[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置以及應(yīng)變監(jiān)視裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310394835.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104061848A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安本恭章;梁瀨直子;尾原亮一;增子真吾;佐野賢也;垣內(nèi)賴人;野田隆夫;飯?zhí)锒刈?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): G01B7/16
• 分類號(hào): G01B7/16
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于2013年3月21日申請(qǐng)的在先日本專利申請(qǐng)2013－057711號(hào)并享受其優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含在本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

這里說(shuō)明的實(shí)施方式整體上涉及半導(dǎo)體裝置以及應(yīng)變監(jiān)視裝置。

背景技術(shù)

以往，用于電動(dòng)機(jī)控制電路、電力變換設(shè)備等的功率半導(dǎo)體裝置中，已知有功率半導(dǎo)體元件經(jīng)由焊料層而與銅基基板(copper base substarte)接合、并在該功率半導(dǎo)體元件的表面設(shè)有金屬箔應(yīng)變儀的裝置。

若通過(guò)通電而功率半導(dǎo)體元件發(fā)熱，則由于硅（Si）、焊料合金及銅（Cu）的熱膨脹系數(shù)的差異，在功率半導(dǎo)體元件及功率半導(dǎo)體元件附近發(fā)生熱應(yīng)變。應(yīng)變儀對(duì)其應(yīng)變量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

但是，在有望作為下一代功率半導(dǎo)體元件的碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體元件中，其使用溫度（200℃～400℃）比硅功率半導(dǎo)體元件的使用溫度（100℃～150℃）高。

其結(jié)果，存在應(yīng)變儀劣化而應(yīng)變儀的靈敏度以及響應(yīng)特性等降低的問(wèn)題。因而，存在SiC功率半導(dǎo)體裝置的可靠性受損的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供可靠性高的半導(dǎo)體裝置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體基板具有第1及第2區(qū)域。在上述半導(dǎo)體基板的上述第1區(qū)域中設(shè)有絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。設(shè)有應(yīng)變儀部，該應(yīng)變儀部具有：長(zhǎng)條的金屬電阻體，設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板的上述第2區(qū)域中的、上述半導(dǎo)體基板的上表面的內(nèi)側(cè)；第1絕緣膜，設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板與上述金屬電阻體之間，延伸至上述半導(dǎo)體基板的上述上表面；以及第2絕緣膜，跨過(guò)上述金屬電阻體而設(shè)置在上述第1絕緣膜上方。上述半導(dǎo)體基板載置于基板上。

發(fā)明效果

本發(fā)明能夠提供可靠性高的半導(dǎo)體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖2是表示搭載于實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體元件的圖。

圖3是放大表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體元件所具有的應(yīng)變儀部的剖視圖。

圖4是表示實(shí)施方式1的應(yīng)變監(jiān)視裝置的圖。

圖5是表示實(shí)施方式1的應(yīng)變監(jiān)視裝置的動(dòng)作的流程圖。

圖6是將實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造工序的主要部分按順序表示的剖視圖。

圖7是將實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造工序的主要部分按順序表示的剖視圖。

圖8是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造工序的主要部分的剖視圖。

圖9是表示搭載于實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體元件上的俯視圖。

圖10是表示搭載于實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置上的其他半導(dǎo)體元件的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分。對(duì)附圖中的相同部分賦予相同的編號(hào)并適當(dāng)省略其詳細(xì)說(shuō)明，而對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。

（實(shí)施方式1）

利用圖1～圖3對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。圖2是表示搭載于半導(dǎo)體裝置上的半導(dǎo)體元件的圖，圖2（a）是其俯視圖，圖2（b）是沿著圖2（a）的A－A線切斷并向箭頭方向觀察的剖視圖。圖3是放大表示半導(dǎo)體元件所具有的應(yīng)變儀部的剖視圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置10是用于以大電力動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)控制電路、電力變換設(shè)備等的碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體元件11是SiC半導(dǎo)體元件。半導(dǎo)體裝置10是搭載有兩個(gè)半導(dǎo)體元件11的所謂2合1（2in1）的半導(dǎo)體裝置。

在半導(dǎo)體元件11中，在SiC半導(dǎo)體基板12上以單片方式設(shè)有能夠進(jìn)行大電力的開(kāi)關(guān)的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOS晶體管）13、以及對(duì)由通電時(shí)的發(fā)熱引起的半導(dǎo)體基板12的熱應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)的應(yīng)變儀部14。

半導(dǎo)體基板12經(jīng)由焊料層18載置于基板15。基板15具有銅基基板15a、絕緣層15b以及電路圖案15c。在銅基基板15a上設(shè)有絕緣層15b，在絕緣層15b上設(shè)有電路圖案15c。半導(dǎo)體基板12與電路圖案15c電連接。

MOS晶體管13的源電極（未圖示）經(jīng)由焊料層19而與引線框20連接。應(yīng)變儀部14的儀器端子（未圖示）與儀器引線21連接。

基板15上安裝有筒狀的殼體22。筒狀的殼體22上蓋著蓋體23。通過(guò)基板15、殼體22以及蓋體23構(gòu)成了收納半導(dǎo)體元件11的箱型封裝。在封裝內(nèi)填充有樹(shù)脂24。引線框20以及儀器引線21從蓋體23側(cè)引出至外部。