[发明专利]半导体装置以及应变监视装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2013年3月21日申请的在先日本专利申请2013－057711号并享受其优先权，其全部内容通过引用包含在本申请中。

技术领域

这里说明的实施方式整体上涉及半导体装置以及应变监视装置。

背景技术

以往，用于电动机控制电路、电力变换设备等的功率半导体装置中，已知有功率半导体元件经由焊料层而与铜基基板(copper base substarte)接合、并在该功率半导体元件的表面设有金属箔应变仪的装置。

若通过通电而功率半导体元件发热，则由于硅（Si）、焊料合金及铜（Cu）的热膨胀系数的差异，在功率半导体元件及功率半导体元件附近发生热应变。应变仪对其应变量进行监测。

但是，在有望作为下一代功率半导体元件的碳化硅（SiC）功率半导体元件中，其使用温度（200℃～400℃）比硅功率半导体元件的使用温度（100℃～150℃）高。

其结果，存在应变仪劣化而应变仪的灵敏度以及响应特性等降低的问题。因而，存在SiC功率半导体装置的可靠性受损的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供可靠性高的半导体装置。

根据一个实施方式，在半导体装置中，半导体基板具有第1及第2区域。在上述半导体基板的上述第1区域中设有绝缘栅场效应晶体管。设有应变仪部，该应变仪部具有：长条的金属电阻体，设置在上述半导体基板的上述第2区域中的、上述半导体基板的上表面的内侧；第1绝缘膜，设置在上述半导体基板与上述金属电阻体之间，延伸至上述半导体基板的上述上表面；以及第2绝缘膜，跨过上述金属电阻体而设置在上述第1绝缘膜上方。上述半导体基板载置于基板上。

发明效果

本发明能够提供可靠性高的半导体装置。

附图说明

图1是表示实施方式1的半导体装置的剖视图。

图2是表示搭载于实施方式1的半导体装置的半导体元件的图。

图3是放大表示实施方式1的半导体元件所具有的应变仪部的剖视图。

图4是表示实施方式1的应变监视装置的图。

图5是表示实施方式1的应变监视装置的动作的流程图。

图6是将实施方式1的半导体装置的制造工序的主要部分按顺序表示的剖视图。

图7是将实施方式1的半导体装置的制造工序的主要部分按顺序表示的剖视图。

图8是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的主要部分的剖视图。

图9是表示搭载于实施方式2的半导体装置的半导体元件上的俯视图。

图10是表示搭载于实施方式2的半导体装置上的其他半导体元件的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对一实施方式进行说明。附图中，相同的附图标记表示相同或类似的部分。对附图中的相同部分赋予相同的编号并适当省略其详细说明，而对不同的部分进行说明。

（实施方式1）

利用图1～图3对本实施方式的半导体装置进行说明。图1是表示本实施方式的半导体装置的剖视图。图2是表示搭载于半导体装置上的半导体元件的图，图2（a）是其俯视图，图2（b）是沿着图2（a）的A－A线切断并向箭头方向观察的剖视图。图3是放大表示半导体元件所具有的应变仪部的剖视图。

如图1所示，本实施方式的半导体装置10是用于以大电力动作的电动机控制电路、电力变换设备等的碳化硅（SiC）功率半导体装置。半导体元件11是SiC半导体元件。半导体装置10是搭载有两个半导体元件11的所谓2合1（2in1）的半导体装置。

在半导体元件11中，在SiC半导体基板12上以单片方式设有能够进行大电力的开关的绝缘栅场效应晶体管（MOS晶体管）13、以及对由通电时的发热引起的半导体基板12的热应变进行监测的应变仪部14。

半导体基板12经由焊料层18载置于基板15。基板15具有铜基基板15a、绝缘层15b以及电路图案15c。在铜基基板15a上设有绝缘层15b，在绝缘层15b上设有电路图案15c。半导体基板12与电路图案15c电连接。

MOS晶体管13的源电极（未图示）经由焊料层19而与引线框20连接。应变仪部14的仪器端子（未图示）与仪器引线21连接。

基板15上安装有筒状的壳体22。筒状的壳体22上盖着盖体23。通过基板15、壳体22以及盖体23构成了收纳半导体元件11的箱型封装。在封装内填充有树脂24。引线框20以及仪器引线21从盖体23侧引出至外部。