は、前記ソース領域と前記ゲート電極とが対向する面積よりも大きい、
請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記半導体層は、ワイドバンドギャップ半導体により形成されている、
請求項10から請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 請求項10から請求項16のいずれか一項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記半導体装置を駆動する駆動信号を前記半導体装置に出力する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御信号を前記駆動回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。 - 前記ダミーソースパッドを前記ソースパッドに接続させた状態で前記半導体装置を駆動させ、
前記ダミーソースパッドを前記ソースパッドから分離させた後、前記ダミーソースパッドに電圧を印加して前記ダミーゲート絶縁膜を破壊するTDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)試験を行い、
前記TDDB試験の後、前記ダミーソースパッドを前記ソースパッドから分離した状態のまま、前記半導体装置を駆動させる、
請求項10から請求項16のいずれか一項に記載の半導体装置の駆動方法。
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WO2022270189A1 (ja) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 株式会社デンソー | 半導体装置の故障予測方法および半導体装置 |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPS61276335A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-06 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
JP2015207736A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法、半導体装置の評価方法および半導体装置 |
WO2016021077A1 (ja) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置、パワーモジュール、電力変換装置、自動車および鉄道車両 |
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2017
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