JP7461534B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Images
Description
<セル構造>
図4Aは、図3の半導体装置1のセル領域7の構造(プレーナゲート構造)を示す模式的な平面図である。図4Bは、図4Aの断面図(B-B線断面図)である。
<温度センス素子構造>
図5Aは、図3の半導体装置1の温度センス領域9の構造を示す模式的な平面図である。図5Bは、図5Aの断面図(B-B線断面図)である。図5Cは、図5Bの構造の変形例を示す図である。
2 ソースパッド
3 ゲートパッド
4 半導体モジュール
5 短絡保護回路
6 半導体基板
7 セル領域
9 温度センス領域
10 第1電極
11 第2電極
12 p型ボディ領域
13 単位セル
14 n+型ソース領域
16 ゲート絶縁膜
17 ゲート電極
20 温度センスダイオード
21 ポリシリコン層
22 p型領域
23 n+型領域
24 p+型コンタクト領域
25 p型外周領域
26 p型ベース層
42 温度センスダイオード
43 p型領域
44 n+型領域
45 p+型コンタクト領域
46 p型外周領域
47 直列接続単位
48 端子
49 端子
50 逆直列接続単位
51 端子
52 端子
53 ゲートトレンチ
54 単位セル
55 p型ボディ領域
56 n+型ソース領域
58 ゲート絶縁膜
59 ゲート電極
63 温度センストレンチ
66 温度センスダイオード
67埋め込みポリシリコン層
68 p型領域
69 n+型領域
70 p+型コンタクト領域
SW スイッチング素子
TS 温度センス素子
G/D ゲートドライバ
Claims (14)
- 半導体基板からなる平面視四角形の半導体チップと、
前記半導体チップ上に形成された制御電極に入力される信号に応じて第1出力電極と第2出力電極との間のスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記制御電極から前記半導体チップの外周に沿って延伸し、かつ前記半導体チップの中央部を横断するように延伸するゲートフィンガーと、
前記半導体チップの表面側に前記スイッチング素子から独立して設けられ、温度に依存した信号を出力可能な温度センス素子と、
前記温度センス素子に電気的に接続された第1電極および前記第1電極から間隔を空けて配置された第2電極とを含み、
前記温度センス素子は、前記第1電極と前記第2電極との間の温度センス領域に形成されたpnダイオードを含み、
前記制御電極、前記第1電極および前記第2電極は、互いに同じ大きさと同じ形状を有しており、
前記制御電極、前記第1電極および前記第2電極は、前記半導体チップの1辺の中央部に配置された前記制御電極から順に、当該1辺に沿って互いに独立して配置されている、半導体装置。 - 半導体基板からなる平面視四角形の半導体チップと、
前記半導体チップ上に形成された制御電極に入力される信号に応じて第1出力電極と第2出力電極との間のスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記制御電極から前記半導体チップの外周に沿って延伸し、かつ前記半導体チップの中央部を横断するように延伸するゲートフィンガーと、
前記半導体チップの表面側に前記スイッチング素子から独立して設けられ、温度に依存した信号を出力可能な温度センス素子と、
前記温度センス素子に電気的に接続された第1電極および前記第1電極から間隔を空けて配置された第2電極とを含み、
前記温度センス素子は、pnダイオードを含み、
前記制御電極、前記第1電極および前記第2電極は、互いに同じ大きさと同じ形状を有しており、
前記制御電極、前記第1電極および前記第2電極は、前記半導体チップの1辺の中央部に配置された前記制御電極から順に、当該1辺に沿って互いに独立して配置されている、半導体装置。 - 前記pnダイオードのアノードとカソードは、前記第1電極および前記第2電極にそれぞれ接続されている、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記スイッチング素子は、前記第1出力電極がソース電極であり、前記第2出力電極がドレイン電極であり、前記制御電極がゲート電極であるMISFETであり、
前記ソース電極は、前記半導体チップの中央部を横断する前記ゲートフィンガーによって2つに分離された領域を有し、
前記第1電極および前記第2電極は、前記2つに分離された前記ソース電極の領域のうち一方の領域の周縁に隣接して配置されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子は、前記第1出力電極がソース電極であり、前記第2出力電極がドレイン電極であり、前記制御電極がゲート電極であるMISFETである、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1電極および前記第2電極は、前記スイッチング素子の前記第1出力電極および前記第2出力電極がそれぞれ接続される端子から電気的に独立した端子に接続されている、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子は、少なくとも一対の前記pnダイオードを直列に接続した直列接続単位を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子は、少なくとも一対の前記pnダイオードを並列に接続している、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子は、少なくとも一対の前記pnダイオードを直列に接続した直列接続単位がお互いに逆向きに並列接続されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体基板は、SiC半導体層を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子は、前記SiC半導体層上のポリシリコン層中に形成されている、請求項10に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子を形成する前記ポリシリコン層は、前記制御電極と同一厚さを有する、請求項11に記載の半導体装置。
- 前記温度センス素子を形成する前記ポリシリコン層は、第2導電型のベース層と、前記ベース層の表面に選択的に導入された第1導電型の不純物領域を含む、請求項11または12に記載の半導体装置。
- 前記スイッチング素子は、前記半導体チップに形成され単位セルを区画するゲートトレンチと、前記ゲートトレンチに埋め込まれたゲート電極と、前記単位セルの表面部に形成された第1導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の表面部に形成された第2導電型のソース領域と、前記ボディ領域に対して前記ソース領域の反対側に形成された第2導電型のドレイン領域とを有するトレンチゲート型MISFETを含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体装置。
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