[發明專利]半導體裝置和電子設備

在審

• 申請號: 201510293629.4
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN105280625A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 秋山悟;小林宏嘉;豬股久雄;齊藤正
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L29/808;H01L29/78
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

相關申請的交叉引用

于2014年6月2日提交的日本專利申請案號2014-114063的包括說明書、附圖和摘要的公開內容在此通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置和電子設備，以及當應用至例如用于空調器的逆變器、用于計算機電源的DC/DC變壓器、AC/AC逆變器、用于混合動力車輛和電動車輛等的逆變器模塊中所使用的功率半導體裝置、以及包括功率半導體裝置的電子設備時的一種有效技術。

背景技術

在國際專利公開案號2013/046439(專利文獻1)中已經描述了一種用于半導體裝置的安裝技術，其中共射共基(cascode)耦合了采用碳化硅(SiC)作為材料的一個結FET(結型場效應晶體管)、以及采用硅(Si)作為材料的一個MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)。

在美國專利No.6,535,050說明書(專利文獻2)中已經描述了一種用于共射共基耦合多個結FET與一個MOSFET的電路圖。

[相關技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]國際專利公開案號2013/046439

[專利文獻2]美國專利案號6,535,050說明書

發明內容

作為做出了改進擊穿電壓以及減小兼容的導通電阻的開關元件(功率半導體裝置)，存在已知的使用共射共基耦合系統的開關元件。使用共射共基耦合系統的開關元件具有其中例如使用比硅帶隙更大的材料的常通的結FET、與使用硅的常斷的MOSFET串聯耦合的配置。根據共射共基耦合系統的開關元件，可以獲得能夠由絕緣擊穿電壓大的結FET確保擊穿電壓并且通過由常通的結FET減小導通電阻以及由低擊穿電壓MOSFET減小導通電阻而改進擊穿電壓并減小導通電阻兼容性的開關元件。

在此，例如，需要用于混合動力車輛的逆變器模塊(電子設備)以具有大電流容量。因此，當使用共射共基耦合系統的功率半導體裝置采用作為配置逆變器模塊的功率半導體裝置時，需要增大半導體芯片的尺寸以便增大電流容量。也即，使用共射共基耦合系統的功率半導體裝置具有采用碳化硅作為材料由結FET所形成的結FET半導體芯片，以及采用硅作為材料由MOSFET形成的MOSFET半導體芯片。因此，為了增大電流容量，需要增大結FET半導體芯片的尺寸以及增大MOSFET半導體芯片的尺寸。

然而，根據本發明人的考查，結FET半導體芯片使用例如碳化硅作為材料，并且其晶體缺陷比采用硅作為材料的MOSFET半導體芯片更大。因此，已經發現特別地，當結FET半導體芯片的尺寸(有效尺寸)設計較大以增大電流容量時，對于結FET半導體芯片的正常產品成品率退化。也即，根據本發明人的考查，當在改進半導體裝置的制造成品率方面增大電流容量時存在改進使用共射共基耦合系統的半導體裝置的空間。

從本說明書的描述以及附圖將明確其他問題和創新性特征。

根據本發明一個方面的共射共基耦合系統的半導體裝置具有由多個結FET以分開方式形成的多個結FET半導體芯片，以及由MOSFET形成的MOSFET半導體芯片。

此外，根據本發明一個方面的電子設備包括共射共基耦合系統的半導體裝置，作為電耦合至負載并且驅動負載的半導體裝置。共射共基耦合系統的半導體裝置具有由多個結FET以分開方式形成的多個結FET半導體芯片，以及由MOSFET形成的MOSFET半導體芯片。

根據以上一個方面，可以改進半導體裝置的制造成品率。

附圖說明

圖1是示出了根據實施例1的采用共射共基耦合系統的功率半導體裝置的電路配置的圖示；

圖2是示出了采用通用共射共基耦合系統的功率半導體裝置的電路配置的圖示；

圖3A是示出了使用圖2中均示出作為開關元件的共射共基耦合結FET與MOSFET的逆變器的電路圖，圖3B是示出了當配置上部支路的開關元件導通時波形的圖示，以及圖3C是示出了當配置上部支路的開關元件關斷時波形的圖示；

圖4是示出了根據實施例2的功率半導體裝置的安裝結構的圖示；

圖5是示出了根據修改例1的功率半導體裝置的安裝結構的圖示；

圖6是示出了根據修改例2的功率半導體裝置的安裝結構的圖示；

圖7是示出了根據修改例2的功率半導體裝置的剖面的典型圖示以及沿著圖6的線A-A切割的剖視圖；

圖8是從密封本體MR的下表面側觀察的根據修改例2的功率半導體裝置的圖示；