半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機的制作方法

半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機的制作方法
【專利摘要】本發明提供半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機。實施方式的半導體裝置具備多個電路單元，該電路單元具有：基板；基板的第1側的第1電極；在基板的第1側與第1電極并列的第2電極；基板的第2側的第3電極；以及第1開關元件和第2開關元件，在第1電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第1電極與第2電極之間，在第1開關元件和第2開關元件之間電連接有第3電極，在鄰接的兩個電路單元中，一方的第1側與另一方的第1側鄰接，一方的第2側與另一方的第2側鄰接。
【專利說明】半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機
[0001 ] 相關申請的交叉引用:本申請以2015年3月24日提交的日本專利申請2015-060252以及2015年12月7日提交的日本專利申請2015-238931為基礎，享受這些申請的優先權。本申請通過參照而包含這些申請的全部內容。
技術領域
[0002]本發明涉及半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機。
【背景技術】
[0003]例如，在功率轉換模塊那樣的功率半導體模塊中，隨著開關動作成為高速，而由關閉時的過電壓導致的元件破壞、噪音的產生成為問題。關閉時的過電壓與在電感和功率半導體模塊中流動的電流的時間變化率(d i /dt)成比例。
[0004]當為了抑制過電壓而使開關時間變長時，開關動作變慢。同時，由電流與電壓之積的時間積分表示的開關損失變大。為了抑制過電壓且降低開關損失，而期望使功率半導體模塊的電感降低。為了降低電感，存在將功率半導體模塊分割成多個電路單元的方法。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的課題在于，提供能夠降低電感的半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機。
[0006]實施方式的半導體裝置具備多個電路單元，該電路單元具有:基板;所述基板的第I側的第I電極;在所述基板的所述第I側與所述第I電極并列的第2電極;所述基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在所述第I電極以及所述第2電極與所述第3電極之間的所述基板上并列，并串聯地電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，且在所述第I開關元件和第2開關元件之間電連接有所述第3電極。
[0007]通過上述構成，提供能夠降低電感的半導體裝置。
【附圖說明】
[0008]圖1是第I實施方式的半導體裝置的示意平面圖。
[0009]圖2是第I實施方式的電路單元的等價電路圖。
[0010]圖3A、圖3B是比較方式的半導體裝置的示意圖。
[0011 ]圖4是比較方式的電路單元的等價電路圖。
[0012]圖5是表示比較方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。
[0013]圖6是表示第I實施方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。
[0014]圖7是第2實施方式的半導體裝置的示意平面圖。
[0015]圖8是表示第2實施方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。
[0016]圖9是第2實施方式的變形例的半導體裝置的示意平面圖。
[0017]圖10A、圖1OB是第3實施方式的半導體裝置的示意圖。
[0018]圖11是第3實施方式的半導體裝置的示意平面圖。
[0019]圖12是表示第3方式的半導體裝置動作時的磁通方向的圖。
[0020]圖13是第4實施方式的半導體裝置的示意平面圖。
[0021 ]圖14是第5實施方式的驅動裝置的示意圖。
[0022]圖15是第6實施方式的車輛的示意圖。
[0023]圖16是第7實施方式的車輛的示意圖。
[0024]圖17是第8實施方式的升降機的示意圖。
[0025]圖18是第9實施方式的半導體裝置的示意平面圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，在以下的說明中，對相同的部件等賦予相同的符號，對于已經說明過一次的部件等適當省略其說明。
[0027](第丨實施方式)
[0028]本實施方式的半導體裝置具備多個電路單元，該電路單元具備:基板;基板的第I側的第I電極;在基板的第I側與第I電極并列的第2電極;基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，在第I開關元件與第2開關元件之間電連接有第3電極。而且，在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I側與另一方的第I側鄰接，一方的第2側與另一方的第2側鄰接。
[0029]此外，本實施方式的半導體裝置具備第I電路單元以及第2電路單元，該第I電路單元以及第2電路單元具有:基板;基板的第I側的第I電極;在基板的第I側與第I電極并列的第2電極;基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，在第I開關元件與第2開關元件之間電連接有第3電極。而且，第I電路單元的第I側與第2電路單元的第I側鄰接，第I電路單元的第2側與第2電路單元的第2側鄰接。
[0030]圖1是本實施方式的半導體裝置的示意平面圖。本實施方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0031]半導體模塊100具備多個電路單元1a?1f。此外，各電路單元1a?1f具備第I電極Ila?Ilf、第2電極12a?12f、開關元件部13a?13f、電容器部14a?14f、以及交流電極(第3電極)16a?16f。此外，電路單元1a?1f具備未圖示的柵極信號端子。
[0032]開關元件部13a?13f具備絕緣性或者導電性的基板15a?15f。第I電極Ila?Ilf以及第2電極12a?12f并列設置在基板15a?15f的第I端部(第I側)。交流電極16a?16f設置在基板15a?15f的與第I端部相反側的第2端部(第2側)。
[0033]開關元件部13a?13f具備第I開關元件18a?18f以及第2開關元件20a?20f。第I開關元件18a?18f以及第2開關元件20a?20f并列設置在第I電極Ila?Ilf以及第2電極12a?12f與交流電極16a?16f之間的基板15a?15f上。
[0034]在電容器部14a?14f與開關元件部13a?13f之間，夾設有第I電極Ila?Ilf以及第2電極12a?12f。在各電路單元1a?1f中，在開關元件部13a?13f與電容器部14a?14f之間夾設有第I電極Ila?Ilf以及第2電極12a?12f。
[0035]多個電路單元1a?1f相互鄰接地橫向并列配置。
[0036]在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I端部(第I側)與另一方的第I端部(第I側)鄰接，一方的第2端部(第2側)與另一方的第2端部(第2側)鄰接。因而，在鄰接的兩個電路單元中，一方的開關元件部與另一方的開關元件部鄰接，一方的電容器部與另一方的電容器部鄰接。例如，著眼于鄰接的電路單元1a與電路單元10b。電路單元1a的開關元件部13a與電路單元1b的開關元件部13b鄰接。此外，電路單元1a的電容器部14a與電路單元1b的電容器部14b鄰接。
[0037]此外，在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I電極與另一方的第2電極鄰接。例如，著眼于鄰接的電路單元1a與電路單元10b。電路單元1b的第I電極Ilb與電路單元1a的第2電極12a鄰接。在其他的鄰接的兩個電路單元中也是同樣的。
[0038]對第I電極I Ia?I If施加共通的電位。對第2電極12a?12f施加共通的電位。電路單元1a?1f并聯連接。
[0039]對第2電極12a?12f施加比第I電極Ila?Ilf低的電位。對第I電極Ila?Ilf施加正的電位。第2電極12a?12f接地或者被施加負的電位。
[0040]圖2是本實施方式的電路單元的等價電路圖。圖2是與電路單元1a?1f的電路相當的電路圖。
[0041]電路單元10具備第I電極11、第2電極12、開關元件部13、電容器部14、以及交流電極16。
[0042]開關元件部13具備第I開關元件18、第2開關元件20、第I二極管22、以及第2二極管24。第I開關元件18、第2開關元件20、第I 二極管22、以及第2 二極管24例如安裝在未圖示的絕緣性或者導電性的基板上。
[0043]第I開關元件18和第2開關元件20串聯地電連接在第I電極11與第2電極12之間。第I開關元件18和第2開關元件20例如是SiC(碳化娃)的M0SFET(Metal Semiconductor FieldEffect Transistor:金屬氧化物半導體場效應晶體管)。
[0044]第I二極管22與第I開關元件18并聯連接。第2 二極管24與第2開關元件20并聯連接。第I 二極管22以及第2 二極管24是回流二極管。
[0045]電容器部14具備電容器26。電容器26在第I電極11與第2電極12之間、相對于第I開關元件18和第2開關元件20并聯地電連接。
[0046]對第2電極12施加比第I電極11低的電位。對第I電極11施加正的電位。第2電極12接地或者被施加負的電位。
[0047]交流電極16連接于第I開關元件18與第2開關元件20之間。通過對第I開關元件18以及第2開關元件20的柵極電壓進行控制，由此從交流電極16輸出交流電壓。
[0048]在電路單元10動作的狀態下，電流朝在圖2中用虛線箭頭表示的方向流動。
[0049]其次，對本實施方式的半導體裝置的作用以及效果進行說明。
[0050]圖3A、圖3B是比較方式的半導體裝置的示意圖。圖3A是平面圖，圖3B是圖3A的AA’截面圖。比較方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0051 ]半導體模塊900與本實施方式的半導體模塊100的不同點在于，開關元件部13a?13f與電容器部14a?14f成為層疊構造。并且，與本實施方式的半導體模塊100的不同點在于，在第I電極Ila?Ilf與第2電極12a?12f之間設置有開關元件部13a?13f以及電容器部14a?14fο
[0052]圖4是比較方式的電路單元的等價電路圖。圖4是與電路單元1a?1f的電路相當的電路圖。雖然為了使其與圖3A、圖3B所示的各電路單元的各構成要素的位置進行對比，而相對于圖2改變了各構成要素的位置來表示，但電路本身與圖2所示的電路等價。
[0053]半導體模塊900被分割成多個電路單元1a?1f，由此電感降低。當忽略電路單元1a?1f的互感時，通過將半導體模塊900分割成N個電路單元，由此半導體模塊900的電感降低為1/N。在比較方式中，電路單元為6個，因此電感降低為1/6。
[0054]因而，與在電感和功率半導體模塊中流動的電流的時間變化率(di /d t)成比例的關閉(turn off)時的過電壓得到抑制。因此，能夠抑制元件破壞、噪音的產生。
[0055]圖5是表示比較方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。圖中，黑箭頭表示磁通的方向。此外，電流的方向用符號表示。
[0056]如圖5所示，在比較方式的半導體模塊900中，電路單元1a?1f的開關元件部的電流的方向是從紙面里側朝近前側。此外，電容器部的電流的方向是從近前側朝里側。
[0057]電路單元1a?1f的磁通的方向相同，各自的磁通彼此重疊而相互加強。因而，互感與電感相加，半導體模塊900的電感增加。
[0058]圖6是表示本實施方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。圖中，黑箭頭表示電流的方向。此外，磁通的方向用符號表示。
[0059]在半導體模塊100中，也通過分割成多個電路單元1a?1f來降低電感。
[0060]如圖6所示，在本實施方式的半導體模塊100中，電路單元1a?1f的電流在與基板平行的面內順時針流動。在第I電極11 a?11 f與交流電極16a?16f之間流動的電流的方向、與在交流電極16a?16f與第2電極12a?12f之間流動的電流的方向為相反方向。
[0061]并且，電路單元1a?1f的磁通的方向相對于基板垂直，磁通的方向是從紙面的近前側朝里側。電路單元1a?1f的磁通的方向相同，但與比較方式相比，磁通彼此的重疊減少。換言之，與比較方式相比，閉合電路間的交鏈磁通減少。因而，電路單元間的磁通的影響變小，與比較方式的情況相比、互感的相加量減少。因此，由電路單元I Oa?I Of間的干涉引起的電感的增加降低。
[0062 ]根據本實施方式，與比較方式相比，能夠實現電感降低、能夠抑制元件破壞、噪音的產生的半導體模塊。
[0063]另外，此處，以電路單元為6個的情況為例進行了說明，但電路單元的數量并不限定于6個。只要電路單元為2個以上，則能夠設為任意的數量。
[0064](第2實施方式)
[0065]本實施方式的半導體裝置為，除了在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I電極與另一方的第I電極鄰接、或者一方的第2電極與另一方的第2電極鄰接之外，與第I實施方式相同。因而，對于與第I實施方式重復的內容省略說明。
[0066]圖7是本實施方式的半導體裝置的示意平面圖。本實施方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0067]在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I電極與另一方的第I電極鄰接、或者一方的第2電極與另一方的第2電極鄰接。例如，著眼于鄰接的電路單元1a與電路單元10b。電路單元1a的第2電極12a與電路單元1b的第2電極12b鄰接。此外，例如，著眼于鄰接的電路單元1b與電路單元10c。電路單元1b的第I電極I Ib與電路單元1c的第I電極I Ic鄰接。在其他的鄰接的兩個電路單元中也是同樣的。
[0068]例如，通過使鄰接的電路單元1a?1f的基板的正反交替反轉地配置，由此能夠成為如下配置:在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I電極(例:11a?Ilf)與另一方的第I電極(例:Ila?Ilf)鄰接、或者一方的第2電極(例:12a?12f)與另一方的第2電極(例:12a?12f)鄰接。
[0069]圖8是表示本實施方式的半導體裝置動作時的電流方向和磁通方向的圖。圖中，黑箭頭表示電流的方向。此外，磁通的方向用符號表示。
[0070]如圖8所示，在本實施方式的半導體模塊200中，電路單元10a、10c、10e的電流在與基板平行的面內順時針流動。另一方面，電路單元10b、10d、10f的電流在與基板平行的面內逆時針流動。
[0071]因而，電路單元10a、10c、1e的磁通的方向相對于基板垂直，磁通的方向是從紙面的近前側朝里側。另一方面，電路單元10b、1cU 1f的磁通的方向相對于基板垂直，磁通的方向是從紙面的里側朝近前側。
[0072]因此，在鄰接的電路單元間，磁通彼此抵消。因而，從電感減去互感量，電感減少。因此，與第I實施方式相比電感進一步減少。
[0073]根據本實施方式，與第I實施方式相比，能夠實現電感進一步降低、能夠抑制元件破壞、噪音的產生的半導體模塊。
[0074](變形例)
[0075]圖9是本實施方式的半導體裝置的變形例的示意平面圖。本變形例的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。本變形例的半導體裝置為，在鄰接的兩個電路單元中，將電極以及開關元件的左右進行替換。在本變形例中，各電路單元的磁通的方向也與第2實施方式相同。因而，與第2實施方式相同，與第I實施方式相比，能夠實現電感進一步降低、能夠抑制元件破壞、噪音的產生的半導體模塊。
[0076](第3實施方式)
[0077]本實施方式的半導體裝置具備并列配置的多個第I電路單元，該第I電路單元具有:第I基板;第I基板的第I側的第I電極;在第I基板的第I側與第I電極并列的第2電極;第I基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，且在第I開關元件和第2開關元件之間電連接有第3電極。此外，本實施方式的半導體裝置具備并列配置的多個第2電路單元，該第2電路單元具有:第2基板;設置于第2基板的第I側的第I電極;在第2基板的第I側與第I電極并列設置的第2電極;設置于第2基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列設置，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，且在第I開關元件和第2開關元件之間電連接有第3電極。并且，在第I電路單元和第2電路單元中，第I基板與第2基板對置，一方的第I電極與另一方的第2電極對置，在鄰接的兩個第I電路單元中，一方的第I側與另一方的第I側鄰接，一方的第2側與另一方的第2側鄰接，在鄰接的兩個第2電路單元中，一方的第I側與另一方的第I側鄰接，一方的第2側與另一方的第2側鄰接。
[0078]此外，本實施方式的半導體裝置具備第I電路單元以及第2電路單元，該第I電路單元以及第2電路單元具有:基板;基板的第I側的第I電極;在基板的第I側與第I電極并列的第2電極;基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，且在第I開關元件和第2開關元件之間電連接有第3電極。在第I電路單元與第2電路單元中，一方的基板與另一方的基板對置，一方的第I電極與另一方的第2電極對置。
[0079]本實施方式的半導體裝置與第I實施方式的不同點在于，為電路單元相互相對地配置的構成。對于與第I實施方式重復的內容省略說明。
[0080]圖10A、圖1OB是本實施方式的半導體裝置的示意圖。圖1OA是示意平面圖，圖1OB是示意側視圖。圖11是本實施方式的半導體裝置的示意平面圖。圖11是從圖1OA的相反側觀察半導體裝置的平面圖。本實施方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0081 ]本實施方式的半導體模塊300具備第I電路單元10a、10b、10c、以及第2電路單元10(1、106、1(^。各電路單元的構成與第1實施方式相同。
[0082]第I電路單元10a、10b、1c與第2電路單元1cU 10e、1f以彼此的第I電極與第2電極對置的方式相互相對地配置。例如，著眼于第I電路單元1a與第2電路單元1cL如圖1OB所示，第I電路單元1a的第I電極Ila與第2電路單元1d的第2電極12d對置。
[0083]此外，第I電路單元10a、10b、1c的基板(第I基板)15a、15b、15c與第2電路單元10(1、106、1(^的基板(第2基板)15(1、156、15€對置地設置。例如，如圖108所示，基板(第1基板)15a與基板(第2基板)15d對置。
[0084]如圖1OA以及圖11所示，在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I端部(第I側)與另一方的第I端部(第I側)鄰接，一方的第2端部(第2側)與另一方的第2端部(第2側)鄰接。因而，在鄰接的兩個電路單元中，一方的開關元件部與另一方的開關元件部鄰接，一方的電容器部與另一方的電容器部鄰接。
[0085]此外，如圖1OA以及圖11所示，在鄰接的兩個電路單元中，一方的第I電極與另一方的第2電極鄰接。
[0086]圖12是表示本實施方式的半導體裝置動作時的磁通方向的圖。圖中，黑箭頭表示磁通的方向。
[0087]如圖12所示，在相互相對地配置的第I電路單元10a、10b、10c與第2電路單元10d、I Oe、I Of中，磁通的方向成為相反方向。因此，在對置的電路單元間，磁通彼此相互抵消。因而，從電感減去互感量，電感減少。因此，與第I實施方式相比，電感進一步減少。
[0088]根據本實施方式，與第I實施方式相比，能夠實現電感進一步降低、能夠抑制元件破壞、噪音的產生的半導體模塊。
[0089](第4實施方式)
[0090]本實施方式的半導體裝置與第I實施方式的不同點在于，電路單元以共有電容器部的方式配置。對于與第I實施方式重復的內容省略說明。
[0091 ]圖13是本實施方式的半導體裝置的示意平面圖。本實施方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0092]半導體模塊400具備多個電路單元1a?10m。電路單元1a?1f的構成與第I實施方式相同。此外，與第I實施方式的電路單元的不同點在于，電路單元1g?1m與電路單元1a?1f共有電容器部14a?Hf。
[0093]根據本實施方式的半導體模塊400，例如即便在為了實現功率模塊的大電流化而使電路單元數量增加的情況下，也能夠通過共有電容器部來實現半導體模塊的小型化。
[0094](第5實施方式)
[0095]本實施方式的逆變電路以及驅動裝置是具備第I實施方式的半導體裝置的驅動裝置。
[0096]圖14是本實施方式的驅動裝置的示意圖。驅動裝置500具備馬達40以及逆變電路50 ο
[0097]逆變電路50由與第I實施方式的半導體模塊100為相同構成的3個半導體模塊100a、100b、10c構成。通過將3個半導體模塊100a、100b、10c并聯連接，由此能夠實現具備3個交流電壓的輸出端子U、V、W的三相的逆變電路50。通過從逆變電路50輸出的交流電壓來驅動馬達40。
[0098]在本實施方式的逆變電路50以及驅動裝置500中，由于半導體模塊100a、100b、10c的電感降低，因此也能夠抑制元件破壞、噪音的產生。
[0099](第6實施方式)
[0100]本實施方式的車輛是具備第I實施方式的半導體裝置的車輛。
[0101]圖15是本實施方式的車輛的示意圖。本實施方式的車輛600是鐵道車輛。車輛600具備馬達140以及逆變電路150。
[0102]逆變電路150由與第I實施方式的半導體模塊100為相同構成的3個半導體模塊構成。通過將3個半導體模塊并聯連接，由此能夠實現具備3個交流電壓的輸出端子U、V、W的三相的逆變電路150。
[0103]通過從逆變電路150輸出的交流電壓來驅動馬達140。通過馬達140使車輛600的車輪90旋轉。
[0104]本實施方式的車輛600具有元件破壞、噪音的產生得到抑制的逆變電路150，因此具備較高的可靠性。
[0105](第7實施方式)
[0106]本實施方式的車輛是具備第I實施方式的半導體裝置的車輛。
[0107]圖16是本實施方式的車輛的示意圖。本實施方式的車輛1000是汽車。車輛1000具備馬達140以及逆變電路150。
[0108]逆變電路150由與第I實施方式的半導體模塊100為相同構成的3個半導體模塊構成。通過將3個半導體模塊并聯連接，由此能夠實現具備3個交流電壓的輸出端子U、V、W的三相的逆變電路150。
[0109]通過從逆變電路150輸出的交流電壓來驅動馬達140。通過馬達140使車輛1000的車輪90旋轉。
[0110]本實施方式的車輛1000具有元件破壞、噪音的產生得到抑制的逆變電路150，因此具有較高的可靠性。
[0111](第8實施方式)
[0112]本實施方式的升降機是具備第I實施方式的半導體裝置的升降機。
[0113]圖17是本實施方式的升降機(電梯)的示意圖。本實施方式的升降機1100具備轎廂1010、配重1012、鋼纜1014、卷揚機1016、馬達140以及逆變電路150。
[0114]逆變電路150由與第I實施方式的半導體模塊100為相同構成的3個半導體模塊構成。通過將3個半導體模塊并聯連接，由此能夠實現具備3個交流電壓的輸出端子U、V、W的三相的逆變電路150。
[0115]通過從逆變電路150輸出的交流電壓來驅動馬達140。通過馬達140使卷揚機1016旋轉，并使轎廂1010升降。
[0116]本實施方式的升降機1100具有元件破壞、噪音的產生得到抑制的逆變電路150，因此具有較高的可靠性。
[0117](第9實施方式)
[0118]本實施方式的半導體裝置具有:基板;基板的第I側的第I電極;在基板的第I側與第I電極并列的第2電極;基板的第2側的第3電極；以及第I開關元件和第2開關元件，在第I電極以及第2電極與第3電極之間的基板上并列，串聯地電連接在第I電極與第2電極之間，在第I開關元件和第2開關元件之間電連接有第3電極。
[0119]圖18是本實施方式的半導體裝置的示意平面圖。本實施方式的半導體裝置是用于逆變電路的半導體模塊。
[0120]半導體模塊700具備第I電極111、第2電極112、開關元件部113、電容器部114以及交流電極(第3電極)116。此外，半導體模塊700具備未圖示的柵極信號端子。
[0121]開關元件部113具備絕緣性或者導電性的基板115。第I電極111以及第2電極112并列設置于基板115的第I端部(第I側)。交流電極116設置于基板115的與第I端部相反側的第2端部(第2側)。
[0122]開關元件部113具備第I開關元件118以及第2開關元件120。第I開關元件118以及第2開關元件120并列設置于第I電極111以及第2電極112與交流電極116之間的基板115上。
[0123]在電容器部114與開關元件部113之間夾設有第I電極111以及第2電極112。
[0124]在半導體模塊700中，在第I電極111與交流電極116之間流動的電流的方向、與在交流電極116與第2電極112之間流動的電流的方向為相反方向。因而，例如，與在基板上呈直線狀地配置有第I電極、第I開關元件、交流電極、第2開關元件、第2電極的情況相比較，降低電感。因此，能夠實現能夠抑制元件破壞、噪音的產生的半導體模塊。
[0125]以上，在第I至第6實施方式中，關于第I開關元件以及第2開關元件，以MOSFET為例進行了說明，但也能夠應用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)、HEMT(High Electron Mobility Transistor:高電子遷移率場效晶體管)等。
[0126]此外，在第I至第6實施方式中，作為第I開關元件以及第2開關元件的半導體材料，以SiC(碳化硅)為例進行了說明，但也能夠應用Si(硅)、GaN(氮化鎵)等。
[0127]此外，在第I至第6實施方式中，以電路單元具備分別獨立的電容器部的情況為例進行了說明，但也能夠構成為所有電路單元共有I個電容器部。
[0128]此外，也能夠構成為，各電路單元在開關元件部的基板的與設置有開關元件的一側相反側的面上具備散熱片。
[0129]此外，在第6至第8實施方式中，以將本發明的半導體裝置應用于車輛、電梯的情況為例進行了說明，但也能夠將本發明的半導體裝置例如應用于太陽能發電系統的功率調節益寺O
[0130]以上對本發明的幾個實施方式進行了說明，這些實施方式作為例子而提示的，并不意圖對發明的范圍進行限定。實際上，半導體裝置、逆變電路、驅動裝置、車輛以及升降機能夠以其他各種方式加以實施，在不脫離發明的主旨的范圍內能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含于發明的范圍及主旨中，并且包含于請求項所記載的發明和與其等同的范圍中。
【主權項】
1.一種半導體裝置，其中， 具備多個電路單元，所述電路單元具有: 基板； 所述基板的第I側的第I電極； 在所述基板的所述第I側與所述第I電極并列的第2電極； 所述基板的第2側的第3電極；以及 第I開關元件和第2開關元件，在所述第I電極以及所述第2電極與所述第3電極之間的所述基板上并列，串聯地電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述第I開關元件和第2開關元件之間電連接有所述第3電極。2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 在鄰接的兩個所述電路單元中，一方的所述第I側與另一方的所述第I側鄰接，一方的所述第2側與另一方的所述第2側鄰接。3.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 所述第I電極相互連接，所述第2電極相互連接。4.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 所述電路單元具有電容器，該電容器電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述電容器與所述第I開關元件以及所述第2開關元件之間夾設有所述第I電極以及所述第2電極。5.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 在鄰接的兩個所述電路單元中，一方的所述第I電極與另一方的所述第2電極鄰接。6.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 在鄰接的兩個所述電路單元中，一方的所述第I電極與另一方的所述第I電極鄰接、或者一方的所述第2電極與另一方的所述第2電極鄰接。7.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 在所述第I電極與所述第3電極之間流動的電流的方向、與在所述第3電極與所述第2電極之間流動的電流的方向為相反方向。8.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 所述第2側相對于所述第I側夾著基板而位于相反側。9.一種半導體裝置，其中， 具備并列配置的多個第I電路單元以及并列配置的多個第2電路單元， 所述第I電路單元具有: 第I基板； 所述第I基板的第I側的第I電極； 在所述第I基板的所述第I側與所述第I電極并列的第2電極； 所述第I基板的第2側的第3電極；以及 第I開關元件和第2開關元件，在所述第I電極以及所述第2電極與所述第3電極之間的所述基板上并列，串聯地電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述第I開關元件和第2開關元件之間電連接有所述第3電極， 所述第2電路單元具有: 第2基板； 設置于所述第2基板的第I側的第I電極； 在所述第2基板的所述第I側與所述第I電極并列設置的第2電極； 設置于所述第2基板的第2側的第3電極；以及 第I開關元件和第2開關元件，在所述第I電極以及所述第2電極與所述第3電極之間的所述基板上并列設置，串聯地電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述第I開關元件和第2開關元件之間電連接有所述第3電極， 在所述第I電路單元和所述第2電路單元中，所述第I基板與所述第2基板對置，一方的所述第I電極與另一方的所述第2電極對置， 在鄰接的兩個所述第I電路單元中，一方的所述第I側與另一方的所述第I側鄰接，一方的所述第2側與另一方的所述第2側鄰接， 在鄰接的兩個所述第2電路單元中，一方的所述第I側與另一方的所述第I側鄰接，一方的所述第2側與另一方的所述第2側鄰接。10.如權利要求9所述的半導體裝置，其中， 所述第I電極相互連接，所述第2電極相互連接。11.如權利要求9所述的半導體裝置，其中， 所述第I電路單元以及所述第2電路單元具有電容器，該電容器電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述電容器與所述第I開關元件以及所述第2開關元件之間夾設有所述第I電極以及所述第2電極。12.如權利要求9所述的半導體裝置，其中， 在所述第I電極與所述第3電極之間流動的電流的方向、與在所述第3電極與所述第2電極之間流動的電流的方向為相反方向。13.—種半導體裝置，其中， 具備第I電路單元以及第2電路單元， 所述第I電路單元以及所述第2電路單元具有: 基板； 所述基板的第I側的第I電極； 在所述基板的所述第I側與所述第I電極并列的第2電極； 所述基板的第2側的第3電極；以及 第I開關元件和第2開關元件，在所述第I電極以及所述第2電極與所述第3電極之間的所述基板上并列，串聯地電連接在所述第I電極與所述第2電極之間，在所述第I開關元件和第2開關元件之間電連接有所述第3電極， 所述第I電路單元的所述第I側與所述第2電路單元的所述第I側鄰接，所述第I電路單元的所述第2側與所述第2電路單元的所述第2側鄰接。14.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 所述第I開關元件以及所述第2開關元件是MOSFET或者IGBT。15.—種逆變電路，其中， 具備權利要求1所述的半導體裝置。16.—種驅動裝置，其中，具備權利要求1所述的半導體裝置。17.—種車輛，其中，具備權利要求1所述的半導體裝置。18.—種升降機，其中，具備權利要求1所述的半導體裝置。
【文檔編號】H01L27/02GK106024782SQ201610119874
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】高尾和人, 飯島良介, 清水達雄, 大橋輝之
【申請人】株式會社東芝