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WO2021221042A1 - 半導体装置 - Google Patents

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Publication number
WO2021221042A1
WO2021221042A1 PCT/JP2021/016736 JP2021016736W WO2021221042A1 WO 2021221042 A1 WO2021221042 A1 WO 2021221042A1 JP 2021016736 W JP2021016736 W JP 2021016736W WO 2021221042 A1 WO2021221042 A1 WO 2021221042A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
terminal
electrode
semiconductor device
switching element
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/016736
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
政晴 中西
典明 川本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to CN202180029968.5A priority Critical patent/CN115428143A/zh
Priority to JP2022518074A priority patent/JP7550218B2/ja
Priority to DE212021000149.1U priority patent/DE212021000149U1/de
Priority to US17/920,554 priority patent/US12417954B2/en
Priority to DE112021001167.7T priority patent/DE112021001167T5/de
Publication of WO2021221042A1 publication Critical patent/WO2021221042A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2024150980A priority patent/JP2024164272A/ja
Priority to US19/265,564 priority patent/US20250343092A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H10W40/00
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/811Combinations of field-effect devices and one or more diodes, capacitors or resistors
    • H10W40/255
    • H10W70/481
    • H10W90/00
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325Silicon carbide
    • H10W70/465
    • H10W72/536
    • H10W72/5363
    • H10W72/5475
    • H10W72/884
    • H10W72/926
    • H10W74/00
    • H10W90/701
    • H10W90/734
    • H10W90/736
    • H10W90/756

Definitions

  • This disclosure relates to semiconductor devices.
  • Patent Document 1 discloses an example of a switching device (semiconductor device) including a switching element such as a MOSFET.
  • the switching element has a drain electrode, a gate electrode and a source electrode.
  • the semiconductor device disclosed in the document includes three terminals (gate terminal, source terminal and drain terminal).
  • the gate terminal is a terminal for inputting an electric signal to the gate electrode. The current converted based on the electric signal flows from the source electrode to the outside through the source terminal, and the current converted based on the electric signal flows toward the drain electrode via the drain terminal.
  • the junction temperature can be measured by using the body diode inside the switching element and the thermal resistance measuring instrument. For example, when a thermal resistance measuring instrument is used, after the application of the driving voltage to the switching element is completed, a current is passed through the body diode to measure the voltage with the thermal resistance measuring instrument, and the junction temperature can be estimated.
  • the measurement of the junction temperature using the above-mentioned thermal resistance measuring device is suitable for being performed in a laboratory, it cannot be performed in a situation where a semiconductor device is actually used (when the switching element is driven).
  • one object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of measuring the junction temperature when the switching element is driven.
  • the semiconductor device provided by the present disclosure has an element main surface and an element back surface facing opposite sides in a first direction, a drain electrode, a gate electrode, and a source electrode, and is between the drain electrode and the source electrode.
  • a switching element whose on / off control is controlled between the drain electrode and the source electrode by applying a driving voltage between the gate electrode and the source electrode in a state where a potential difference is applied;
  • a base having a front surface and a back surface and supporting the switching element so that the back surface of the element faces the front surface; a first terminal, each extending in a second direction perpendicular to the first direction. It includes a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • the switching element includes a temperature detection diode having a first electrode arranged on the main surface of the element.
  • the drain electrode, the gate electrode, and the source electrode are electrically connected to any of the first terminal, the second terminal, and the third terminal, respectively.
  • the first electrode is conducting with the fourth terminal via the first wire.
  • the junction temperature when the switching element is driven can be measured.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. It is a top view of the semiconductor device A1 shown in FIG. It is sectional drawing which follows the line III-III of FIG. It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. It is a figure which shows the circuit structure of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. It is a top view which shows the modification of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. It is a top view which shows the modification of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. It is a top view which shows the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG. It is a top view which shows the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. It is sectional drawing which follows the XIII-XIII line of FIG. It is a top view which shows the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. It is sectional drawing which follows the XV-XV line of FIG. It is a top view which shows the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. It is a top view which shows the modification of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII of FIG.
  • the semiconductor device A1 of the present embodiment includes a switching element 1, a lead frame 2, a gate wire 52, a source wire 53, a first wire 61, a second wire 62, and a sealing resin 7.
  • FIG. 1 is a perspective view of the semiconductor device A1.
  • FIG. 2 is a plane of the semiconductor device A1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the thickness direction of the semiconductor device A1 is perpendicular to the first direction z and the first direction z
  • the vertical direction of the plan view (FIG. 2) is the second direction y, the first direction z and the second direction.
  • the left-right direction of the plan view (FIG. 2) which is perpendicular to any of the directions y, is defined as the third direction x.
  • the terms "upper and lower” in the following description are used for convenience of explanation, and do not limit the installation posture of the semiconductor device A1 of the present
  • the switching element 1 is a switching element using Si or SiC as a base material, and is an element that realizes the switching function that the semiconductor device A1 should fulfill.
  • Examples of the switching element 1 include SiC-MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor), SiC-bipolar transistor (Bipolar Transistor), SiC-JFET (Junction Field Effect Transistor), and SiC-IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • SiC-MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
  • SiC-bipolar transistor Bipolar Transistor
  • SiC-JFET Joint Field Effect Transistor
  • SiC-IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the element main surface 11 is the upper surface of the switching element 1.
  • the element back surface 12 is the lower surface of the switching element 1.
  • the element main surface 11 and the element back surface 12 face each other in the first direction z.
  • the switching element 1 has a drain electrode 131, a gate electrode 132, and a source electrode 133.
  • the switching element 1 includes a temperature sensor.
  • the temperature sensor is a temperature detection diode 15, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the drain electrode 131 is arranged on the back surface 12 of the element.
  • the gate electrode 132 is arranged on the element main surface 11 (the surface opposite to the surface on which the drain electrode 131 is arranged).
  • the source electrode 133 is arranged on the element main surface 11 (the same surface as the surface on which the gate electrode 132 is formed).
  • the source electrode 133 is larger than the gate electrode 132.
  • the switching element 1 controls the drain electrode 131 and the source electrode 133 to be turned on / off by applying a driving voltage to the gate electrode 132 and the source electrode 133 in a state where a potential difference is applied to the drain electrode 131 and the source electrode 133.
  • the temperature detection diode 15 has a pn junction diode portion 150 built into the switching element 1 by a semiconductor process, and a first electrode 151 and a second electrode 152.
  • the pn junction diode portion 150 is formed on the element main surface 11 side, and the first electrode 151 and the second electrode 152 are arranged on the element main surface 11.
  • the first electrode 151 is an anode electrode and the second electrode 152 is a cathode electrode.
  • the switching element 1 has a rectangular shape in the thickness direction view (first direction z view).
  • the dimensions in the first direction z-view are 1 mm to 10 mm square.
  • the thickness direction dimension of the switching element 1 is, for example, 40 ⁇ m to 700 ⁇ m.
  • the switching element 1 is supported by a die pad 20 described later via a bonding material 3.
  • the bonding material 3 is a conductive bonding material formed by using, for example, TiniAg-based solder, SnAgCu-based solder, Pb solder, or fired Ag in order to conduct the drain electrode 131 of the switching element 1 and the die pad 20.
  • the lead frame 2 is a member having conductivity, and is joined to a circuit board (not shown) to form a conduction path between the switching element 1 and the circuit board.
  • the lead frame 2 is made of an alloy containing Cu as a main component. A part of the surface may be plated in consideration of corrosion resistance, conductivity, thermal conductivity, bondability, and the like.
  • the lead frame 2 is made of the same lead frame material, and includes a die pad 20, a first terminal 21, a second terminal 22, a third terminal 23, and a fourth terminal 24.
  • the die pad 20 has a front surface 20a and a back surface 20b.
  • the surface 20a is the upper surface of the die pad 20.
  • the surface 20a is a surface on which the switching element 1 is mounted, and as shown in FIGS. 3 to 5, the element back surface 12 of the switching element 1 faces the surface 20a.
  • the back surface 20b is the lower surface of the die pad 20. Both the front surface 20a and the back surface 20b are flat and face each other in the first direction z.
  • the die pad 20 is formed with a through hole 20c extending from the front surface 20a to the back surface 20b.
  • the through hole 20c is separated from the switching element 1 in the thickness direction view (first direction z view).
  • the through hole 20c is circular in the thickness direction, but its shape is not particularly limited.
  • the die pad 20 is an example of a "base”.
  • the first terminal 21, the second terminal 22, the third terminal 23, and the fourth terminal 24 are arranged apart from each other in the third direction x, and when the semiconductor device A1 is mounted on, for example, a circuit board (not shown). Used for.
  • the first terminal 21 is arranged apart from the die pad 20 and extends along the second direction y.
  • the first terminal 21 is arranged on the outermost side (left side in the figure) in the third direction x in the first direction z view.
  • the first terminal 21 has a first pad 211 and a tip portion 212.
  • the first pad 211 is closest to the die pad 20 in the second direction y.
  • the tip portion 212 is a tip portion of the first terminal 21 located on the opposite side of the first pad 211, and is located farthest from the die pad 20 in the second direction y.
  • a gate wire 52 is joined to the first pad 211.
  • the first terminal 21 is conducting to the gate electrode 132 via the gate wire 52.
  • the first terminal 21 is a gate terminal of the semiconductor device A1.
  • the second terminal 22 is arranged apart from the die pad 20 and extends along the second direction y.
  • the first terminal 21 is arranged on the outermost side (right side in the figure) in the third direction x in the first direction z view. As a result, the second terminal 22 and the first terminal 21 are located on the outermost side opposite to each other in the third direction x.
  • the second terminal 22 has a second pad 221 and a tip portion 222.
  • the second pad 221 is closest to the die pad 20 in the second direction y.
  • the tip portion 222 is a tip portion of the second terminal 22 located on the side opposite to the second pad 221 and is located at the position farthest from the die pad 20 in the second direction y.
  • a source wire 53 is joined to the second pad 221.
  • the second terminal 22 conducts to the source electrode 133 via the source wire 53.
  • the second terminal 22 is a source terminal of the semiconductor device A1.
  • a second wire 62 is joined to the second pad 221.
  • the second terminal 22 is conducting to the second electrode 152 via the second wire 62.
  • the third terminal 23 is connected to the die pad 20 and extends from the die pad 20 along the second direction y.
  • the third terminal 23 is one end (lower end in the figure) of the die pad 20 in the second direction y and the third direction x of the die pad 20 in the first direction z-view. Connects to the center of.
  • the third terminal 23 is located between the first terminal 21 and the second terminal 22 in the third direction x.
  • the third terminal 23 has an intermediate bent portion 233 and a tip portion 232. As shown in FIG. 5, the intermediate bent portion 233 is a portion of the third terminal 23 where the portion exposed from the sealing resin 7 is bent so as to be biased upward from the die pad 20 in the first direction z.
  • the tip portion 232 is the tip portion of the third terminal 23, and is located at the position farthest from the die pad 20 in the second direction y.
  • the third terminal 23 is conductive to the drain electrode 131 via the die pad 20 and the bonding material 3.
  • the third terminal 23 is a drain terminal of the semiconductor device A1.
  • the fourth terminal 24 is arranged apart from the die pad 20 and extends along the second direction y.
  • the fourth terminal 24 is located between the second terminal 22 and the third terminal 23 in the first direction z-view.
  • the fourth terminal 24 has a fourth pad 241 and a tip portion 242 and a bent portion 243.
  • the fourth pad 241 is closest to the die pad 20 in the second direction y.
  • the tip portion 242 is a tip portion of the fourth terminal 24 located on the opposite side of the fourth pad 241 and is located at the position farthest from the die pad 20 in the second direction y.
  • the bent portion 243 is located between the fourth pad 241 and the tip portion 242, and is provided closer to the fourth pad 241 in the second direction y.
  • the tip side of the fourth terminal 24 with respect to the bent portion 243 is biased to one side in the first direction z (the side facing the surface 20a of the die pad 20). Since the fourth terminal 24 has the bent portion 243, the tip portion 242 of the fourth terminal 24 has a higher tip portion 212, 222, 232 than the tip portions 212, 222, 232 of the first terminal 21, the second terminal 22, and the third terminal 23, respectively. It is biased to the one side (the side facing the surface 20a of the die pad 20) in one direction z.
  • the shape when the fourth terminal 24 extends straight from the fourth pad 241 to the tip portion 242 along the second direction y without having the bent portion 243 is illustrated by an imaginary line. Shown.
  • the first wire 61 is joined to the fourth pad 241 of the fourth terminal 24.
  • the fourth terminal 24 is conductive to the first electrode 151 via the first wire 61.
  • the distance (first distance d13) between the center line C1 of the first terminal 21 (gate terminal) and the center line C3 of the third terminal 23 (drain terminal) in the third direction x is the third. It is larger than the distance (second distance d34) between the center line C3 of the terminal 23 (drain terminal) and the center line C4 of the fourth terminal 24 in the third direction x. Further, the first distance d13 is larger than the distance (third distance d24) between the center line C4 of the fourth terminal 24 and the center line C2 of the second terminal 22 (source terminal) in the third direction x.
  • the second distance d34 and the third distance d24 are substantially the same. Further, the total of the second distance d34 and the third distance d24 is substantially the same as the first distance d13.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first pad 211 of the first terminal 21, and the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first terminal 21 are connected to each other. It is conducting. In FIG. 4, the gate wire 52 is omitted.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the second pad 221 of the second terminal 22, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the second terminal 22. In FIGS. 4 and 5, the source wire 53 is omitted.
  • the first wire 61 is joined to the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth pad 241 of the fourth terminal 24, and the first electrode 151 and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is conductive with the 4 terminals 24. In FIG. 5, the first wire 61 is omitted.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the second pad 221 of the second terminal 22, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other.
  • the two terminals 22 are made conductive.
  • the gate wire 52, the source wire 53, the first wire 61 and the second wire 62 are made of, for example, Al (aluminum), an Al alloy, Cu or a Cu alloy.
  • the wire diameter of the source wire 53 may be larger than the wire diameter of the other wires 52, 61, 62.
  • a plurality of source wires 53 may be provided.
  • the sealing resin 7 covers the switching element 1, a part of the lead frame 2, the gate wire 52, the source wire 53, the first wire 61, and the second wire 62, and is a member that protects them.
  • the sealing resin 7 is a part of the die pad 20, the first terminal 21 (mainly the first pad 211), and the second terminal 22 (mainly the second pad 221) of the lead frame 2. ), A part of the third terminal 23 (mainly the intermediate bent portion 233), and a part of the fourth terminal 24 (mainly the fourth pad 241).
  • the sealing resin 7 is a thermosetting synthetic resin having electrical insulation.
  • the material of the sealing resin 7 is not particularly limited, and may be made of, for example, a black epoxy resin, and may be appropriately mixed with a filler.
  • the sealing resin 7 has a resin main surface 71, a resin back surface 72, a pair of resin first side surfaces 73, and a pair of resin second side surfaces 74.
  • the resin main surface 71 is the upper surface of the sealing resin 7 shown in FIGS. 3 to 5, and is a surface facing the same side as the surface 20a of the die pad 20.
  • the resin back surface 72 is the lower surface of the sealing resin 7 shown in FIGS. 3 to 5, and is a surface facing the same side as the back surface 20b of the die pad 20.
  • the resin main surface 71 and the resin back surface 72 are surfaces facing the first direction z, and face opposite to each other.
  • the pair of resin first side surfaces 73 are surfaces formed so as to be separated from each other in the second direction y.
  • the pair of resin first side surfaces 73 face each other in the second direction y.
  • the upper end of the resin first side surface 73 shown in FIG. 5 is connected to the resin main surface 71, and the lower end of the resin first side surface 73 shown in FIG. 5 is connected to the resin back surface 72.
  • a part of each of the first terminal 21, the second terminal 22, the third terminal 23, and the fourth terminal 24 is exposed from one of the resin first side surfaces 73.
  • the pair of resin second side surfaces 74 are surfaces formed so as to be separated from each other in the third direction x as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the pair of resin second side surfaces 74 face each other in the third direction x.
  • the upper end of the resin second side surface 74 shown in FIGS. 3 and 4 is connected to the resin main surface 71, and the lower end of the resin second side surface 74 shown in FIGS. 3 and 4 is connected to the resin back surface 72.
  • the sealing resin 7 is formed with a pair of recesses 75 that are recessed inside the sealing resin 7 from above each of the pair of resin second side surfaces 74 shown in FIG. Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the sealing resin 7 is formed with a resin through hole 76 extending from the resin main surface 71 to the resin back surface 72. In the present embodiment, the center of the resin through hole 76 is the same as the center of the through hole 20c in the die pad 20. Further, the diameter of the resin through hole 76 is smaller than the diameter of the through hole 20c. In the present embodiment, all the hole walls of the through holes 20c are covered with the sealing resin 7. Unlike the embodiment of the present embodiment, the through hole 20c and the resin through hole 76 may not be formed.
  • the back surface 20b of the die pad 20 is covered with the sealing resin 7, but unlike this, the back surface 20b is sealed without being covered with the sealing resin 7. It may be configured to be exposed from the resin back surface 72 of the resin 7.
  • the width of the third terminal 23 near the base end is larger than the width of the other first terminal 21, the second terminal 22, and the fourth terminal 24.
  • the width of the third terminal 23 near the base end may be about the same as the width of the first terminal 21, the second terminal 22, and the fourth terminal 24.
  • the width dimensions of the portions exposed from the sealing resin 7 at the first terminal 21, the second terminal 22, the third terminal 23, and the fourth terminal 24 are the same.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of the semiconductor device A1 of the present embodiment.
  • the fourth terminal 24 is conductive to the first electrode 151 of the temperature detection diode 15.
  • the second terminal 22, which is the source terminal, is conducting to the second electrode 152 of the temperature detection diode 15.
  • the semiconductor device A1 of the present embodiment includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a gate terminal, a source terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 24.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (second terminal 22 in this embodiment) via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the second terminal 22 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature depends on the resistance change of the diode.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, the junction temperature is measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1 by providing the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15. Can be done.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the second terminal 22 which is the source terminal.
  • the source terminal (second terminal 22) is connected to the ground as a reference potential, and the potential is substantially stable at 0 V.
  • the junction temperature can be stably measured even if a current is passed through the temperature detection diode 15.
  • Such a configuration is suitable for stably measuring the junction temperature when the switching element 1 is driven while suppressing an increase in the number of terminals.
  • the first terminal 21 (gate terminal) and the second terminal 22 (source terminal) are the first. It is located on the outermost side opposite to each other in the three directions x.
  • the third terminal 23 (drain terminal) is located between the first terminal 21 and the second terminal 22 in the third direction x. According to such a configuration, the arrangement of the first terminal 21, the second terminal 22, and the third terminal 23 (gate terminal, source terminal, and drain terminal) is the same as that of the conventional three-terminal type switching device (semiconductor device). Therefore, it is easy to mount it on a circuit board or the like.
  • the first distance d13 in the third direction x between the center line C1 of the first terminal 21 and the center line C3 of the third terminal 23 is the first of the center line C3 of the third terminal 23 and the center line C4 of the fourth terminal 24. It is larger than the third distance d24 in the third direction x of the second distance d34 in the three directions x and the center line C4 of the fourth terminal 24 and the center line C2 of the second terminal 22.
  • the fourth terminal 24 is located at the center of the three terminals 23, 24, and 22 arranged in a state where the distance between them is relatively small. According to such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23.
  • the tip side of the bent portion 243 is biased to one side in the first direction z (the side facing the surface 20a of the die pad 20). Even with such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23. Further, when the range from the bent portion 243 to the sealing resin 7 in the portion exposed from the sealing resin 7 in the fourth terminal 24 is covered with an insulating resin by, for example, a potting process, the third terminal 23 (drain) It is possible to appropriately secure the creepage distance between the terminal) and the second terminal 22 (source terminal). In this case, it is possible to increase the withstand voltage between the third terminal 23 (drain terminal) and the second terminal 22 (source terminal).
  • the fourth terminal 24 may have a configuration that does not have a bent portion 243.
  • the fourth terminal 24 extends straight along the second direction y, and the position (position in the vertical direction) of the fourth terminal 24 in the first direction z is The positions of the first terminal 21, the second terminal 22, and the third terminal 23 are substantially aligned with the positions in the first direction z of each.
  • the point that the fourth terminal 24 may be configured not to have the bent portion 243 is the same in the variations described later.
  • FIG. 7 shows a first modification of the semiconductor device A1 according to the first embodiment described above.
  • the configurations of the first terminal 21 and the third terminal 23 and the joining states of the gate wire 52, the source wire 53, and the second wire 62 are mainly different from those of the semiconductor device A1 described above. It's different.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the same or similar elements as the semiconductor device A1 of the above embodiment are designated by the same reference numerals as those of the above embodiment, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the first terminal 21 is connected to the die pad 20 and extends from the die pad 20 along the second direction y.
  • the third terminal 23 is connected to the left end in the figure in the third direction x of the die pad 20.
  • the first terminal 21 has an intermediate bent portion 213 and a tip portion 212.
  • the intermediate bent portion 213 is a portion of the first terminal 21 that is bent so that the portion exposed from the sealing resin 7 is deflected upward from the die pad 20 in the first direction z.
  • the first terminal 21 is conductive to the drain electrode 131 via the die pad 20 and the bonding material 3.
  • the first terminal 21 is a drain terminal of the semiconductor device A11.
  • the third terminal 23 is arranged apart from the die pad 20 and extends along the second direction y.
  • the third terminal 23 has a third pad 231 and a tip portion 232.
  • the third pad 231 is closest to the die pad 20 in the second direction y.
  • a source wire 53 is joined to the third pad 231.
  • the third terminal 23 is conducting to the source electrode 133 via the source wire 53.
  • the third terminal 23 is a source terminal of the semiconductor device A11.
  • a second wire 62 is joined to the third pad 231.
  • the third terminal 23 is conducting to the second electrode 152 via the second wire 62.
  • a gate wire 52 is joined to the second pad 221.
  • the second terminal 22 conducts to the gate electrode 132 via the gate wire 52.
  • the second terminal 22 is a gate terminal of the semiconductor device A11.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the second pad 221 of the second terminal 22, and conducts the gate electrode 132 of the switching element 1 and the second terminal 22.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the third pad 231 of the third terminal 23, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the third terminal 23.
  • the first wire 61 is joined to the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth pad 241 of the fourth terminal 24, and the first electrode 151 and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is conductive with the 4 terminals 24.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the third pad 231 of the third terminal 23, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other.
  • the 3 terminals 23 are made conductive.
  • the semiconductor device A11 includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a drain terminal, a gate terminal, and a source terminal, and also includes a fourth terminal 24.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (third terminal 23 in this modification) via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the third terminal 23 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature of the resistance change of the diode depends on the temperature.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, the junction temperature is measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1 by providing the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15. Can be done.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the third terminal 23, which is the source terminal.
  • the source terminal (third terminal 23) is connected to the ground as a reference potential, and the potential is substantially stable at 0 V.
  • the junction temperature can be stably measured even if a current is passed through the temperature detection diode 15.
  • Such a configuration is suitable for stably measuring the junction temperature when the switching element 1 is driven while suppressing an increase in the number of terminals.
  • the first distance d13 in the third direction x between the center line C1 of the first terminal 21 and the center line C3 of the third terminal 23 is the first of the center line C3 of the third terminal 23 and the center line C4 of the fourth terminal 24. It is larger than the third distance d24 in the third direction x of the second distance d34 in the three directions x and the center line C4 of the fourth terminal 24 and the center line C2 of the second terminal 22.
  • the fourth terminal 24 is located at the center of the three terminals 23, 24, and 22 arranged in a state where the distance between them is relatively small. According to such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23.
  • the third terminal 23, which is the source terminal, is adjacent to the first terminal 21 which is the drain terminal in the third direction x in the first direction z view.
  • the first distance d13 between the first terminal 21 and the third terminal 23 in the third direction x is relatively large, and the creepage between the first terminal 21 (drain terminal) and the third terminal 23 (source terminal). It is possible to secure the distance as appropriate. This makes it possible to increase the withstand voltage between the first terminal 21 (drain terminal) and the third terminal 23 (source terminal).
  • FIG. 8 shows a second modification of the semiconductor device A1 according to the first embodiment described above.
  • the semiconductor device A12 of this modification is different from the above-mentioned semiconductor device A1 in the bonding state of each of the gate wire 52, the source wire 53, and the second wire 62.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the configurations of the first terminal 21, the second terminal 22, the third terminal 23, and the fourth terminal 24 are the same as those of the above-mentioned semiconductor device A1 (see FIG. 2).
  • a source wire 53 is joined to the first pad 211 of the first terminal 21.
  • the first terminal 21 is conducting to the source electrode 133 via the source wire 53.
  • the first terminal 21 is a source terminal of the semiconductor device A12.
  • a second wire 62 is joined to the first pad 211.
  • the first terminal 21 is conducting to the second electrode 152 via the second wire 62.
  • a gate wire 52 is joined to the second pad 221 of the second terminal.
  • the second terminal 22 conducts to the gate electrode 132 via the gate wire 52.
  • the second terminal 22 is a gate terminal of the semiconductor device A12.
  • the third terminal 23 is conductive to the drain electrode 131 via the die pad 20 and the bonding material 3.
  • the third terminal 23 is a drain terminal of the semiconductor device A12.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the second pad 221 of the second terminal 22, and conducts the gate electrode 132 of the switching element 1 and the second terminal 22.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the first pad 211 of the first terminal 21, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the first terminal 21.
  • the first wire 61 is joined to the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth pad 241 of the fourth terminal 24, and the first electrode 151 and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is conductive with the 4 terminals 24.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the first pad 211 of the first terminal 21, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is electrically connected to the 1 terminal 21.
  • the semiconductor device A12 includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 24.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (first terminal 21 in this modification) via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the third terminal 23 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature of the resistance change of the diode depends on the temperature.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured.
  • the junction temperature can be measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1. ..
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the first terminal 21 which is a source terminal.
  • the source terminal (first terminal 21) is connected to the ground as a reference potential, and the potential is substantially stable at 0 V.
  • the junction temperature can be stably measured even if a current is passed through the temperature detection diode 15.
  • Such a configuration is suitable for stably measuring the junction temperature when the switching element 1 is driven while suppressing an increase in the number of terminals.
  • the first terminal 21 (source terminal) and the second terminal 22 (gate terminal) are the first terminals. It is located on the outermost side opposite to each other in the three directions x.
  • the third terminal 23 (drain terminal) is located between the first terminal 21 and the second terminal 22 in the third direction x. According to such a configuration, the arrangement of the first terminal 21, the second terminal 22, and the third terminal 23 (source terminal, gate terminal, and drain terminal) is the same as that of the conventional three-terminal type switching device (semiconductor device). Therefore, it is easy to mount it on a circuit board or the like.
  • the first distance d13 in the third direction x between the center line C1 of the first terminal 21 and the center line C3 of the third terminal 23 is the first of the center line C3 of the third terminal 23 and the center line C4 of the fourth terminal 24. It is larger than the third distance d24 in the third direction x of the second distance d34 in the three directions x and the center line C4 of the fourth terminal 24 and the center line C2 of the second terminal 22.
  • the fourth terminal 24 is located at the center of the three terminals 23, 24, and 22 arranged in a state where the distance between them is relatively small. According to such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23.
  • the first terminal 21 which is a source terminal is adjacent to the third terminal 23 which is a drain terminal in the third direction x in the first direction z view.
  • the first distance d13 between the first terminal 21 and the third terminal 23 in the third direction x is relatively large, and the first terminal 21 (source terminal) and the third terminal 23 (drain terminal) It is possible to secure the creepage distance of. This makes it possible to increase the withstand voltage between the first terminal 21 (source terminal) and the third terminal 23 (drain terminal).
  • the semiconductor device A2 of the present embodiment includes a substrate 2A and a first terminal 41, a second terminal 42, a third terminal 43, and a fourth terminal 44 in place of the lead frame 2 of the above embodiment.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the substrate 2A has an insulating layer 25, a front surface conductive layer 26, and a back surface metal layer 27.
  • the insulating layer 25 is a plate-shaped member made of an insulating material.
  • the insulating layer 25 has a rectangular shape in the first direction z-view.
  • the material of the substrate 2A is not particularly limited, and is made of, for example, ceramics such as alumina, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and graphite.
  • the surface conductive layer 26 is laminated and arranged on the upper surface of the substrate 2A, and is mainly for forming a conduction path to the switching element 1.
  • the material of the surface conductive layer 26 is not particularly limited, and may be formed of a metal such as Cu and an alloy thereof, and may have a plating layer of Ni, Ag or the like, if necessary.
  • the method for forming the surface conductive layer 26 is not particularly limited, and for example, a metal plate member may be joined to the upper surface of the substrate 2A.
  • the surface conductive layer 26 has a front surface 26a and a back surface 26b.
  • the surface 26a is the upper surface of the surface conductive layer 26.
  • the surface 26a (the surface 26a portion of the drain electrode portion 261 described later) is a surface on which the switching element 1 is mounted, and the element back surface 12 of the switching element 1 faces the surface 26a.
  • the back surface 26b is the lower surface of the surface conductive layer 26. Both the front surface 26a and the back surface 26b are flat and face each other in the first direction z.
  • the surface conductive layer 26 has a drain electrode portion 261 and a source electrode portion 263.
  • the drain electrode portion 261 is a portion where the switching element 1 is mounted and the third terminal 43 is joined.
  • the switching element 1 is supported by the insulating layer 25 and the drain electrode portion 261 (surface conductive layer 26) via the bonding material 3.
  • the drain electrode portion 261 is sized to occupy the majority of the surface conductive layer 26.
  • the source electrode portion 263 is a portion that conducts to the source electrode 133 of the switching element 1 and is joined to the second terminal 42.
  • the source electrode portion 263 is separated from the drain electrode portion 261.
  • the surface conductive layer 26 having the above configuration is an example of the “base”.
  • the back surface metal layer 27 is laminated and arranged on the lower surface of the substrate 2A.
  • the back surface metal layer 27, the drain electrode portion 261 and the switching element 1 are insulated from each other.
  • the back surface metal layer 27 is formed in a size and shape that covers most of the lower surface of the substrate 2A. That is, the back surface metal layer 27 overlaps substantially the entire drain electrode portion 261 and the switching element 1 in the first direction z-view.
  • the first terminal 41, the second terminal 42, the third terminal 43, and the fourth terminal 44 form a conduction path between the outside of the semiconductor device A2 and the switching element 1.
  • These terminals 41 to 44 are arranged apart from each other in the third direction x, and are used when mounting the semiconductor device A2 on, for example, a circuit board (not shown).
  • the first terminal 41 extends along the second direction y and has a joint portion 411, a bent portion 412, and a tip portion 413.
  • the joint portion 411 is a portion joined to the upper surface of the substrate 2A, and is a root portion of the first terminal 41.
  • the joining method between the joining portion 411 and the upper surface of the substrate 2A is not particularly limited, and for example, joining using various joining materials may be appropriately adopted.
  • the bent portion 412 is a bent portion connected to the joint portion 411, and has a shape that separates the portion between the bent portion 412 and the tip portion 413 from the back surface metal layer 27 in the first direction z.
  • the tip portion 413 is the tip of the first terminal 41 located on the opposite side of the joint portion 411.
  • a gate wire 52 is joined to the joint portion 411.
  • the first terminal 41 is conducting to the gate electrode 132 via the gate wire 52.
  • the first terminal 41 is a gate terminal of the semiconductor device A2.
  • the second terminal 42 extends along the second direction y and is arranged on the outermost side (right side in the figure) in the third direction x in the first direction z view.
  • the second terminal 42 has a joint portion 421, a bent portion 422, and a tip portion 423.
  • the joint portion 421 is a portion joined to the source electrode portion 263, and is a root portion of the second terminal 42.
  • the bonding method between the bonding portion 421 and the source electrode portion 263 is not particularly limited, and various methods such as bonding using a conductive bonding material, ultrasonic bonding, and resistance welding may be appropriately adopted. In this embodiment, a conductive bonding material is used.
  • the bent portion 422 is a bent portion connected to the joint portion 421, and has a shape that separates the portion between the bent portion 422 and the tip portion 423 from the back surface metal layer 27 in the first direction z.
  • the tip portion 423 is the tip of the second terminal 42 located on the opposite side of the joint portion 421.
  • a source wire 53 is joined to the source electrode portion 263.
  • the second terminal 42 conducts to the source electrode 133 via the source electrode portion 263 and the source wire 53.
  • the second terminal 42 is a source terminal of the semiconductor device A2.
  • a second wire 62 is joined to the source electrode portion 263.
  • the second terminal 42 conducts to the second electrode 152 via the source electrode portion 263 and the second wire 62.
  • the third terminal 43 extends along the second direction y, and is arranged between the first terminal 41 and the second terminal 42 in the third direction x in the first direction z view.
  • the third terminal 43 has a joint portion 431, a bent portion 432, and a tip portion 433.
  • the joint portion 431 is a portion joined to the drain electrode portion 261 and is a root portion of the third terminal 43.
  • the bonding method between the bonding portion 431 and the drain electrode portion 261 is not particularly limited, and various methods such as bonding using a conductive bonding material, ultrasonic bonding, and resistance welding may be appropriately adopted. In this embodiment, a conductive bonding material is used.
  • the bent portion 432 is a bent portion connected to the joint portion 431, and has a shape that separates the portion between the bent portion 432 and the tip portion 433 from the back surface metal layer 27 in the first direction z.
  • the tip portion 433 is the tip of the third terminal 43 located on the opposite side of the joint portion 431.
  • the second terminal 42 is conductive to the drain electrode 131 via the drain electrode portion 261 and the bonding material 3.
  • the third terminal 43 is a drain terminal of the semiconductor device A2.
  • the fourth terminal 44 extends along the second direction y, and is arranged between the second terminal 42 and the third terminal 43 in the third direction x in the first direction z view.
  • the fourth terminal 44 has a joint portion 441, a bent portion 442, a tip portion 443, and a bent portion 444.
  • the joint portion 441 is a portion joined to the upper surface of the substrate 2A, and is a root portion of the fourth terminal 44.
  • the joining method between the joining portion 441 and the upper surface of the substrate 2A is not particularly limited, and for example, joining using various joining materials may be appropriately adopted.
  • the bent portion 442 is a bent portion connected to the joint portion 441, and has a shape that separates the portion between the bent portion 442 and the tip portion 443 from the back surface metal layer 27 in the first direction z.
  • the tip portion 443 is the tip of the fourth terminal 44 located on the opposite side of the joint portion 441.
  • the bent portion 444 is located at the bent portion 442 and the tip portion 443, and is provided closer to the bent portion 442.
  • the bent portion 444 has a shape that separates the portion between the bent portion 444 and the tip portion 443 from the back surface metal layer 27 in the first direction z.
  • the tip side of the fourth terminal 44 with respect to the bent portion 444 is biased to one side in the first direction z (the side facing the surface 26a of the surface conductive layer 26). Since the fourth terminal 44 has the bent portion 444, the tip portion 443 of the fourth terminal 44 is more than the tip portions 413, 423, 433 of the first terminal 41, the second terminal 42, and the third terminal 43, respectively. It is biased to the one side (the side facing the surface 26a of the surface conductive layer 26) in one direction z.
  • the first wire 61 is joined to the joint portion 441 of the fourth terminal 44.
  • the fourth terminal 44 is conductive to the first electrode 151 via the first wire 61.
  • the distance (first distance d13) between the center line C1 of the first terminal 41 (gate terminal) and the center line C3 of the third terminal 43 (drain terminal) in the third direction x is the third. It is larger than the distance (second distance d34) between the center line C3 of the terminal 43 (drain terminal) and the center line C4 of the fourth terminal 44 in the third direction x. Further, the first distance d13 is larger than the distance (third distance d24) between the center line C4 of the fourth terminal 44 and the center line C2 of the second terminal 42 (source terminal) in the third direction x.
  • the second distance d34 and the third distance d24 are substantially the same. Further, the total of the second distance d34 and the third distance d24 is substantially the same as the first distance d13.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the joint portion 411 of the first terminal 41, and conducts the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first terminal 41. I'm letting you. In FIG. 10, the gate wire 52 is omitted.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the source electrode portion 263, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the second terminal 42. In FIGS. 10 and 11, the source wire 53 is omitted.
  • the first wire 61 is joined to the joint portion 441 of the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth terminal 44, and the first electrodes 151 and the fourth of the temperature detection diode 15 are joined. It is conductive with the terminal 44. In FIG. 11, the first wire 61 is omitted.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the source electrode portion 263 of the second terminal 42, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other.
  • the two terminals 42 are made conductive.
  • the sealing resin 7 includes a switching element 1, a part of the substrate 2A, a part of the first terminal 41, a part of the second terminal 42, a part of the third terminal 43, a part of the fourth terminal 44, and a gate wire. It covers 52, the source wire 53, the first wire 61, and the second wire 62, and protects them.
  • the sealing resin 7 has a resin main surface 71, a resin back surface 72, a pair of resin first side surfaces 73, and a pair of resin second side surfaces 74.
  • the resin main surface 71 is the upper surface of the sealing resin 7 shown in FIGS. 10 and 11, and is a surface facing the same side as the surface 26a of the surface conductive layer 26.
  • the resin back surface 72 is the lower surface of the sealing resin 7 shown in FIGS. 10 and 11, and is a surface facing the same side as the back surface 26b of the surface conductive layer 26.
  • the resin main surface 71 and the resin back surface 72 are surfaces facing the first direction z, and face opposite to each other.
  • the entire one side of the back metal layer 27 is exposed from the resin back surface 72 of the sealing resin 7.
  • One side of the back surface metal layer 27 is flush with the resin back surface 72.
  • the pair of resin first side surfaces 73 are surfaces formed so as to be separated from each other in the second direction y.
  • the pair of resin first side surfaces 73 face each other in the second direction y.
  • the upper end of the resin first side surface 73 shown in FIG. 11 is connected to the resin main surface 71, and the lower end of the resin first side surface 73 shown in FIG. 11 is connected to the resin back surface 72.
  • a part of each of the first terminal 41, the second terminal 42, the third terminal 43, and the fourth terminal 44 is exposed from one of the resin first side surfaces 73.
  • the pair of resin second side surfaces 74 are surfaces formed so as to be separated from each other in the third direction x as shown in FIG.
  • the pair of resin second side surfaces 74 face each other in the third direction x.
  • the upper end of the resin second side surface 74 shown in FIG. 10 is connected to the resin main surface 71, and the lower end of the resin second side surface 74 shown in FIG. 10 is connected to the resin back surface 72.
  • the semiconductor device A2 of the present embodiment includes a first terminal 41, a second terminal 42, and a third terminal 43 corresponding to three terminals of a gate terminal, a source terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 44.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 44 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (second terminal 42 in this embodiment) via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 44 and the second terminal 42 that conduct with the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature of the resistance change of the diode depends on the temperature.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, the junction temperature is measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1 by providing the dedicated fourth terminal 44 for conducting the temperature detection diode 15. Can be done.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the second terminal 42, which is the source terminal.
  • the source terminal (second terminal 42) is connected to the ground as a reference potential, and the potential is substantially stable at 0 V.
  • the junction temperature can be stably measured even if a current is passed through the temperature detection diode 15.
  • Such a configuration is suitable for stably measuring the junction temperature when the switching element 1 is driven while suppressing an increase in the number of terminals.
  • the first terminal 41 (gate terminal) and the second terminal 42 (source terminal) are the first terminals. It is located on the outermost side opposite to each other in the three directions x. Further, the third terminal 43 (drain terminal) is located between the first terminal 41 and the second terminal 42 in the third direction x. According to such a configuration, the arrangement of the first terminal 41, the second terminal 42, and the third terminal 43 (gate terminal, source terminal, and drain terminal) is the same as that of the conventional three-terminal type switching device (semiconductor device). Therefore, it is easy to mount it on a circuit board or the like.
  • the first distance d13 in the third direction x between the center line C1 of the first terminal 41 and the center line C3 of the third terminal 43 is the first of the center line C3 of the third terminal 43 and the center line C4 of the fourth terminal 44.
  • the second distance d34 in the three directions x and the center line C4 of the fourth terminal 44 and the center line C2 of the second terminal 42 are larger than the third distance d24 in the third direction x.
  • the fourth terminal 44 is located at the center of the three terminals 43, 44, 42 arranged in a state where the distance between them is relatively small. According to such a configuration, the dedicated fourth terminal 44 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 41 to 43.
  • the tip end side of the bent portion 444 is biased to one side in the first direction z (the side facing the surface 26a of the surface conductive layer 26). Even with such a configuration, the dedicated fourth terminal 44 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 41 to 43. Further, when the range from the bent portion 444 to the sealing resin 7 of the portion exposed from the sealing resin 7 in the fourth terminal 44 is covered with an insulating resin by, for example, a potting process, the third terminal 43 (drain) It is possible to appropriately secure the creepage distance between the terminal) and the second terminal 42 (source terminal). In this case, it is possible to increase the withstand voltage between the third terminal 43 (drain terminal) and the second terminal 42 (source terminal).
  • the fourth terminal 44 may have a configuration that does not have a bent portion 444.
  • the fourth terminal 44 extends straight along the second direction y, and the positions of the fourth terminal 44 in the first direction z (positions in the vertical direction) are the first terminal 41, the second terminal 42, and the third terminal. 43 Substantially aligned with the position in each first direction z.
  • FIG. 12 and 13 show the semiconductor device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A3 of the present embodiment has a different configuration of the temperature detection diode 15 from the semiconductor device A1 of the above embodiment.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is arranged on the element main surface 11, while the second electrode 152 is arranged on the element back surface 12.
  • the pn junction diode portion 150 is formed in the thickness direction (first direction z) of the switching element 1.
  • the drain electrode 131 arranged on the back surface 12 of the element also serves as the second electrode 152.
  • the third terminal 23, which is a drain terminal, is electrically connected to the drain electrode 131 (second electrode 152) via the die pad 20 and the joining material 3.
  • the second wire 62 is not provided.
  • the semiconductor device A3 of the present embodiment includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a gate terminal, a source terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 24.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (third terminal 23 in this embodiment).
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the third terminal 23 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature of the resistance change of the diode depends on the temperature.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, the junction temperature is measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1 by providing the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15. Can be done.
  • the first terminal 21 (gate terminal) and the second terminal 22 (source terminal) are the first. It is located on the outermost side opposite to each other in the three directions x. Further, the third terminal 23 (drain terminal) is located between the first terminal 21 and the second terminal 22 in the third direction x. According to such a configuration, the arrangement of the first terminal 21, the second terminal 22, and the third terminal 23 (gate terminal, source terminal, and drain terminal) is the same as that of the conventional three-terminal type switching device (semiconductor device). Therefore, it is easy to mount it on a circuit board or the like.
  • the first distance d13 in the third direction x between the center line C1 of the first terminal 21 and the center line C3 of the third terminal 23 is the first of the center line C3 of the third terminal 23 and the center line C4 of the fourth terminal 24. It is larger than the third distance d24 in the third direction x of the second distance d34 in the three directions x and the center line C4 of the fourth terminal 24 and the center line C2 of the second terminal 22.
  • the fourth terminal 24 is located at the center of the three terminals 23, 24, and 22 arranged in a state where the distance between them is relatively small. According to such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23.
  • the tip side of the bent portion 243 is biased to one side in the first direction z (the side facing the surface 20a of the die pad 20). Even with such a configuration, the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15 can be easily distinguished from the other first to third terminals 21 to 23. Further, when the range from the bent portion 243 to the sealing resin 7 in the portion exposed from the sealing resin 7 in the fourth terminal 24 is covered with an insulating resin by, for example, a potting process, the third terminal 23 (drain) It is possible to appropriately secure the creepage distance between the terminal) and the second terminal 22 (source terminal). In this case, it is possible to increase the withstand voltage between the third terminal 23 (drain terminal) and the second terminal 22 (source terminal).
  • the semiconductor device A4 of the present embodiment is different from the above-mentioned semiconductor device A1 in the specific configuration of the first terminal 21 to the fourth terminal 24, and accordingly, the gate wire 52, the source wire 53, the first wire 61, and the semiconductor device A4.
  • the bonding state of the second wire 62 is appropriately different from that of the above-mentioned semiconductor device A1.
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the first terminal 21 is arranged apart from the die pad 20 and extends to one side (lower side in the drawing) of the second direction y.
  • the first terminal 21 is arranged on the outermost side (left side in the figure) in the third direction x in the first direction z view.
  • the first terminal 21 has a first pad 211 and a tip portion 212.
  • the first terminal 21 is conducting to the gate electrode 132 via the gate wire 52.
  • the first terminal 21 is a gate terminal of the semiconductor device A4.
  • the second terminal 22 is separated from the die pad 20 and is arranged on one side of the second direction y (lower side in the drawing of FIG. 14).
  • the second terminal 22 has a second pad 221 and a plurality of tip portions 222.
  • the second pad 221 is arranged from the center to the right end in the third direction x in the first direction z view.
  • the plurality of tip portions 222 are arranged at intervals from each other in the third direction x, and each is connected to the second pad 221.
  • the second terminal 22 (second pad 221) is conducting to the source electrode 133 via the source wire 53.
  • the second terminal 22 is a source terminal of the semiconductor device A4.
  • a second wire 62 is joined to the second pad 221.
  • the second terminal 22 is conducting to the second electrode 152 via the second wire 62.
  • the third terminal 23 is connected to the die pad 20 and is arranged on the other side of the second direction y (upper side in the drawing of FIG. 14) with respect to the die pad 20.
  • the third terminal 23 is elongated in the third direction x.
  • the third terminal 23 is conductive to the drain electrode 131 via the die pad 20 and the bonding material 3.
  • the third terminal 23 is a drain terminal of the semiconductor device A4.
  • the fourth terminal 24 is arranged apart from the die pad 20 and extends to one side of the second direction y (lower side in the drawing of FIG. 14).
  • the fourth terminal 24 is arranged to the left in the figure in the third direction x in the first direction z view.
  • the fourth terminal 24 has a fourth pad 241 and a tip portion 242.
  • a first wire 61 is joined to the fourth pad 241 of the fourth terminal 24.
  • the fourth terminal 24 is conductive to the first electrode 151 via the first wire 61.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first pad 211 of the first terminal 21, and the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first terminal 21 are connected to each other. It is conducting.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the second pad 221 of the second terminal 22, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the second terminal 22. Note that the source wire 53 is omitted in FIG.
  • the first wire 61 is joined to the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth pad 241 of the fourth terminal 24, and the first electrode 151 and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is conductive with the 4 terminals 24.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the second pad 221 of the second terminal 22, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other.
  • the two terminals 22 are made conductive. In FIG. 15, the second wire 62 is omitted.
  • the semiconductor device A4 includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a gate terminal, a source terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 24.
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to another terminal (second terminal 22 in this embodiment) via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the second terminal 22 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature depends on the resistance change of the diode.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, the junction temperature is measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1 by providing the dedicated fourth terminal 24 for conducting the temperature detection diode 15. Can be done.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the second terminal 22 which is the source terminal.
  • the source terminal (second terminal 22) is connected to the ground as a reference potential, and the potential is substantially stable at 0 V.
  • the junction temperature can be stably measured even if a current is passed through the temperature detection diode 15.
  • Such a configuration is suitable for stably measuring the junction temperature when the switching element 1 is driven while suppressing an increase in the number of terminals.
  • FIG. 16 shows a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A5 of the present embodiment is additionally provided with the fifth terminal 250 as compared with the semiconductor device A4 described above, and accordingly, the bonding state of the second wire 62 is different from that of the semiconductor device A4 described above. ..
  • the sealing resin 7 is permeated, and the sealing resin 7 is shown by an imaginary line.
  • the fifth terminal 250 is arranged apart from the die pad 20 and extends to one side of the second direction y (lower side in the drawing of FIG. 16). The fifth terminal 250 is arranged closer to the center in the figure in the third direction x in the first direction z view.
  • the fifth terminal 250 has a fifth pad 251 and a tip portion 252.
  • a second wire 62 is joined to the fifth pad 251.
  • the fifth terminal 250 is conducting to the second electrode 152 via the second wire 62.
  • the gate wire 52 is joined to the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first pad 211 of the first terminal 21, and the gate electrode 132 of the switching element 1 and the first terminal 21 are connected to each other. It is conducting.
  • the source wire 53 is joined to the source electrode 133 of the switching element 1 and the second pad 221 of the second terminal 22, and conducts the source electrode 133 of the switching element 1 and the second terminal 22.
  • the first wire 61 is joined to the first electrode 151 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fourth pad 241 of the fourth terminal 24, and the first electrode 151 and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It is conductive with the 4 terminals 24.
  • the second wire 62 is joined to the second electrode 152 of the switching element 1 (temperature detection diode 15) and the fifth pad 251 of the fifth terminal 250, and the second electrode 152 and the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 are joined to each other. It conducts with the 5-terminal 250.
  • the semiconductor device A5 includes a first terminal 21, a second terminal 22, and a third terminal 23 corresponding to three terminals of a gate terminal, a source terminal, and a drain terminal, and also includes a fourth terminal 24 and a fifth terminal 250. ..
  • the switching element 1 includes a temperature detection diode 15, and the first electrode 151 of the temperature detection diode 15 is conducting with the fourth terminal 24 via the first wire 61.
  • the second electrode 152 of the temperature detection diode 15 is conducting to the fifth terminal 250 via the second wire 62.
  • a current is passed through the temperature detection diode 15 by using the fourth terminal 24 and the fifth terminal 250 which are conductive to the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the temperature of the resistance change of the diode depends on the temperature.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured. Further, in the present embodiment, by providing the dedicated fourth terminal 24 and fifth terminal 250 for conducting the temperature detection diode 15, the switching element 1 is driven and the junction is used by using the temperature detection diode 15. The temperature can be measured.
  • the semiconductor device according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present disclosure can be freely redesigned.
  • FIGS. 17 and 18 are diagrams showing a modification of the semiconductor device according to the third embodiment.
  • the second electrode 152 for example, the cathode electrode or the anode electrode
  • the temperature sensor (diode for temperature detection) 15 is the drain electrode 131 of the switching element 1. It was shared with. That is, the second electrode 152 and the drain electrode 131 are directly bonded to each other without the intervention of individual connecting members such as wires, or the second electrode 152 and the drain electrode 131 are integrally formed with each other. rice field.
  • one electrode of the temperature sensor 15 (cathode electrode 152 in the illustrated example) is directly connected to the source electrode 133 of the element on the upper surface of the switching element 1. That is, in the semiconductor device A6, the cathode electrode 152 and the source electrode 133 are shared in the chip.
  • a diode 150 provided on the main surface of the SiC substrate is used as the temperature sensor 15 (see FIG. 18).
  • the temperature sensor 15 includes a cathode made of polysilicon doped with p-type impurities and an anode made of polysilicon doped with n-type impurities.
  • An insulating film is formed between the SiC substrate and the temperature sensor 15, but the illustration is omitted.
  • a gate electrode 132 is formed in the active region of the SiC substrate via a gate insulating film.
  • the active region includes a source region doped with n-type impurities and a body region doped with p-type impurities, but the illustration is omitted.
  • An interlayer insulating film is formed on the surface of the SiC substrate, and a source electrode 133 made of a metal such as aluminum is formed on the interlayer insulating film.
  • the gate electrode 132 is electrically separated from the source electrode 133, the source region, and the body region by an interlayer insulating film and a gate insulating film.
  • the source electrode 133 is electrically connected to the source region and the body region of the SiC substrate via an opening provided in the interlayer insulating film.
  • An anode electrode 151 and a cathode electrode 152 are formed on the upper part of the temperature sensor 15.
  • the anode electrode 151 and the cathode electrode 152 are electrically connected to the anode and cathode of the diode through the openings of the interlayer insulating film, respectively.
  • the cathode electrode 152 is shared with the source electrode 133.
  • the cathode electrode 152 and the source electrode 133 are electrically connected to each other via an intermediate conductive connecting portion 152a.
  • the cathode electrode 152, the intermediate connecting portion 152a, and the source electrode 133 are integrally formed of the same conductive material as a whole, and the dotted lines described to show the boundaries between these members in FIGS. 17 and 18 are for convenience. It is a thing. Unless otherwise specified, the configuration of the semiconductor device A6 is the same as the configuration of the semiconductor device A2 of the second embodiment shown in FIGS. 9 to 11, except that the two electrodes are shared. Therefore, the description of common members will be omitted.
  • a temperature sensor that is, a terminal 42 and a terminal 44 conducting with the temperature detection diode 15 are used to pass a current through the temperature detection diode 15 to measure the voltage, and the resistance change of the diode.
  • the junction temperature of the switching element 1 can be measured by utilizing the temperature dependence of. Further, in this modification, by providing the dedicated terminal 44 for conducting the temperature detection diode 15, the junction temperature can be measured by using the temperature detection diode 15 while driving the switching element 1. ..
  • the source electrode 133 and the source terminal 42 are connected by a wire 53, but a metal plate made of copper (for example, a long metal piece having a rectangular cross section) may be used instead of the wire 53. good.
  • the source electrode 133 and the source terminal 42 and the metal plate are joined via a joining material such as solder.
  • the connection between the gate electrode 132 and the gate terminal 41 and the connection between the anode electrode 151 and the terminal 44 may be performed by the wire 52 and the wire 61, or a metal plate may be used instead of the wires 52 and 61. It may be connected using.
  • the source electrode 133 and the source terminal 42 are joined via a metal plate, it is preferable that a nickel-plated layer or a nickel / palladium / gold-plated layer is formed on the source electrode 133 (and thus the cathode electrode 152). .. In this case, the same plating structure as that of the source electrode 133 is formed on the anode electrode 151 and the gate electrode 132.
  • Appendix 1 The gate electrode and the back surface of the element facing opposite sides in the first direction, and a drain electrode, a gate electrode, and a source electrode are provided, and a potential difference is applied between the drain electrode and the source electrode.
  • a switching element whose on / off control is performed between the drain electrode and the source electrode by applying a drive voltage between the source electrodes, and A base having a front surface and a back surface facing each other in the first direction and supporting the switching element so that the back surface of the element faces the front surface.
  • a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal, each of which extends in a second direction perpendicular to the first direction, are provided.
  • the switching element includes a temperature detection diode having a first electrode arranged on the element main surface.
  • the drain electrode, the gate electrode, and the source electrode are electrically connected to any of the first terminal, the second terminal, and the third terminal, respectively.
  • Appendix 2. The first terminal, the second terminal, the third terminal, and the fourth terminal extend along one side of the second direction and are perpendicular to both the first direction and the second direction. They are located apart from each other in the third direction The first terminal and the second terminal are located on the outermost side opposite to each other in the third direction, and the third terminal is located between the first terminal and the second terminal in the third direction.
  • the semiconductor device according to Appendix 1 wherein the fourth terminal is located between the second terminal and the third terminal.
  • Appendix 3. The temperature detection diode has a second electrode and has a second electrode.
  • Appendix 4. The first distance between the first terminal and the third terminal in the third direction is the second distance between the third terminal and the fourth terminal in the third direction, and the fourth terminal and the second terminal.
  • the gate electrode and the source electrode are arranged on the main surface of the element, and the drain electrode is arranged on the back surface of the element.
  • Appendix 13 The semiconductor device according to any one of Supplementary note 2 to 11, further comprising a substrate having a surface conductive layer constituting the base and an insulating layer on which the surface conductive layer is laminated. Appendix 14.
  • the tip of at least one side of the fourth terminal in the second direction is more than the tip of one of the first terminal, the second terminal and the third terminal in the first direction.
  • Appendix 15. The first terminal, the second terminal, and the fourth terminal are arranged on one side of the second direction and separated from each other in a third direction which is perpendicular to both the first direction and the second direction. And are arranged The third terminal is arranged on the other side of the second direction.
  • the semiconductor device according to Appendix 1 wherein the gate electrode is conducting to the first terminal, the source electrode is conducting to the second terminal, and the drain electrode is conducting to the third terminal.
  • the temperature detection diode has a second electrode and has a second electrode.
  • a fifth terminal extending to the one side in the second direction is provided.
  • the temperature detection diode has a second electrode and has a second electrode.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 18, further comprising a sealing resin that covers the base, parts of the first to fourth terminals, and the switching element.
  • Appendix 20 The semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 19, wherein the switching element is a SiC switching element.
  • Appendix 21 It includes a switching element, a first external terminal, a second external terminal, a third external terminal, and a fourth external terminal.
  • the switching element is The element main surface and element back surface facing opposite sides in the first direction,
  • the first main electrode source electrode / emitter electrode
  • the gate electrode arranged on the main surface of the element and
  • the second main electrode drain electrode / collector electrode
  • a diode for temperature detection with an anode and a cathode It has a first electrode that is electrically connected to one of the anode and the cathode and is arranged on the main surface of the device.
  • the first external terminal is electrically connected to the second main electrode.
  • the second external terminal is electrically connected to the gate electrode.
  • the third external terminal is electrically connected to the first main electrode.
  • the fourth external terminal is electrically connected to the first electrode.
  • the anode is electrically connected to one of the first external terminal and the fourth external terminal
  • the cathode is electrically connected to the other of the first external terminal and the fourth external terminal.
  • Appendix 21 further includes a sealing resin that seals the switching element and also seals a part of each of the first external terminal, the second external terminal, the third external terminal, and the fourth external terminal.
  • Appendix 23. A first conductive member that connects the first main electrode and the third external terminal to each other, A second conductive member that connects the gate electrode and the second external terminal to each other,
  • the first conductive member, the second conductive member, and the third conductive member are either a bonding wire or a metal plate, the bonding wire is made of either aluminum or copper, and the metal plate is formed of the metal plate.
  • Appendix 27 By applying a driving voltage between the gate electrode and the first main electrode while a potential difference is applied between the first main electrode and the second main electrode, the first main electrode and the second main electrode can be separated from each other.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 21 to Supplementary note 26, which has a configuration in which on / off control is performed.
  • Appendix 28 The semiconductor device according to any one of Supplementary note 21 to Supplementary note 27, further comprising a base portion facing the back surface of the element and supporting the switching element.
  • Appendix 29 It includes a switching element, a first external terminal, a second external terminal, a third external terminal, and a fourth external terminal.
  • the switching element is The element main surface and element back surface facing opposite sides in the first direction,
  • the first main electrode source electrode / emitter electrode
  • the gate electrode arranged on the main surface of the element and
  • the second main electrode drain electrode / collector electrode
  • a diode for temperature detection with an anode and a cathode It has a first electrode that is electrically connected to one of the anode and the cathode and is arranged on the main surface of the device.
  • the first external terminal is electrically connected to the second main electrode.
  • the second external terminal is electrically connected to the gate electrode.
  • the third external terminal is electrically connected to the first main electrode.
  • the fourth external terminal is electrically connected to the first electrode.
  • the anode is electrically connected to one of the third external terminal and the fourth external terminal
  • the cathode is electrically connected to the other of the third external terminal and the fourth external terminal.
  • Appendix 29 further comprises a sealing resin that seals the switching element and also seals a part of each of the first external terminal, the second external terminal, the third external terminal, and the fourth external terminal.
  • Appendix 31. A first conductive member that connects the first main electrode and the third external terminal to each other, A second conductive member that connects the gate electrode and the second external terminal to each other,
  • the first conductive member, the second conductive member, and the third conductive member are either a bonding wire or a metal plate, the bonding wire is made of either aluminum or copper, and the metal plate is formed of the metal plate.
  • Appendix 35 By applying a driving voltage between the gate electrode and the first main electrode in a state where a potential difference is applied between the first main electrode and the second main electrode, the first main electrode and the second main electrode can be separated from each other.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 29 to Supplementary note 34, which has a configuration in which on / off control is performed.
  • Appendix 36 The semiconductor device according to any one of Appendix 29 to Appendix 35, further comprising a base that faces the back surface of the element and supports the switching element.

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Abstract

半導体装置は、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極を有するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を支持する基部と、各々が同じ方向に延びる第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、を備える。前記スイッチング素子は、当該素子の主面に配置された第1電極を有する温度検出用ダイオードを備える。前記ドレイン電極、前記ゲート電極および前記ソース電極は、各々、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している。前記第1電極は、第1ワイヤを介して前記第4端子と導通している。

Description

半導体装置
 本開示は、半導体装置に関する。
 特許文献1には、MOSFETなどのスイッチング素子を備えたスイッチングデバイス(半導体装置)の一例が開示されている。スイッチング素子は、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極を有する。同文献に開示された半導体装置は、3本の端子(ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子)を備える。ゲート端子はゲート電極に電気信号を入力するための端子である。当該電気信号に基づき変換された電流がソース電極からソース端子を介して外部に流れ、当該電気信号に基づき変換された電流がドレイン端子を介してドレイン電極に向けて流れる。
 上記特許文献1に示した半導体装置等において、故障の有無、寿命や信頼性は動作時の温度と密接に関連するので、半導体素子の接合部温度(ジャンクション温度)を正確に知ることが要求される。半導体素子がMOSFETの場合、スイッチング素子内部のボディダイオードと熱抵抗測定器を利用することで、ジャンクション温度を測定することができる。たとえば、熱抵抗測定器を用いると、スイッチング素子への駆動電圧の印加を終えた後にボディダイオードに電流を流して電圧を熱抵抗測定器で測定し、ジャンクション温度を見積もることができる。
 しかしながら、上記した熱抵抗測定器を利用したジャンクション温度の測定は、実験室内で行うのに適する一方、半導体装置を実際に使用する状況(スイッチング素子の駆動時)において行うことができなかった。
特開2019-121745号公報
 上記した事情に鑑み、本開示は、スイッチング素子の駆動時におけるジャンクション温度を測定することが可能な半導体装置を提供することを一の課題とする。
 本開示よって提供される半導体装置は、第1方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極と、を有し、前記ドレイン電極および前記ソース電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記ソース電極間に駆動電圧を与えることによって、前記ドレイン電極および前記ソース電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と;前記第1方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有し、前記素子裏面が前記表面に向かい合うように前記スイッチング素子を支持する基部と;各々が前記第1方向に対して直角である第2方向に延出する第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、を備える。前記スイッチング素子は、前記素子主面に配置された第1電極を有する温度検出用ダイオードを備える。前記ドレイン電極、前記ゲート電極および前記ソース電極は、各々、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している。前記第1電極は、第1ワイヤを介して前記第4端子と導通している。
 上記構成によれば、たとえば、スイッチング素子の駆動時におけるジャンクション温度を測定することができる。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
第1実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。 図1に示す半導体装置A1の平面図である。 図2のIII-III線に沿う断面図である。 図2のIV-IV線に沿う断面図である。 図2のV-V線に沿う断面図である。 第1実施形態に係る半導体装置の回路構成を示す図である。 第1実施形態に係る半導体装置の変形例を示す平面図である。 第1実施形態に係る半導体装置の変形例を示す平面図である。 第2実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図9のX-X線に沿う断面図である。 図9のXI-XI線に沿う断面図である。 第3実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図12のXIII-XIII線に沿う断面図である。 第4実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図14のXV-XV線に沿う断面図である。 第5実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図12に示す半導体装置の変形例を示す平面図である。 図17のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。
 以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
 図1~図5は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A1は、スイッチング素子1、リードフレーム2、ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53、第1ワイヤ61、第2ワイヤ62および封止樹脂7を備えている。
 図1は、半導体装置A1の斜視図である。図2は、半導体装置A1の平面である。図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。図4は、図2のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図2のV-V線に沿う断面図である。図2においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。理解の便宜上、半導体装置A1の厚さ方向を第1方向z、第1方向zに対して直角である、平面図(図2)の上下方向を第2方向y、第1方向zおよび第2方向yのいずれにも直角である、平面図(図2)の左右方向を第3方向xとそれぞれ定義する。なお、以下の説明における「上下」の語句は、説明の便宜を図るために用いるものであり、本開示の半導体装置A1の設置姿勢を限定するものではない。
 スイッチング素子1は、SiやSiCを母材とするスイッチング素子であり、半導体装置A1が果たすべきスイッチング機能を実現する素子である。スイッチング素子1としては、たとえば、SiC-MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)、SiC-バイポーラトランジスタ(Bipolar Transistor)、SiC-JFET(Junction Field Effect Transistor)、SiC-IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等が挙げられ、本実施形態においては、スイッチング素子1がSiC-MOSFETである場合を例に説明する。
 図3、図4に示すように、素子主面11は、スイッチング素子1の上面である。素子裏面12は、スイッチング素子1の下面である。素子主面11および素子裏面12は、第1方向zにおいて互いに反対側を向いている。
 図2~図5に示すように、スイッチング素子1は、ドレイン電極131、ゲート電極132およびソース電極133を有する。スイッチング素子1は、温度センサを備える。図示の例では、温度センサは、温度検出用ダイオード15であるが、本開示がこれに限定されるわけではない。
 ドレイン電極131は、素子裏面12に配置されている。ゲート電極132は、素子主面11(ドレイン電極131が配置された面とは反対側の面)に配置されている。ソース電極133は、素子主面11(ゲート電極132が形成された面と同じ面)に配置されている。ソース電極133は、ゲート電極132よりも大である。スイッチング素子1は、ドレイン電極131およびソース電極133に電位差を与えた状態でゲート電極132およびソース電極133に駆動電圧を与えることによって、ドレイン電極131およびソース電極133がオン/オフ制御される。
 温度検出用ダイオード15は、半導体プロセスによりスイッチング素子1に作り込まれたpn接合ダイオード部150と、第1電極151および第2電極152とを有する。本実施形態において、pn接合ダイオード部150は素子主面11側に形成されており、第1電極151および第2電極152は、素子主面11に配置されている。本実施形態において、第1電極151はアノード電極であり、第2電極152はカソード電極である。
 本実施形態において、スイッチング素子1は、厚さ方向視(第1方向z視)において、矩形状をなす。スイッチング素子1の寸法の一例を挙げると、第1方向z視の寸法が1mm~10mm角である。スイッチング素子1の厚さ方向寸法は、たとえば40μm~700μmである。
 スイッチング素子1は、接合材3を介して後述のダイパッド20に支持されている。接合材3は、スイッチング素子1のドレイン電極131とダイパッド20とを導通させるべく、たとえばTiNiAg系はんだやSnAgCu系はんだ、Pbはんだ、焼成Agを用いて形成された導電性接合材である。
 リードフレーム2は、導通性を有する部材であり、回路基板(図示略)に接合されることにより、スイッチング素子1と回路基板との導通経路を構成する。リードフレーム2は、Cuを主成分とする合金からなる。耐食性、導電性、熱伝導性、あるいは、接合性などを考慮して、表面の一部にめっきを施していてもよい。リードフレーム2は、同一のリードフレーム材料から構成されており、ダイパッド20、第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24を含む。
 ダイパッド20は、表面20aおよび裏面20bを有する。表面20aは、ダイパッド20の上面である。表面20aは、スイッチング素子1が搭載された面であり、図3~図5に示すように、スイッチング素子1の素子裏面12が表面20aに向かい合っている。裏面20bは、ダイパッド20の下面である。表面20aおよび裏面20bはともに、平坦であり、第1方向zにおいて互いに反対側を向いている。
 本実施形態において、ダイパッド20には、表面20aから裏面20bに至る貫通孔20cが形成されている。貫通孔20cは、厚さ方向視(第1方向z視)において、スイッチング素子1から離間している。本実施形態においては、貫通孔20cは、厚さ方向視において、円形であるが、その形状は特に限定されない。上記のダイパッド20は、「基部」の一例である。
 第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24は、第3方向xにおいて互いに離間して配置されており、半導体装置A1をたとえば回路基板(図示略)に実装する際に用いられる。
 図2に示すように、第1端子21は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yに沿って延びている。第1端子21は、第1方向z視において第3方向xにおける最も外側(図中左側)に配置されている。第1端子21は、第1パッド211および先端部212を有する。第1パッド211は、第2方向yにおいてダイパッド20に最も近接している。先端部212は、第1パッド211とは反対側に位置する第1端子21の先端部位であり、第2方向yにおいてダイパッド20から最も離れた位置にある。第1パッド211には、ゲートワイヤ52が接合されている。第1端子21は、ゲートワイヤ52を介してゲート電極132に導通している。本実施形態においては、第1端子21は、半導体装置A1のゲート端子である。
 第2端子22は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yに沿って延びている。第1端子21は、第1方向z視において第3方向xにおける最も外側(図中右側)に配置されている。これにより、第2端子22および上記の第1端子21は、第3方向xにおいて互いに反対側の最も外側に位置する。第2端子22は、第2パッド221および先端部222を有する。第2パッド221は、第2方向yにおいてダイパッド20に最も近接している。先端部222は、第2パッド221とは反対側に位置する第2端子22の先端部位であり、第2方向yにおいてダイパッド20から最も離れた位置にある。第2パッド221には、ソースワイヤ53が接合されている。第2端子22は、ソースワイヤ53を介してソース電極133に導通している。本実施形態において、第2端子22は、半導体装置A1のソース端子である。第2パッド221には、第2ワイヤ62が接合されている。第2端子22は、第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 第3端子23は、ダイパッド20とつながっており、当該ダイパッド20から第2方向yに沿って延びている。本実施形態において、図2に示すように、第3端子23は、第1方向z視において、ダイパッド20の第2方向yにおける一方端(図中下端)、且つ、ダイパッド20の第3方向xにおける中央につながる。第3端子23は、第3方向xにおいて第1端子21と第2端子22との間に位置する。第3端子23は、中間屈曲部233および先端部232を有する。図5に示すように、中間屈曲部233は、第3端子23において封止樹脂7から露出する部分が第1方向zにおいてダイパッド20から図中上方に偏倚するように屈曲する部分である。先端部232は、第3端子23の先端部位であり、第2方向yにおいてダイパッド20から最も離れた位置にある。第3端子23は、ダイパッド20および接合材3を介してドレイン電極131に導通している。本実施形態において、第3端子23は、半導体装置A1のドレイン端子である。
 第4端子24は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yに沿って延びている。第4端子24は、第1方向z視において第2端子22と第3端子23との間に位置する。第4端子24は、第4パッド241、先端部242および屈曲部243を有する。第4パッド241は、第2方向yにおいてダイパッド20に最も近接している。先端部242は、第4パッド241とは反対側に位置する第4端子24の先端部位であり、第2方向yにおいてダイパッド20から最も離れた位置にある。屈曲部243は、第4パッド241と先端部242との間に位置しており、第2方向yにおいて第4パッド241寄りに設けられている。
 図1、図2から理解されるように、第4端子24のうち屈曲部243よりも先端側が第1方向zの片側(ダイパッド20の表面20aが向く側)に偏倚している。第4端子24が屈曲部243を有することで、第4端子24の先端部242は、第1端子21、第2端子22および第3端子23それぞれの先端部212,222,232よりも、第1方向zの上記片側(ダイパッド20の表面20aが向く側)に偏倚している。図1においては、本実施形態と異なり、第4端子24が屈曲部243を有さずに第4パッド241から先端部242まで第2方向yに沿って真っ直ぐ延びる場合の形状を、想像線で示している。
 第4端子24の第4パッド241には、第1ワイヤ61が接合されている。第4端子24は、第1ワイヤ61を介して第1電極151に導通している。
 図2に示すように、第1端子21(ゲート端子)の中心線C1と第3端子23(ドレイン端子)の中心線C3との第3方向xにおける距離(第1距離d13)は、第3端子23(ドレイン端子)の中心線C3と第4端子24の中心線C4との第3方向xにおける距離(第2距離d34)よりも大である。また、第1距離d13は、第4端子24の中心線C4と第2端子22(ソース端子)の中心線C2との第3方向xにおける距離(第3距離d24)よりも大である。本実施形態においては、第2距離d34と第3距離d24とは、実質的に同じである。また、第2距離d34および第3距離d24の合計は、第1距離d13と実質的に同じである。
 図2に示すように、ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21の第1パッド211とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21とを導通させている。図4においてはゲートワイヤ52を省略している。
 ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22とを導通させている。図4、図5においてはソースワイヤ53を省略している。
 第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子24の第4パッド241とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子24とを導通させている。図5においては第1ワイヤ61を省略している。
 第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第2端子22とを導通させている。
 ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53、第1ワイヤ61および第2ワイヤ62は、たとえばAl(アルミニウム)、Al合金、CuあるいはCu合金からなる。なお、ソースワイヤ53については、当該ソースワイヤ53の線径が他のワイヤ52,61,62の線径よりも大きくされてもよい。複数のソースワイヤ53を設けてもよい。
 封止樹脂7は、スイッチング素子1、リードフレーム2の一部、ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53、第1ワイヤ61および第2ワイヤ62を覆っており、これらを保護する部材である。具体的には、封止樹脂7は、リードフレーム2のうち、ダイパッド20、第1端子21の一部(主に第1パッド211)、第2端子22の一部(主に第2パッド221)、第3端子23の一部(主に中間屈曲部233)、第4端子24の一部(主に第4パッド241)を覆っている。封止樹脂7は、電気絶縁性を有する熱硬化性の合成樹脂である。封止樹脂7の材質は特に限定されず、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなり、適宜フィラーが混入されていてもよい。
 本実施形態において、封止樹脂7は、樹脂主面71、樹脂裏面72、一対の樹脂第1側面73、および一対の樹脂第2側面74を有する。樹脂主面71は、図3~図5に示す封止樹脂7の上面であり、ダイパッド20の表面20aと同じ側を向く面である。樹脂裏面72は、図3~図5に示す封止樹脂7の下面であり、ダイパッド20の裏面20bと同じ側を向く面である。樹脂主面71および樹脂裏面72は、第1方向zを向く面であって、互いに反対側を向いている。
 一対の樹脂第1側面73は、図5に示すように、第2方向yに離間して形成された面である。一対の樹脂第1側面73は、第2方向yにおいて互いに反対側を向いている。図5に示す樹脂第1側面73の上端が樹脂主面71につながり、図5に示す樹脂第1側面73の下端が樹脂裏面72につながっている。本実施形態においては、一方の樹脂第1側面73から、第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24のそれぞれ一部が露出している。
 一対の樹脂第2側面74は、図3、図4に示すように第3方向xに離間して形成された面である。一対の樹脂第2側面74は、第3方向xにおいて互いに反対側を向いている。図3、図4に示す樹脂第2側面74の上端が樹脂主面71につながり、図3、図4に示す樹脂第2側面74の下端が樹脂裏面72につながっている。
 封止樹脂7には、図1に示す一対の樹脂第2側面74のそれぞれ上部から封止樹脂7の内部に窪む一対の凹部75が形成されている。また、図1および図5に示すように、封止樹脂7には、樹脂主面71から樹脂裏面72に至る樹脂貫通孔76が形成されている。本実施形態においては、樹脂貫通孔76の中心は、ダイパッド20における貫通孔20cの中心と同一である。また、樹脂貫通孔76の直径は、貫通孔20cの直径よりも小である。本実施形態においては、貫通孔20cの孔壁はすべて、封止樹脂7によって覆われている。本実施形態の態様と異なり、貫通孔20cおよび樹脂貫通孔76が形成されていない構成としてもよい。本実施形態では、図3~図5に示すようにダイパッド20の裏面20bが封止樹脂7に覆われているが、これとは異なり、裏面20bが封止樹脂7に覆われずに封止樹脂7の樹脂裏面72から露出する構成としてもよい。
 本実施形態では、第3端子23の基端部寄りの幅(図2における第3方向xの寸法)が他の第1端子21、第2端子22および第4端子24の幅よりも大とされるが、第3端子23の基端部寄りの幅が第1端子21、第2端子22および第4端子24の幅と同程度であってもよい。この場合、第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24において封止樹脂7から露出する部分の幅寸法が揃う。
 図6は、本実施形態の半導体装置A1の回路構成を示すブロック図である。図2を参照して説明したように、第4端子24は、温度検出用ダイオード15の第1電極151に導通している。ソース端子である第2端子22は、温度検出用ダイオード15の第2電極152に導通している。
 次に、本実施形態の作用効果について説明する。
 本実施形態の半導体装置A1は、ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して他の端子(本実施形態では第2端子22)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第2端子22を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、ソース端子である第2端子22に導通している。ソース端子(第2端子22)は、基準電位としてのグランドにつながれており、電位が実質的に0Vで安定している。この第2端子22を温度検出用ダイオード15の端子として共用することで、温度検出用ダイオード15に電流を流しても安定してジャンクション温度を測定することができる。このような構成は、端子数の増加を抑制しつつ、スイッチング素子1の駆動時にジャンクション温度を安定的に測定するのに適する。
 ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23について、第1端子21(ゲート端子)および第2端子22(ソース端子)は、第3方向xにおいて互いに反対側の最も外側に位置する。第3端子23(ドレイン端子)は、第3方向xにおいて第1端子21と第2端子22との間に位置する。このような構成によれば、第1端子21、第2端子22および第3端子23(ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子)の配置が従来の3端子型のスイッチングデバイス(半導体装置)と同様であるので、回路基板等への実装の対応が容易である。
 第1端子21の中心線C1と第3端子23の中心線C3との第3方向xにおける第1距離d13は、第3端子23の中心線C3と第4端子24の中心線C4との第3方向xにおける第2距離d34および第4端子24の中心線C4と第2端子22の中心線C2との第3方向xにおける第3距離d24よりも大きい。これにより、第4端子24は、相互間の距離が相対的に小さい状態で並んだ3本の端子23,24,22の中央に位置する。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。
 第4端子24において、屈曲部243よりも先端側が第1方向zの片側(ダイパッド20の表面20aが向く側)に偏倚している。このような構成によっても、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。さらに、第4端子24において封止樹脂7から露出する部分のうち屈曲部243から封止樹脂7に至るまでの範囲について、たとえばポッティング処理などによって絶縁性樹脂で覆うと、第3端子23(ドレイン端子)と第2端子22(ソース端子)との沿面距離を適宜確保することが可能である。この場合、第3端子23(ドレイン端子)と第2端子22(ソース端子)との耐電圧を高めることが可能である。
 第4端子24は、屈曲部243を有さない構成としてもよい。この場合、図1において想像線で示したように、第4端子24は第2方向yに沿って真っ直ぐ延びており、第4端子24の第1方向zにおける位置(上下方向における位置)は、第1端子21、第2端子22および第3端子23それぞれの第1方向zにおける位置と実質的に揃っている。第4端子24が屈曲部243を有さない構成としてもよい点は、後述のバリエーションにおいても同様である。
 図7は、上記した第1実施形態に係る半導体装置A1の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A11は、主に第1端子21および第3端子23の構成と、ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53および第2ワイヤ62の各々の接合状態とが、上記の半導体装置A1と異なっている。図7においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。図7以降の図面において、上記実施形態の半導体装置A1と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
 図7に示した半導体装置A11において、第1端子21は、ダイパッド20とつながっており、当該ダイパッド20から第2方向yに沿って延びている。図7に示すように、第3端子23は、ダイパッド20の第3方向xにおける図中左端につながる。第1端子21は、中間屈曲部213および先端部212を有する。中間屈曲部213は、第1端子21において封止樹脂7から露出する部分が第1方向zにおいてダイパッド20から上方に偏倚するように屈曲する部分である。第1端子21は、ダイパッド20および接合材3を介してドレイン電極131に導通している。第1端子21は、半導体装置A11のドレイン端子である。
 第3端子23は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yに沿って延びている。第3端子23は、第3パッド231および先端部232を有する。第3パッド231は、第2方向yにおいてダイパッド20に最も近接している。第3パッド231には、ソースワイヤ53が接合されている。第3端子23は、ソースワイヤ53を介してソース電極133に導通している。第3端子23は、半導体装置A11のソース端子である。また、第3パッド231には、第2ワイヤ62が接合されている。第3端子23は、第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 第2端子22において、第2パッド221には、ゲートワイヤ52が接合されている。第2端子22は、ゲートワイヤ52を介してゲート電極132に導通している。第2端子22は、半導体装置A11のゲート端子である。
 ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第2端子22とを導通させている。ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133と第3端子23の第3パッド231とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第3端子23とを導通させている。第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子24の第4パッド241とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子24とを導通させている。第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第3端子23の第3パッド231とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第3端子23とを導通させている。
 半導体装置A11は、ドレイン端子、ゲート端子およびソース端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して他の端子(本変形例では第3端子23)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第3端子23を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、ソース端子である第3端子23に導通している。ソース端子(第3端子23)は、基準電位としてのグランドにつながれており、電位が実質的に0Vで安定している。この第3端子23を温度検出用ダイオード15の端子として共用することで、温度検出用ダイオード15に電流を流しても安定してジャンクション温度を測定することができる。このような構成は、端子数の増加を抑制しつつ、スイッチング素子1の駆動時にジャンクション温度を安定的に測定するのに適する。
 第1端子21の中心線C1と第3端子23の中心線C3との第3方向xにおける第1距離d13は、第3端子23の中心線C3と第4端子24の中心線C4との第3方向xにおける第2距離d34および第4端子24の中心線C4と第2端子22の中心線C2との第3方向xにおける第3距離d24よりも大きい。これにより、第4端子24は、相互間の距離が相対的に小さい状態で並んだ3本の端子23,24,22の中央に位置する。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。
 図7に示すように、ソース端子である第3端子23は、第1方向z視において、ドレイン端子である第1端子21と第3方向xにおいて隣り合っている。第1端子21と第3端子23との第3方向xにおける第1距離d13は、相対的に大きくされており、第1端子21(ドレイン端子)と第3端子23(ソース端子)との沿面距離を適宜確保することが可能である。これにより、第1端子21(ドレイン端子)と第3端子23(ソース端子)との耐電圧を高めることが可能である。
 図8は、上記した第1実施形態に係る半導体装置A1の第2変形例を示している。本変形例の半導体装置A12は、ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53および第2ワイヤ62の各々の接合状態が、上記の半導体装置A1と異なっている。図8においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。
 図8に示した半導体装置A12において、第1端子21、第2端子22、第3端子23および第4端子24の構成は、上記の半導体装置A1(図2参照)と同じである。
 第1端子21の第1パッド211には、ソースワイヤ53が接合されている。第1端子21は、ソースワイヤ53を介してソース電極133に導通している。第1端子21は、半導体装置A12のソース端子である。また、第1パッド211には、第2ワイヤ62が接合されている。第1端子21は、第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 第2端子の第2パッド221には、ゲートワイヤ52が接合されている。第2端子22は、ゲートワイヤ52を介してゲート電極132に導通している。第2端子22は、半導体装置A12のゲート端子である。
 第3端子23は、ダイパッド20および接合材3を介してドレイン電極131に導通している。第3端子23は、半導体装置A12のドレイン端子である。
 ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第2端子22とを導通させている。ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133と第1端子21の第1パッド211とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第1端子21とを導通させている。第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子24の第4パッド241とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子24とを導通させている。第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第1端子21の第1パッド211とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第1端子21とを導通させている。
 半導体装置A12は、ソース端子、ゲート端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して他の端子(本変形例では第1端子21)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第3端子23を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、ソース端子である第1端子21に導通している。ソース端子(第1端子21)は、基準電位としてのグランドにつながれており、電位が実質的に0Vで安定している。この第1端子21を温度検出用ダイオード15の端子として共用することで、温度検出用ダイオード15に電流を流しても安定してジャンクション温度を測定することができる。このような構成は、端子数の増加を抑制しつつ、スイッチング素子1の駆動時にジャンクション温度を安定的に測定するのに適する。
 ソース端子、ゲート端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23について、第1端子21(ソース端子)および第2端子22(ゲート端子)は、第3方向xにおいて互いに反対側の最も外側に位置する。第3端子23(ドレイン端子)は、第3方向xにおいて第1端子21と第2端子22との間に位置する。このような構成によれば、第1端子21、第2端子22および第3端子23(ソース端子、ゲート端子およびドレイン端子)の配置が従来の3端子型のスイッチングデバイス(半導体装置)と同様であるので、回路基板等への実装の対応が容易である。
 第1端子21の中心線C1と第3端子23の中心線C3との第3方向xにおける第1距離d13は、第3端子23の中心線C3と第4端子24の中心線C4との第3方向xにおける第2距離d34および第4端子24の中心線C4と第2端子22の中心線C2との第3方向xにおける第3距離d24よりも大きい。これにより、第4端子24は、相互間の距離が相対的に小さい状態で並んだ3本の端子23,24,22の中央に位置する。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。
 図8に示すように、ソース端子である第1端子21は、第1方向z視において、ドレイン端子である第3端子23と第3方向xにおいて隣り合っている。そして、第1端子21と第3端子23との第3方向xにおける第1距離d13は、相対的に大きくされており、第1端子21(ソース端子)と第3端子23(ドレイン端子)との沿面距離を適宜確保することが可能である。これにより、第1端子21(ソース端子)と第3端子23(ドレイン端子)との耐電圧を高めることが可能である。
 図9~図11は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A2は、上記実施形態のリードフレーム2に代えて、基板2Aと、第1端子41、第2端子42、第3端子43および第4端子44とを備えている。図9においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。
 本実施形態において、基板2Aは、絶縁層25、表面導電層26および裏面金属層27を有する。絶縁層25は、絶縁性材料からなる板状部材である。絶縁層25は、第1方向z視において矩形状である。基板2Aの材質は特に限定されず、たとえばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、グラファイト等のセラミックスからなる。
 表面導電層26は、基板2Aの上面に積層配置されており、主にスイッチング素子1への導通経路を構成するためのものである。表面導電層26の材質は特に限定されず、Cu等の金属およびこれらの合金によって形成され、必要に応じNi,Ag等のめっき層を有する構成であってもよい。表面導電層26の形成手法は特に限定されず、たとえば、金属板部材を基板2Aの上面に接合してもよい。
 図10、図11に示すように、表面導電層26は、表面26aおよび裏面26bを有する。表面26aは、表面導電層26の上面である。表面26a(後述するドレイン電極部261における表面26a部分)は、スイッチング素子1が搭載された面であり、スイッチング素子1の素子裏面12が表面26aに向かい合っている。裏面26bは、表面導電層26の下面である。表面26aおよび裏面26bはともに、平坦であり、第1方向zにおいて互いに反対側を向いている。
 表面導電層26は、ドレイン電極部261およびソース電極部263を有する。
 ドレイン電極部261は、スイッチング素子1が実装され、且つ第3端子43が接合された部位である。スイッチング素子1は、接合材3を介して絶縁層25およびドレイン電極部261(表面導電層26)に支持されている。本実施形態においては、ドレイン電極部261は、表面導電層26の過半を占める大きさとされている。ソース電極部263は、スイッチング素子1のソース電極133に導通し、第2端子42が接合された部位である。ソース電極部263は、ドレイン電極部261から離間している。上記構成の表面導電層26は、「基部」の一例である。
 図10、図11に示すように、裏面金属層27は、基板2Aの下面に積層配置されている。裏面金属層27と、ドレイン電極部261およびスイッチング素子1とは、絶縁されている。本実施形態においては、裏面金属層27は、基板2Aの下面の大部分を覆う大きさおよび形状に形成されている。すなわち、裏面金属層27は、第1方向z視において、ドレイン電極部261の略全体およびスイッチング素子1と重なっている。
 第1端子41、第2端子42、第3端子43および第4端子44は、半導体装置A2の外部とスイッチング素子1との導通経路を構成するものである。これら端子41~44は、第3方向xにおいて互いに離間して配置されており、半導体装置A2をたとえば回路基板(図示略)に実装する際に用いられる。
 図9に示すように、第1端子41は、第2方向yに沿って延びており、接合部411、屈曲部412および先端部413を有する。接合部411は、基板2Aの上面に接合された部位であり、第1端子41の根元部分である。接合部411と基板2Aの上面との接合手法は特に限定されず、例えば各種接合材を用いた接合を適宜採用すればよい。屈曲部412は、接合部411につながった屈曲形状の部位であり、屈曲部412と先端部413と間の部分を第1方向zにおいて裏面金属層27から離間させる形状である。先端部413は、接合部411とは反対側に位置する第1端子41の先端である。接合部411には、ゲートワイヤ52が接合されている。第1端子41は、ゲートワイヤ52を介してゲート電極132に導通している。本実施形態においては、第1端子41は、半導体装置A2のゲート端子である。
 第2端子42は、第2方向yに沿って延びており、第1方向z視において第3方向xにおける最も外側(図中右側)に配置されている。第2端子42は、接合部421、屈曲部422および先端部423を有する。接合部421は、ソース電極部263に接合された部位であり、第2端子42の根元部分である。接合部421とソース電極部263との接合手法は特に限定されず、導電性接合材を用いた接合、超音波接合、抵抗溶接等の種々の手法を適宜採用すればよい。本実施形態においては、導電性接合材が用いられている。屈曲部422は、接合部421につながった屈曲形状の部位であり、屈曲部422と先端部423との間の部分を第1方向zにおいて裏面金属層27から離間させる形状である。先端部423は、接合部421とは反対側に位置する第2端子42の先端である。ソース電極部263には、ソースワイヤ53が接合されている。第2端子42は、ソース電極部263およびソースワイヤ53を介してソース電極133に導通している。本実施形態において、第2端子42は、半導体装置A2のソース端子である。また、ソース電極部263には、第2ワイヤ62が接合されている。第2端子42は、ソース電極部263および第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 第3端子43は、第2方向yに沿って延びており、第1方向z視において第3方向xにおける第1端子41と第2端子42との中間に配置されている。第3端子43は、接合部431、屈曲部432および先端部433を有する。接合部431は、ドレイン電極部261に接合された部位であり、第3端子43の根元部分である。接合部431とドレイン電極部261との接合手法は特に限定されず、導電性接合材を用いた接合、超音波接合、抵抗溶接等の種々の手法を適宜採用すればよい。本実施形態においては、導電性接合材が用いられている。屈曲部432は、接合部431につながった屈曲形状の部位であり、屈曲部432と先端部433との間の部分を第1方向zにおいて裏面金属層27から離間させる形状である。先端部433は、接合部431とは反対側に位置する第3端子43の先端である。第2端子42は、ドレイン電極部261および接合材3を介してドレイン電極131に導通している。本実施形態において、第3端子43は、半導体装置A2のドレイン端子である。
 第4端子44は、第2方向yに沿って延びており、第1方向z視において第3方向xにおける第2端子42と第3端子43との間に配置されている。第4端子44は、接合部441、屈曲部442、先端部443および屈曲部444を有する。接合部441は、基板2Aの上面に接合された部位であり、第4端子44の根元部分である。接合部441と基板2Aの上面との接合手法は特に限定されず、例えば各種接合材を用いた接合を適宜採用すればよい。屈曲部442は、接合部441につながった屈曲形状の部位であり、屈曲部442と先端部443との間の部分を第1方向zにおいて裏面金属層27から離間させる形状である。先端部443は、接合部441とは反対側に位置する第4端子44の先端である。屈曲部444は、屈曲部442と先端部443との位置しており、屈曲部442寄りに設けられている。
 屈曲部444は、当該屈曲部444と先端部443との間の部分を第1方向zにおいて裏面金属層27から離間させる形状である。これにより、第4端子44のうち屈曲部444よりも先端側が第1方向zの片側(表面導電層26の表面26aが向く側)に偏倚している。第4端子44が屈曲部444を有することで、第4端子44の先端部443は、第1端子41、第2端子42および第3端子43それぞれの先端部413,423,433よりも、第1方向zの上記片側(表面導電層26の表面26aが向く側)に偏倚している。
 第4端子44の接合部441には、第1ワイヤ61が接合されている。第4端子44は、第1ワイヤ61を介して第1電極151に導通している。
 図9に示すように、第1端子41(ゲート端子)の中心線C1と第3端子43(ドレイン端子)の中心線C3との第3方向xにおける距離(第1距離d13)は、第3端子43(ドレイン端子)の中心線C3と第4端子44の中心線C4との第3方向xにおける距離(第2距離d34)よりも大である。また、第1距離d13は、第4端子44の中心線C4と第2端子42(ソース端子)の中心線C2との第3方向xにおける距離(第3距離d24)よりも大である。本実施形態においては、第2距離d34と第3距離d24とは、実質的に同じである。また、第2距離d34および第3距離d24の合計は、第1距離d13と実質的に同じである。
 図9に示すように、ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子41の接合部411とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子41とを導通させている。図10においてはゲートワイヤ52を省略している。
 ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133とソース電極部263とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子42とを導通させている。図10、図11においてはソースワイヤ53を省略している。
 第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子44の接合部441とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子44とを導通させている。図11においては第1ワイヤ61を省略している。
 第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第2端子42のソース電極部263とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第2端子42とを導通させている。
 封止樹脂7は、スイッチング素子1、基板2Aの一部、第1端子41の一部、第2端子42の一部、第3端子43の一部、第4端子44の一部、ゲートワイヤ52、ソースワイヤ53、第1ワイヤ61および第2ワイヤ62を覆っており、これらを保護するものである。
 本実施形態において、封止樹脂7は、樹脂主面71、樹脂裏面72、一対の樹脂第1側面73、および一対の樹脂第2側面74を有する。樹脂主面71は、図10、図11に示す封止樹脂7の上面であり、表面導電層26の表面26aと同じ側を向く面である。樹脂裏面72は、図10、図11に示す封止樹脂7の下面であり、表面導電層26の裏面26bと同じ側を向く面である。樹脂主面71および樹脂裏面72は、第1方向zを向く面であって、互いに反対側を向いている。
 図10、図11に示すように、本実施形態においては、裏面金属層27の片面全体が封止樹脂7の樹脂裏面72から露出している。この裏面金属層27の片面は、樹脂裏面72と面一である。
 一対の樹脂第1側面73は、図11に示すように、第2方向yに離間して形成された面である。一対の樹脂第1側面73は、第2方向yにおいて互いに反対側を向いている。図11に示す樹脂第1側面73の上端が樹脂主面71につながり、図11に示す樹脂第1側面73の下端が樹脂裏面72につながっている。本実施形態においては、一方の樹脂第1側面73から、第1端子41、第2端子42、第3端子43および第4端子44のそれぞれ一部が露出している。
 一対の樹脂第2側面74は、図10に示すように第3方向xに離間して形成された面である。一対の樹脂第2側面74は、第3方向xにおいて互いに反対側を向いている。図10に示す樹脂第2側面74の上端が樹脂主面71につながり、図10に示す樹脂第2側面74の下端が樹脂裏面72につながっている。
 次に、本実施形態の作用効果について説明する。
 本実施形態の半導体装置A2は、ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子41、第2端子42および第3端子43を備えるとともに、第4端子44を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子44と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して他の端子(本実施形態では第2端子42)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子44および第2端子42を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子44を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、ソース端子である第2端子42に導通している。ソース端子(第2端子42)は、基準電位としてのグランドにつながれており、電位が実質的に0Vで安定している。この第2端子42を温度検出用ダイオード15の端子として共用することで、温度検出用ダイオード15に電流を流しても安定してジャンクション温度を測定することができる。このような構成は、端子数の増加を抑制しつつ、スイッチング素子1の駆動時にジャンクション温度を安定的に測定するのに適する。
 ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子41、第2端子42および第3端子43について、第1端子41(ゲート端子)および第2端子42(ソース端子)は、第3方向xにおいて互いに反対側の最も外側に位置する。また、第3端子43(ドレイン端子)は、第3方向xにおいて第1端子41と第2端子42との間に位置する。このような構成によれば、第1端子41、第2端子42および第3端子43(ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子)の配置が従来の3端子型のスイッチングデバイス(半導体装置)と同様であるので、回路基板等への実装の対応が容易である。
 第1端子41の中心線C1と第3端子43の中心線C3との第3方向xにおける第1距離d13は、第3端子43の中心線C3と第4端子44の中心線C4との第3方向xにおける第2距離d34および第4端子44の中心線C4と第2端子42の中心線C2との第3方向xにおける第3距離d24よりも大きい。これにより、第4端子44は、相互間の距離が相対的に小さい状態で並んだ3本の端子43,44,42の中央に位置する。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子44について、他の第1ないし第3端子41~43と容易に区別することができる。
 また、第4端子44において、屈曲部444よりも先端側が第1方向zの片側(表面導電層26の表面26aが向く側)に偏倚している。このような構成によっても、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子44について、他の第1ないし第3端子41~43と容易に区別することができる。さらに、第4端子44において封止樹脂7から露出する部分のうち屈曲部444から封止樹脂7に至るまでの範囲について、たとえばポッティング処理などによって絶縁性樹脂で覆うと、第3端子43(ドレイン端子)と第2端子42(ソース端子)との沿面距離を適宜確保することが可能である。この場合、第3端子43(ドレイン端子)と第2端子42(ソース端子)との耐電圧を高めることが可能である。
 第4端子44は、屈曲部444を有さない構成としてもよい。この場合、第4端子44は第2方向yに沿って真っ直ぐ延び、第4端子44の第1方向zにおける位置(上下方向における位置)は、第1端子41、第2端子42および第3端子43それぞれの第1方向zにおける位置と実質的に揃う。
 図12、図13は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A3は、温度検出用ダイオード15の構成が上記実施形態の半導体装置A1と異なっている。図12においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第1電極151は素子主面11に配置される一方、第2電極152は素子裏面12に配置されている。pn接合ダイオード部150は、スイッチング素子1の厚さ方向(第1方向z)に形成されている。本実施形態では、素子裏面12に配置されたドレイン電極131が第2電極152を兼ねている。ドレイン端子である第3端子23は、ダイパッド20および接合材3を介してドレイン電極131(第2電極152)に導通している。本実施形態においては、第2ワイヤ62は設けられていない。
 本実施形態の半導体装置A3は、ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、他の端子(本実施形態では第3端子23)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第3端子23を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23について、第1端子21(ゲート端子)および第2端子22(ソース端子)は、第3方向xにおいて互いに反対側の最も外側に位置する。また、第3端子23(ドレイン端子)は、第3方向xにおいて第1端子21と第2端子22との間に位置する。このような構成によれば、第1端子21、第2端子22および第3端子23(ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子)の配置が従来の3端子型のスイッチングデバイス(半導体装置)と同様であるので、回路基板等への実装の対応が容易である。
 第1端子21の中心線C1と第3端子23の中心線C3との第3方向xにおける第1距離d13は、第3端子23の中心線C3と第4端子24の中心線C4との第3方向xにおける第2距離d34および第4端子24の中心線C4と第2端子22の中心線C2との第3方向xにおける第3距離d24よりも大きい。これにより、第4端子24は、相互間の距離が相対的に小さい状態で並んだ3本の端子23,24,22の中央に位置する。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。
 第4端子24において、屈曲部243よりも先端側が第1方向zの片側(ダイパッド20の表面20aが向く側)に偏倚している。このような構成によっても、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24について、他の第1ないし第3端子21~23と容易に区別することができる。さらに、第4端子24において封止樹脂7から露出する部分のうち屈曲部243から封止樹脂7に至るまでの範囲について、たとえばポッティング処理などによって絶縁性樹脂で覆うと、第3端子23(ドレイン端子)と第2端子22(ソース端子)との沿面距離を適宜確保することが可能である。この場合、第3端子23(ドレイン端子)と第2端子22(ソース端子)との耐電圧を高めることが可能である。
 図14、図15は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A4は、第1端子21ないし第4端子24の具体的な構成が上記の半導体装置A1と異なっており、これに伴いゲートワイヤ52、ソースワイヤ53、第1ワイヤ61および第2ワイヤ62の接合状態が上記の半導体装置A1と適宜異なっている。図14においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。
 図14に示した半導体装置A4において、第1端子21は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yの一方側(図中下側)に延びている。第1端子21は、第1方向z視において第3方向xにおける最も外側(図中左側)に配置されている。第1端子21は、第1パッド211および先端部212を有する。第1端子21は、ゲートワイヤ52を介してゲート電極132に導通している。本実施形態においては、第1端子21は、半導体装置A4のゲート端子である。
 第2端子22は、ダイパッド20から離間しており、且つ、第2方向yの一方側(図14の図中下側)に配置されている。第2端子22は、第2パッド221および複数の先端部222を有する。第2パッド221は、第1方向z視において第3方向xにおける中央から右端にわたって配置されている。複数の先端部222は、第3方向xにおいて互いに間隔を隔てて配列されており、各々が第2パッド221につながっている。第2端子22(第2パッド221)は、ソースワイヤ53を介してソース電極133に導通している。本実施形態においては、第2端子22は、半導体装置A4のソース端子である。第2パッド221には、第2ワイヤ62が接合されている。第2端子22は、第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 第3端子23は、ダイパッド20とつながっており、ダイパッド20に対して第2方向yの他方側(図14の図中上側)に配置されている。第3端子23は、第3方向xに長状である。図15に示すように、第3端子23は、ダイパッド20および接合材3を介してドレイン電極131に導通している。本実施形態において、第3端子23は、半導体装置A4のドレイン端子である。
 第4端子24は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yの一方側(図14の図中下側)に延びている。第4端子24は、第1方向z視において第3方向xにおける図中左寄りに配置されている。第4端子24は、第4パッド241および先端部242を有する。第4端子24の第4パッド241には、第1ワイヤ61が接合されている。第4端子24は、第1ワイヤ61を介して第1電極151に導通している。
 図14に示すように、ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21の第1パッド211とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21とを導通させている。ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22とを導通させている。なお、図15においてはソースワイヤ53を省略している。
 第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子24の第4パッド241とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子24とを導通させている。第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第2端子22とを導通させている。図15においては第2ワイヤ62を省略している。
 半導体装置A4は、ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して他の端子(本実施形態では第2端子22)に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第2端子22を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本実施形態において、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、ソース端子である第2端子22に導通している。ソース端子(第2端子22)は、基準電位としてのグランドにつながれており、電位が実質的に0Vで安定している。この第2端子22を温度検出用ダイオード15の端子として共用することで、温度検出用ダイオード15に電流を流しても安定してジャンクション温度を測定することができる。このような構成は、端子数の増加を抑制しつつ、スイッチング素子1の駆動時にジャンクション温度を安定的に測定するのに適する。
 図16は、本開示の第5実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A5は、上記した半導体装置A4と比べて第5端子250が追加的に設けられており、これに伴い第2ワイヤ62の接合状態が上記の半導体装置A4と異なっている。図16においては、封止樹脂7を透過させており、当該封止樹脂7を想像線で示している。
 第5端子250は、ダイパッド20から離間して配置され、且つ、第2方向yの一方側(図16の図中下側)に延びている。第5端子250は、第1方向z視において第3方向xにおける図中中央寄りに配置されている。第5端子250は、第5パッド251および先端部252を有する。第5パッド251には、第2ワイヤ62が接合されている。第5端子250は、第2ワイヤ62を介して第2電極152に導通している。
 図16に示すように、ゲートワイヤ52は、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21の第1パッド211とに接合されており、スイッチング素子1のゲート電極132と第1端子21とを導通させている。ソースワイヤ53は、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22の第2パッド221とに接合されており、スイッチング素子1のソース電極133と第2端子22とを導通させている。
 第1ワイヤ61は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第1電極151と第4端子24の第4パッド241とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第1電極151と第4端子24とを導通させている。第2ワイヤ62は、スイッチング素子1(温度検出用ダイオード15)の第2電極152と第5端子250の第5パッド251とに接合されており、温度検出用ダイオード15の第2電極152と第5端子250とを導通させている。
 半導体装置A5は、ゲート端子、ソース端子およびドレイン端子の3端子に相当する第1端子21、第2端子22および第3端子23を備えるとともに、第4端子24および第5端子250を備えている。スイッチング素子1は温度検出用ダイオード15を備えており、温度検出用ダイオード15の第1電極151は、第1ワイヤ61を介して第4端子24と導通している。一方、温度検出用ダイオード15の第2電極152は、第2ワイヤ62を介して第5端子250に導通している。このような構成によれば、温度検出用ダイオード15と導通する第4端子24および第5端子250を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本実施形態では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の第4端子24および第5端子250を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 本開示に係る半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 たとえば、図17および図18は、第3実施形態に係る半導体装置の変形例を示す図である。第3実施形態の半導体装置A3(図12、図13参照)においては、温度センサ(温度検出用ダイオード)15の第2電極152(たとえば、カソード電極またはアノード電極)がスイッチング素子1のドレイン電極131と共通化されていた。すなわち、第2電極152とドレイン電極131とは、ワイヤ等の個別接続部材を介さず互いに直接的に接合されている、あるいは、第2電極152とドレイン電極131とが互いに一体的に形成されていた。本変形例の半導体装置A6においては、温度センサ15の1つの電極(図示の例ではカソード電極152)が、スイッチング素子1の上面において、当該素子のソース電極133に直接的に繋がっている。すなわち、半導体装置A6においては、カソード電極152とソース電極133とが、チップ内において共通化されている。
 具体的には、半導体装置A6においては、温度センサ15として、SiC基板(スイッチング素子1)の主面に設けられたダイオード150が用いられる(図18参照)。温度センサ15は、p型不純物がドープされたポリシリコンからなるカソードと、n型不純物がドープされたポリシリコンからなるアノードとを含む。SiC基板と温度センサ15との間には絶縁膜が形成されているが、図示を省略する。
 SiC基板のアクティブ領域にはゲート絶縁膜を介してゲート電極132が形成されている。アクティブ領域には、n型不純物がドープされたソース領域やp型不純物がドープされたボディ領域を備えるが、図示を省略する。
 SiC基板の表面上には層間絶縁膜が形成されており、層間絶縁膜上にアルミニウムなどの金属からなるソース電極133が形成されている。ゲート電極132は層間絶縁膜およびゲート絶縁膜により、ソース電極133やソース領域、ボディ領域と電気的に分離されている。ソース電極133は、層間絶縁膜に設けられた開口部を介して、SiC基板のソース領域やボディ領域に電気的に接続されている。
 温度センサ15の上部には、アノード電極151とカソード電極152が形成されている。アノード電極151およびカソード電極152は、それぞれ、層間絶縁膜の開口部を介してダイオードのアノードおよびカソードに電気的に接続されている。上述のとおり、この変形例では、カソード電極152はソース電極133と共通化されている。図示の例では、カソード電極152およびソース電極133は、中間の導電連結部152aを介して互いに電気的に接続されている。なお、カソード電極152、中間連結部152aおよびソース電極133は、同じ導電材料により全体として一体形成されており、図17および図18においてこれら部材間の境界を示すために記載した点線は、便宜的なものである。また、別途異なる記載がない限り、半導体装置A6の構成は、上記2つの電極が共通化されている点以外において、たとえば図9~図11に示す第2実施形態の半導体装置A2の構成と同様であり、共通する部材に関する説明は省略する。
 図17および図18に示す構成によれば、温度センサすなわち温度検出用ダイオード15と導通する端子42および端子44を用いて温度検出用ダイオード15に電流を流して電圧を測定し、ダイオードの抵抗変化の温度依存性を利用することで、スイッチング素子1のジャンクション温度を測定することができる。また、本変形例では、温度検出用ダイオード15と導通させるための専用の端子44を備えることにより、スイッチング素子1を駆動させつつ、温度検出用ダイオード15を用いてジャンクション温度を測定することができる。
 上記の変形例では、ソース電極133とソース端子42とをワイヤ53により接続しているが、ワイヤ53に代えて銅からなる金属板(たとえば断面矩形状の長状の金属片)を用いてもよい。この場合、ソース電極133およびソース端子42と金属板とはハンダなどの接合材を介して接合される。ゲート電極132とゲート端子41との接続やアノード電極151と端子44との接続は、図示のとおり、ワイヤ52およびワイヤ61により行われてもよいし、ワイヤ52,61に代えて、金属板を用いて接続してもよい。ソース電極133とソース端子42とを金属板を介して接合する場合には、ソース電極133(延いてはカソード電極152)上にニッケルメッキ層またはニッケル/パラジウム/金メッキ層が形成されることが好ましい。この場合、アノード電極151やゲート電極132にもソース電極133と同じメッキ構造が形成される。
 本開示は、以下の付記に記載された構成を含む。
 付記1.
 第1方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極と、を有し、前記ドレイン電極および前記ソース電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記ソース電極間に駆動電圧を与えることによって、前記ドレイン電極および前記ソース電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
 前記第1方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有し、前記素子裏面が前記表面に向かい合うように前記スイッチング素子を支持する基部と、
 各々が前記第1方向に対して直角である第2方向に延出する第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、を備え、
 前記スイッチング素子は、前記素子主面に配置された第1電極を有する温度検出用ダイオードを備え、
 前記ドレイン電極、前記ゲート電極および前記ソース電極は、各々、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通しており、
 前記第1電極は、第1ワイヤを介して前記第4端子と導通している、半導体装置。
 付記2.
 前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子および前記第4端子は、前記第2方向の一方側に沿って延び、且つ前記第1方向および前記第2方向のいずれにも直角である第3方向において互いに離間して配置されており、
 前記第1端子および前記第2端子は、前記第3方向において互いに反対側の最も外側に位置し、前記第3端子は、前記第3方向において前記第1端子と前記第2端子との間に位置し、前記第4端子は、前記第2端子と前記第3端子との間に位置する、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
 前記第2電極は、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、付記2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記第1端子と前記第3端子との前記第3方向における第1距離は、前記第3端子と前記第4端子との前記第3方向における第2距離、および前記第4端子と前記第2端子との前記第3方向における第3距離よりも大である、付記3に記載の半導体装置。
 付記5.
 前記ゲート電極は前記第1端子に導通しており、前記ソース電極は前記第2端子に導通しており、前記ドレイン電極は前記第3端子に導通している、付記4に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記第2電極は、前記第2端子に導通している、付記5に記載の半導体装置。
 付記7.
 前記ドレイン電極は前記第1端子に導通しており、前記ゲート電極は前記第2端子に導通しており、前記ソース電極は前記第3端子に導通している、付記4に記載の半導体装置。
 付記8.
 前記第2電極は、前記第3端子に導通している、付記7に記載の半導体装置。
 付記9.
 前記第2電極は、前記素子主面に配置されており、第2ワイヤを介して前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、付記3または4に記載の半導体装置。
 付記10.
 前記第2電極は、前記素子裏面に配置されている、付記3または4に記載の半導体装置。
 付記11.
 前記ゲート電極および前記ソース電極は前記素子主面に配置され、前記ドレイン電極は前記素子裏面に配置されており、
 前記ゲート電極および前記ソース電極は、ゲートワイヤおよびソースワイヤを介して前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、付記2ないし4のいずれかに記載の半導体装置。
 付記12.
 前記基部および前記第3端子を含むリードフレームを備え、前記第3端子は、前記基部から前記第2方向に沿って延出する、付記2ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記13.
 前記基部を構成する表面導電層と、当該表面導電層が積層された絶縁層と、を有する基板を備える、付記2ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記14.
 前記第4端子のうち少なくとも前記第2方向における前記一方側の先端部は、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子それぞれの前記第1方向における前記一方側の先端部よりも、前記第1方向において前記基部の前記表面が向く側に偏倚している、付記2ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
 付記15.
 前記第1端子、前記第2端子および前記第4端子は、前記第2方向の一方側に配置され、且つ記第1方向および前記第2方向のいずれにも直角である第3方向において互いに離間して配置されており、
 前記第3端子は、前記第2方向の他方側に配置されており、
 前記ゲート電極は前記第1端子に導通しており、前記ソース電極は前記第2端子に導通しており、前記ドレイン電極は前記第3端子に導通している、付記1に記載の半導体装置。
 付記16.
 前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
 前記第2電極は、前記第2端子に導通している、付記15に記載の半導体装置。
 付記17.
 前記第2方向の前記一方側に延出する第5端子を備え、
 前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
 前記第2電極は、前記第5端子に導通している、付記15に記載の半導体装置。
 付記18.
 前記基部および前記第3端子を含むリードフレームを備え、前記第3端子は、前記基部から前記第2方向の前記他方側に延出する、付記15ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
 付記19.
 前記基部、前記第1ないし第4端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂を備える、付記1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
 付記20.
 前記スイッチング素子は、SiCスイッチング素子である、付記1ないし19のいずれかに記載の半導体装置。
 付記21.
 スイッチング素子と、第1外部端子と、第2外部端子と、第3外部端子と、第4外部端子と、を備えており、
 前記スイッチング素子は、
 第1方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、
 前記素子主面に配置された第1主電極(ソース電極/エミッタ電極)と、
 前記素子主面に配置されたゲート電極と、
 前記素子裏面に配置された第2主電極(ドレイン電極/コレクタ電極)と、
 アノードおよびカソードを有する温度検出用ダイオードと、
 前記アノードおよびカソードの一方に電気的に接続されるとともに前記素子主面に配置された第1電極と、を有しており、
 前記第1外部端子は、前記第2主電極に電気的に接続されており、
 前記第2外部端子は、前記ゲート電極に電気的に接続されており、
 前記第3外部端子は、前記第1主電極に電気的に接続されており、
 前記第4外部端子は、前記第1電極に電気的に接続されており、
 前記アノードは、前記第1外部端子および前記第4外部端子の一方と電気的に接続され、前記カソードは、前記第1外部端子および前記第4外部端子の他方と電気的に接続される、半導体装置。
 付記22.
 前記スイッチング素子を封止するとともに、前記第1外部端子、前記第2外部端子、前記第3外部端子および前記第4外部端子の各々の一部を封止する封止樹脂をさらに備える、付記21に記載の半導体装置。
 付記23.
 前記第1主電極と前記第3外部端子とを相互に接続する第1導電部材と、
 前記ゲート電極と前記第2外部端子とを相互に接続する第2導電部材と、
 前記第1電極と前記第4外部端子とを相互に接続する第3導電部材と、をさらに備える、付記21または付記22に記載の半導体装置。
 付記24.
 前記第1導電部材、前記第2導電部材および前記第3導電部材は、ボンディングワイヤまたは金属板のいずれか一方であり、前記ボンディングワイヤはアルミニウムまたは銅のいずれか一方から構成され、前記金属板は銅から構成される、付記23に記載の半導体装置。
 付記25.
 前記金属板を接合対象に固定するための接合部材をさらに備える、付記24に記載の半導体装置。
 付記26.
 前記接合部材は、半田からなる、付記25に記載の半導体装置。
 付記27.
 前記第1主電極および前記第2主電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記第1主電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1主電極および前記第2主電極間がオン/オフ制御される構成である、付記21ないし付記26のいずれかに記載の半導体装置。
 付記28.
 前記素子裏面に対向し且つ前記スイッチング素子を支持する基部をさらに備える、付記21ないし付記27のいずれかに記載の半導体装置。
 付記29.
 スイッチング素子と、第1外部端子と、第2外部端子と、第3外部端子と、第4外部端子と、を備えており、
 前記スイッチング素子は、
 第1方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、
 前記素子主面に配置された第1主電極(ソース電極/エミッタ電極)と、
 前記素子主面に配置されたゲート電極と、
 前記素子裏面に配置された第2主電極(ドレイン電極/コレクタ電極)と、
 アノードおよびカソードを有する温度検出用ダイオードと、
 前記アノードおよびカソードの一方に電気的に接続されるとともに前記素子主面に配置された第1電極と、を有しており、
 前記第1外部端子は、前記第2主電極に電気的に接続されており、
 前記第2外部端子は、前記ゲート電極に電気的に接続されており、
 前記第3外部端子は、前記第1主電極に電気的に接続されており、
 前記第4外部端子は、前記第1電極に電気的に接続されており、
 前記アノードは、前記第3外部端子および前記第4外部端子の一方と電気的に接続され、前記カソードは、前記第3外部端子および前記第4外部端子の他方と電気的に接続される、半導体装置。
 付記30.
 前記スイッチング素子を封止するとともに、前記第1外部端子、前記第2外部端子、前記第3外部端子および前記第4外部端子の各々の一部を封止する封止樹脂をさらに備える、付記29に記載の半導体装置。
 付記31.
 前記第1主電極と前記第3外部端子とを相互に接続する第1導電部材と、
 前記ゲート電極と前記第2外部端子とを相互に接続する第2導電部材と、
 前記第1電極と前記第4外部端子とを相互に接続する第3導電部材と、をさらに備える、付記29または付記30に記載の半導体装置。
 付記32.
 前記第1導電部材、前記第2導電部材および前記第3導電部材は、ボンディングワイヤまたは金属板のいずれか一方であり、前記ボンディングワイヤはアルミニウムまたは銅のいずれか一方から構成され、前記金属板は銅から構成される、付記31に記載の半導体装置。
 付記33.
 前記金属板を接合対象に固定するための接合部材をさらに備える、付記32に記載の半導体装置。
 付記34.
 前記接合部材は、半田からなる、付記33に記載の半導体装置。
 付記35.
 前記第1主電極および前記第2主電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記第1主電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1主電極および前記第2主電極間がオン/オフ制御される構成である、付記29ないし付記34のいずれかに記載の半導体装置。
 付記36.
 前記素子裏面に対向し且つ前記スイッチング素子を支持する基部をさらに備える、付記29ないし付記35のいずれかに記載の半導体装置。
A1,A11,A12,A2,A3,A4,A5,A6:半導体装置
1:スイッチング素子   11:素子主面   12:素子裏面
131:ドレイン電極   132:ゲート電極
133:ソース電極   15:温度検出用ダイオード
150:pn接合ダイオード部   151:第1電極
152:第2電極   2:リードフレーム   2A:基板
20:ダイパッド(基部)   20a:表面
20b:裏面   20c:貫通孔   21:第1端子
22:第2端子   23:第3端子   24:第4端子
250:第5端子   211:第1パッド   221:第2パッド
231:第3パッド   241:第4パッド   251:第5パッド
212,222,232,242,252:先端部
213:中間屈曲部   233:中間屈曲部   243:屈曲部
25:絶縁層   26:表面導電層   26a:表面
26b:裏面   261:ドレイン電極部   263:ソース電極部
27:裏面金属層   3:接合材   41:第1端子
42:第2端子   43:第3端子   44:第4端子
411,421,431,441:接合部
412,422,432,442:屈曲部
413,423,433,443:先端部
444:屈曲部   52:ゲートワイヤ   53:ソースワイヤ
61:第1ワイヤ   62:第2ワイヤ   7:封止樹脂
71:樹脂主面   72:樹脂裏面   73:樹脂第1側面
74:樹脂第2側面   75:凹部   76:樹脂貫通孔
C1,C2,C3,C4:中心線   d13:第1距離
d24:第3距離   d34:第2距離
x:第3方向   y:第2方向   z:第1方向

Claims (20)

  1.  第1方向において互い反対側を向く素子主面および素子裏面と、ドレイン電極、ゲート電極およびソース電極と、を有し、前記ドレイン電極および前記ソース電極間に電位差を与えた状態で前記ゲート電極および前記ソース電極間に駆動電圧を与えることによって、前記ドレイン電極および前記ソース電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
     前記第1方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有し、前記素子裏面が前記表面に向かい合うように前記スイッチング素子を支持する基部と、
     各々が前記第1方向に対して直角である第2方向に延出する第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、を備え、
     前記スイッチング素子は、前記素子主面に配置された第1電極を有する温度検出用ダイオードを備え、
     前記ドレイン電極、前記ゲート電極および前記ソース電極は、各々、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通しており、
     前記第1電極は、第1ワイヤを介して前記第4端子と導通している、半導体装置。
  2.  前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子および前記第4端子は、前記第2方向の一方側に沿って延び、且つ前記第1方向および前記第2方向のいずれにも直角である第3方向において互いに離間して配置されており、
     前記第1端子および前記第2端子は、前記第3方向において互いに反対側の最も外側に位置し、前記第3端子は、前記第3方向において前記第1端子と前記第2端子との間に位置し、前記第4端子は、前記第2端子と前記第3端子との間に位置する、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
     前記第2電極は、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記第1端子と前記第3端子との前記第3方向における第1距離は、前記第3端子と前記第4端子との前記第3方向における第2距離、および前記第4端子と前記第2端子との前記第3方向における第3距離よりも大である、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記ゲート電極は前記第1端子に導通しており、前記ソース電極は前記第2端子に導通しており、前記ドレイン電極は前記第3端子に導通している、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第2電極は、前記第2端子に導通している、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記ドレイン電極は前記第1端子に導通しており、前記ゲート電極は前記第2端子に導通しており、前記ソース電極は前記第3端子に導通している、請求項4に記載の半導体装置。
  8.  前記第2電極は、前記第3端子に導通している、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記第2電極は、前記素子主面に配置されており、第2ワイヤを介して前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、請求項3または4に記載の半導体装置。
  10.  前記第2電極は、前記素子裏面に配置されている、請求項3または4に記載の半導体装置。
  11.  前記ゲート電極および前記ソース電極は前記素子主面に配置され、前記ドレイン電極は前記素子裏面に配置されており、
     前記ゲート電極および前記ソース電極は、ゲートワイヤおよびソースワイヤを介して前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子のいずれかと導通している、請求項2ないし4のいずれかに記載の半導体装置。
  12.  前記基部および前記第3端子を含むリードフレームを備え、
     前記第3端子は、前記基部から前記第2方向に沿って延出する、請求項2ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13.  前記基部を構成する表面導電層と、当該表面導電層が積層された絶縁層と、を有する基板を備える、請求項2ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  14.  前記第4端子のうち少なくとも前記第2方向における前記一方側の先端部は、前記第1端子、前記第2端子および前記第3端子それぞれの前記第1方向における前記一方側の先端部よりも、前記第1方向において前記基部の前記表面が向く側に偏倚している、請求項2ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
  15.  前記第1端子、前記第2端子および前記第4端子は、前記第2方向の一方側に配置され、且つ記第1方向および前記第2方向のいずれにも直角である第3方向において互いに離間して配置されており、
     前記第3端子は、前記第2方向の他方側に配置されており、
     前記ゲート電極は前記第1端子に導通しており、前記ソース電極は前記第2端子に導通しており、前記ドレイン電極は前記第3端子に導通している、請求項1に記載の半導体装置。
  16.  前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
     前記第2電極は、前記第2端子に導通している、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記第2方向の前記一方側に延出する第5端子を備え、
     前記温度検出用ダイオードは第2電極を有し、
     前記第2電極は、前記第5端子に導通している、請求項15に記載の半導体装置。
  18.  前記基部および前記第3端子を含むリードフレームを備え、
     前記第3端子は、前記基部から前記第2方向の前記他方側に延出する、請求項15ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
  19.  前記基部、前記第1ないし第4端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂を備える、請求項1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
  20.  前記スイッチング素子は、SiCスイッチング素子である、請求項1ないし19のいずれかに記載の半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230154815A1 (en) * 2020-04-27 2023-05-18 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240021487A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device package

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044958A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Sharp Corp 電源用デバイス
JP2013004943A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Renesas Electronics Corp 半導体装置及びその製造方法
WO2015025422A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 三菱電機株式会社 半導体装置
US20160293549A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Infineon Technologies Austria Ag Compound Semiconductor Device Including a Sensing Lead

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3746604B2 (ja) * 1997-12-09 2006-02-15 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置およびその製造方法
US5049961A (en) * 1989-01-10 1991-09-17 Ixys Corporation Monolithic temperature sensing device
JP4432825B2 (ja) * 2005-04-22 2010-03-17 株式会社デンソー 内燃機関用点火装置
JP5232367B2 (ja) * 2006-07-12 2013-07-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2008153432A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
US8253225B2 (en) 2008-02-22 2012-08-28 Infineon Technologies Ag Device including semiconductor chip and leads coupled to the semiconductor chip and manufacturing thereof
JP5492518B2 (ja) * 2009-10-02 2014-05-14 株式会社日立製作所 半導体駆動回路、及びそれを用いた半導体装置
JP6000513B2 (ja) * 2011-02-17 2016-09-28 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 絶縁ゲート型半導体装置
JP5396436B2 (ja) * 2011-06-29 2014-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体装置ならびに半導体装置の製造方法
DE102012102788A1 (de) 2012-03-30 2013-10-02 Zf Lenksysteme Gmbh SPERRSCHICHTTEMPERATURMESSUNG EINES LEISTUNGS-MOSFETs
JP2013251500A (ja) * 2012-06-04 2013-12-12 Renesas Electronics Corp 半導体装置及びその製造方法
JP5990437B2 (ja) * 2012-09-10 2016-09-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP6130238B2 (ja) * 2013-06-14 2017-05-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置および電子装置
US9716052B2 (en) 2013-08-28 2017-07-25 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device comprising a conductive film joining a diode and switching element
US9941266B2 (en) * 2015-12-16 2018-04-10 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device
JP6817777B2 (ja) * 2015-12-16 2021-01-20 ローム株式会社 半導体装置
JP6857035B2 (ja) * 2017-01-12 2021-04-14 ローム株式会社 半導体装置
DE112017007140T5 (de) * 2017-02-28 2019-11-07 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungssystem
US20200111727A1 (en) * 2017-03-01 2020-04-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor device
WO2018198957A1 (ja) * 2017-04-24 2018-11-01 ローム株式会社 半導体装置
JP2019012755A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
WO2019102694A1 (ja) * 2017-11-27 2019-05-31 住友電気工業株式会社 半導体装置
JP7018319B2 (ja) 2018-01-11 2022-02-10 ローム株式会社 半導体装置
JP7199214B2 (ja) * 2018-12-17 2023-01-05 ローム株式会社 半導体装置および電力変換装置
JP7312604B2 (ja) * 2019-05-13 2023-07-21 ローム株式会社 半導体装置
US11094617B2 (en) * 2019-06-27 2021-08-17 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Semiconductor package including low side field-effect transistors and high side field-effect transistors and method of making the same
JP7118937B2 (ja) * 2019-09-13 2022-08-16 株式会社東芝 スイッチング電源回路
US20220321018A1 (en) * 2019-09-25 2022-10-06 Rohm Co., Ltd. Switching power supply circuit
DE212021000149U1 (de) * 2020-04-27 2022-04-11 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauteil
WO2021261508A1 (ja) * 2020-06-23 2021-12-30 ローム株式会社 半導体装置
JP7527916B2 (ja) * 2020-09-29 2024-08-05 ローム株式会社 半導体装置
JP7649127B2 (ja) * 2020-11-04 2025-03-19 ローム株式会社 半導体装置
JP7538097B2 (ja) * 2021-09-13 2024-08-21 株式会社東芝 半導体装置
CN118382925A (zh) * 2021-12-01 2024-07-23 罗姆股份有限公司 半导体装置
WO2023140042A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27 ローム株式会社 半導体装置
CN118891717A (zh) * 2022-03-02 2024-11-01 罗姆股份有限公司 半导体装置
WO2023167000A1 (ja) * 2022-03-02 2023-09-07 ローム株式会社 半導体装置
JPWO2023189650A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05
JPWO2023214500A1 (ja) * 2022-05-02 2023-11-09
JP2024003305A (ja) * 2022-06-27 2024-01-15 ローム株式会社 スイッチ駆動回路、電源制御装置、スイッチング電源
WO2024018810A1 (ja) * 2022-07-21 2024-01-25 ローム株式会社 半導体装置
CN119563234A (zh) * 2022-07-25 2025-03-04 罗姆股份有限公司 半导体装置、电力转换单元以及半导体装置的制造方法
WO2024181147A1 (ja) * 2023-03-02 2024-09-06 ローム株式会社 半導体装置および車両
JPWO2024203278A1 (ja) * 2023-03-28 2024-10-03

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044958A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Sharp Corp 電源用デバイス
JP2013004943A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Renesas Electronics Corp 半導体装置及びその製造方法
WO2015025422A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 三菱電機株式会社 半導体装置
US20160293549A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Infineon Technologies Austria Ag Compound Semiconductor Device Including a Sensing Lead

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230154815A1 (en) * 2020-04-27 2023-05-18 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device
US12417954B2 (en) * 2020-04-27 2025-09-16 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device

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