DE112019000112T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Shuangching Chen
Sayaka Yamamoto
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

Es wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die enthält: einen Halbleiterchip; einen ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; einen zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; drei oder mehr leitende Abschnitte, die mit dem Halbleiterchip versehen sind, zwischen dem ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und dem zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt; und einen Strompfadabschnitt, der einen Pfad aufweist, durch den Strom zu jedem der drei oder mehr leitenden Abschnitte geleitet wird, wobei der Strompfadabschnitt mehrere Schlitze enthält.

Description

  • [TECHNISCHES GEBIET]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement.
  • [ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK]
  • Im Stand der Technik ist eine Halbleitervorrichtung bekannt, die mehrere Halbleiterchips enthält, wobei durch jeden der mehreren Halbleiterchips ein Strom fließt, wie zum Beispiel inPatentdokument 1 gezeigt.
  • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2016-9496 Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungspublikation Nr. 2002-153079
  • [TECHNISCHES PROBLEM]
  • In dem Halbleiterbauelement ist es bevorzugt, Ungleichgewichte zwischen den durch die jeweiligen Halbleiterchips fließenden Strömen zu beseitigen.
  • [ALLGEMEINE OFFENBARUNG]
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen Halbleiterchip; einen ersten Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; einen zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; drei oder mehr leitende Abschnitte, die mit dem Halbleiterchip versehen sind, zwischen dem ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und dem zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt; und einen Strompfadabschnitt, der einen Pfad aufweist, durch den Strom zu jedem der drei oder mehr leitenden Abschnitte geleitet wird, wobei der Strompfadabschnitt mehrere Schlitze enthält.
  • Die leitenden Abschnitte können der Halbleiterchip sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann des Weiteren ein isolierendes Substrat umfassen, das mit dem Halbleiterchip versehen ist. Der Strompfadabschnitt kann eine leitende Struktur sein, die auf dem isolierenden Substrat angeordnet ist.
  • Das Halbleiterbauelement kann des Weiteren ein Leiterrahmen umfassen, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist. Der Strompfadabschnitt kann der Leiterrahmen sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann des Weiteren ein isolierendes Substrat umfassen, das mit dem Halbleiterchip versehen ist. Die leitenden Abschnitte können das isolierende Substrat sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann des Weiteren eine Verbindungsschiene zum elektrischen Verbinden des Halbleiterchips und eines externen Anschlusses umfassen. Der Strompfadabschnitt kann die Verbindungsschiene sein.
  • Der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromeingangsabschnitt sein. Der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromausgangsabschnitt sein. Die drei oder mehr leitenden Abschnitte können einen ersten leitenden Abschnitt, einen zweiten leitenden Abschnitt und einen dritten leitenden Abschnitt enthalten, die der Reihe nach angeordnet sind. Die mehreren Schlitze können einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz enthalten. Ein Endabschnitt des ersten Schlitzes kann zwischen dem Stromausgangsabschnitt und dem ersten leitenden Abschnitt angeordnet sein. Ein Endabschnitt des zweiten Schlitzes kann zwischen dem ersten leitenden Abschnitt und dem zweiten leitenden Abschnitt angeordnet sein.
  • Die drei oder mehr leitenden Abschnitte können einen ersten leitenden Abschnitt, einen zweiten leitenden Abschnitt und einen dritten leitenden Abschnitt enthalten, die der Reihe nach angeordnet sind. Die mehreren Schlitze können einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz enthalten. Ein Endabschnitt des ersten Schlitzes kann zwischen dem ersten leitenden Abschnitt und dem zweiten leitenden Abschnitt angeordnet sein. Ein Endabschnitt des zweiten Schlitzes kann zwischen dem zweiten leitenden Abschnitt und dem dritten leitenden Abschnitt angeordnet sein.
  • Die mehreren Schlitze können einen L-förmigen Schlitz und einen F-förmigen Schlitz enthalten.
  • Die mehreren Schlitze können einen L-förmigen Schlitz und einen I-förmigen Schlitz enthalten.
  • Der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromeingangsabschnitt sein. Der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromausgangsabschnitt sein. Die mehreren Schlitze können auf der Stromeingangsabschnittsseite der leitenden Abschnitte angeordnet sein.
  • Der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromeingangsabschnitt sein. Der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt kann ein Stromausgangsabschnitt sein. Die mehreren Schlitze können auf der Stromausgangsabschnittsseite der leitenden Abschnitte angeordnet sein.
  • Die mehreren Schlitze können in einer Struktur ausgebildet sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann ein isolierendes schwingungsabsorbierendes Element in der mehreren Schlitzen umfassen.
  • Die drei oder mehr leitenden Abschnitte können jeweils enthalten: einen ersten Transistor, der einen Kollektoranschluss aufweist, der mit einem P-Anschluss verbunden ist, einen zweiten Transistor, der einen Emitteranschluss aufweist, der mit einem N-Anschluss verbunden ist, und der mit dem ersten Transistor in Reihe geschaltet ist, und einen dritten Transistor und einen vierten Transistor, die einen bidirektionalen Schalter bilden. Ein Verbindungspunkt zwischen einem Emitteranschluss des ersten Transistors und einem Kollektoranschluss des zweiten Transistors kann mit einem U-Anschluss verbunden sein. Der bidirektionale Schalter kann an einem Ende mit dem Verbindungspunkt verbunden sein und kann an dem anderen Ende mit einem M-Anschluss verbunden sein.
  • Die drei oder mehr leitenden Abschnitte können jeweils enthalten: einen ersten Transistor, der einen Kollektoranschluss aufweist, der mit einem P-Anschluss verbunden ist; einen zweiten Transistor, der einen Emitteranschluss aufweist, der mit einem N-Anschluss verbunden ist; einen dritten Transistor, der mit dem ersten Transistor in Reihe geschaltet ist; einen vierten Transistor, der mit dem dritten Transistor und dem zweiten Transistor in Reihe geschaltet ist; und zwei Dioden, die zwischen einem Kollektoranschluss des dritten Transistors und einem Emitteranschluss des vierten Transistors in Reihe geschaltet sind. Ein Verbindungspunkt zwischen einem Emitteranschluss des dritten Transistors und einem Kollektoranschluss des vierten Transistors kann mit einem U-Anschluss verbunden sein. Ein Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden kann mit einem M-Anschluss verbunden sein.
  • Entweder der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt oder der zweite Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt kann so angeordnet sein, dass er näher an einer Mitte der Halbleitervorrichtung liegt als eine Mitte einer Region, die die drei oder mehr leitenden Abschnitte enthält. Die mehreren Schlitze können in dem Strompfadabschnitt nahe der Mitte der Halbleitervorrichtung angeordnet sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann umfassen: eine erste Region, die einen Strompfad enthält; eine zweite Region, die entlang einer ersten Richtung mit der ersten Region angeordnet ist und die drei oder mehr leitenden Abschnitte enthält, die entlang der ersten Richtung angeordnet sind; eine dritte Region, die entlang einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung verläuft, mit der ersten Region angeordnet ist und einen Strompfad enthält, der elektrisch mit der ersten Region verbunden ist; und eine vierte Region, die entlang der zweiten Richtung mit der zweiten Region und entlang der ersten Richtung mit der dritten Region angeordnet ist und einen Strompfad enthält, der elektrisch mit der zweiten Region und mit der dritten Region verbunden ist. Die mehreren Schlitze 40 können in dem Strompfadabschnitt, der den leitenden Abschnitt erreicht, der der ersten Region am nächsten angeordnet ist, unter mehreren Strompfadabschnitten, die jeweils der Strompfadabschnitt sind, der jeweils mit den drei oder mehr leitenden Abschnitten, die in der zweiten Region angeordnet sind, elektrisch verbunden ist, angeordnet sein.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen Halbleiterchip; einen ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und einen zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, die elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden sind; mehrere leitende Abschnitte, die mit dem Halbleiterchip versehen sind und zwischen dem ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und dem zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt angeordnet sind; und mehrere Strompfadabschnitte, die Pfade enthalten, durch die Strom zu den mehreren leitenden Abschnitten geleitet wird, wobei die mehreren Strompfadabschnitte mehrere Strompfade aus unterschiedlichen Materialien enthalten.
  • Der Abschnitt „Kurzdarstellung“ beschreibt nicht unbedingt alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Teilkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 2 ist ein Beispiel einer Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel.
    • 3 zeigt ein Beispiel einer Schaltkreiskonfiguration einer Phase des Dreistufen-Leistungswandlungskreises (Inverter).
    • 4A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 4B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 5A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 5B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 6A zeigt ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung 100, die drei leitende Abschnitte 10 enthält.
    • 6B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 7A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 7B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 8A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 8B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 8C zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 9A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 9B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 10A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel.
    • 10B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 11A zeigt ein Beispiel einer Stromspitzenkennlinie der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 9A.
    • 11B zeigt ein Beispiel einer Stromspitzenkennlinie der Halbleitervorrichtung 500 gemäß dem Vergleichsbeispiel von 9B.
    • 12 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Verbindungsschiene 34.
    • 13 zeigt ein Beispiel einer Verbindungsschiene 34 mit einem schwingungsdämpfenden Element 42.
    • 14 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Verbindungsschiene 34, die verschiedene Materialtypen enthält.
    • 15 ist ein Beispiel einer Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem anderen Beispiel.
    • 16 zeigt ein Beispiel einer Schaltkreiskonfiguration einer Phase des Dreistufen-Leistungswandlungskreises (Inverter).
    • 17A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Verbindungsschiene 534 gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 17B zeigt ein Beispiel einer Wellenform des Kollektorstroms Icp, der durch die Halbleitervorrichtung 500 fließt, gemäß dem Vergleichsbeispiel.
    • 18A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Verbindungsschiene 34 gemäß einem Beispiel.
    • 18B zeigt ein Beispiel einer Wellenform des Kollektorstroms Icp, der durch die Halbleitervorrichtung 100 fließt, gemäß dem Beispiel.
  • [BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN]
  • Im Folgenden werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen schränken nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen ein, und alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale sind nicht unbedingt für Lösungen wesentlich, die durch Aspekte der Erfindung bereitgestellt werden.
  • In dieser Spezifikation wird eine Seite des Halbleitersubstrats des Halbleiterchips in einer Richtung parallel zu einer Tiefenrichtung als „obere Seite“ bezeichnet, und die Seite des Halbleitersubstrats in der anderen Richtung parallel zu der Tiefenrichtung wird als „untere Seite“ bezeichnet. Von den beiden Flächen eines Substrats, von Schichten und anderen Komponenten wird eine Fläche als die „Oberseite“ bezeichnet, und die andere Fläche wird als „Unterseite“ bezeichnet. Die Richtungen „oben“, „unten“, „vorn“ und „hinten“ sind nicht auf die Richtung der Schwerkraft oder auf die Richtung der Befestigung an dem Substrat oder dergleichen bei der Implementierung der Halbleitervorrichtung beschränkt.
  • In dieser Spezifikation gibt es Fälle, in denen technische Konzepte unter Verwendung orthogonaler Koordinatenachsen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse beschrieben werden. In dieser Spezifikation wird eine Ebene parallel zur Oberseite des Halbleiterchips als die XY-Ebene definiert, und eine Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats des Halbleiterchips wird als die Z-Achse definiert.
  • Darüber hinaus gibt es in dieser Spezifikation Fälle, in denen die Größenordnungen von Distanz, Induktivität, Strom und dergleichen als gleich beschrieben werden. „Gleich“ zu sein ist nicht darauf beschränkt, genau gleich zu sein, und diese Größenordnungen können sich innerhalb eines Bereichs unterscheiden, der nicht von der in dieser Spezifikation beschriebenen Erfindung abweicht.
  • 1 ist ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 umfasst einen Gehäuseabschnitt 110, einen Basisabschnitt 120 und mehrere Anschlüsse. In einem Beispiel wird die Halbleitervorrichtung 100 auf ein Leistungskonditionierungs-Teilsystem (Power Conditioning Subsystem, PCS) angewendet.
  • Der Gehäuseabschnitt 110 nimmt Halbleiterchips der Halbleitervorrichtung 100 auf. Der Gehäuseabschnitt 110 ist mit einem isolierenden Harz vergossen. Der Gehäuseabschnitt 110 ist auf dem Basisabschnitt 120 angeordnet. Der Gehäuseabschnitt 110 kann mit einem Ausschnittabschnitt 112 versehen sein, um die Isolierung zu gewährleisten.
  • Der Basisabschnitt 120 wird mit Schrauben oder dergleichen an dem Gehäuseabschnitt 110 befestigt. Der Gehäuseabschnitt 110 kann mit Löchern zum Befestigen des Basisabschnitts 120 versehen sein. Der Basisabschnitt 120 kann auf ein Erdpotential gesetzt werden. Der Basisabschnitt 120 hat eine Hauptfläche in der XY-Ebene.
  • Eine Anschlussanordnungsfläche 114 ist eine Fläche, wo ein Anschlussabschnitt auf der Oberflächenseite des Gehäuseabschnitts 110 angeordnet ist. Die Anschlussanordnungsfläche 114 ist mit einem ersten Hilfsanschluss ts1 bis einem elften Hilfsanschluss ts11 versehen. Die Anschlussanordnungsfläche 114 enthält einen Vorsprungsabschnitt 116, der in der Z-Achsen-Richtung vorsteht.
  • Der Vorsprungsabschnitt 116 ist nahe der Mitte der Anschlussanordnungsfläche 114 angeordnet. Der Vorsprungsabschnitt 116 ist so angeordnet, dass er sich in Längsrichtung der Anschlussanordnungsfläche 114 (im vorliegenden Beispiel in der Y-Achsen-Richtung) erstreckt. Ein erster externer Verbindungsanschluss tm1 bis einem fünften externen Verbindungsanschluss tm5 sind auf dem Vorsprungsabschnitt 116 angeordnet. Der erste externe Verbindungsanschluss tm1 bis dem fünften externen Verbindungsanschluss tm5 sind in der angegebenen Reihenfolge von der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung zur Seite der positiven Y-Achsen-Richtung auf dem Vorsprungsabschnitt 116 angeordnet, aber die Anordnung ist nicht darauf beschränkt.
  • Der erste externe Verbindungsanschluss tm1 (P) ist ein positiver Anschluss P einer Gleichstromquelle. Der zweite externe Verbindungsanschluss tm2 (M1) und der dritte externe Verbindungsanschluss tm3 (M2) sind mittlere Anschlüsse M. Der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) ist ein negativer Anschluss N der Gleichstromquelle. Der fünfte externe Verbindungsanschluss tm5 (U) ist eine Wechselstromausgangsanschluss U.
  • Der erste Hilfsanschluss ts1 bis dem fünften Hilfsanschluss ts5 sind an einem Endabschnitt der Anschlussanordnungsfläche 114 auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet. Der sechste Hilfsanschluss ts6 bis dem elften Hilfsanschluss ts11 sind an einem Endabschnitt der Anschlussanordnungsfläche 114 auf der Seite der positiven X-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Der erste Hilfsanschluss ts1 (T1P) gibt eine Kollektorspannung eines Transistors T1 aus, was nachfolgend beschrieben wird. Der zweite Hilfsanschluss ts2 (T1G) ist ein Gate-Anschluss, der eine Gate-Spannung des Transistors T1 ausgibt. Der dritte Hilfsanschluss ts3 (T1E) gibt eine Emitterspannung des Transistors T1 aus.
  • Der vierte Hilfsanschluss ts4 (T2G) ist ein Gate-Anschluss, der eine Gate-Spannung eines Transistors T2 ausgibt, was unten noch näher beschrieben wird. Der fünfte Hilfsanschluss ts5 (T2E) gibt eine Emitterspannung des Transistors T2 aus.
  • Der sechste Hilfsanschluss ts6 (T3E) gibt eine Emitterspannung eines Transistors T3 aus, was unten noch näher beschrieben wird. Der siebente Hilfsanschluss ts7 (T3G) ist ein Gate-Anschluss, der die Gate-Spannung des Transistors T3 ausgibt.
  • Der achte Hilfsanschluss ts8 (T4E) gibt eine Emitterspannung eines Transistors T4 aus, was unten noch näher beschrieben wird. Der neunte Hilfsanschluss ts9 (T4G) ist ein Gate-Anschluss, der die Gate-Spannung des Transistors T4 ausgibt.
  • Der zehnte Hilfsanschluss ts10 (TH2) und der elfte Hilfsanschluss ts11 (TH1) sind Thermistoranschlüsse, die mit einem Thermistor verbunden sind, der in einen mittigen Abschnitt des Gehäuseabschnitts 110 eingebettet ist und eine Innentemperatur des Gehäuseabschnitts 110 detektiert.
  • 2 ist ein Beispiel einer Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Diese Zeichnung zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Schaltkreisen, die auf dem Basisabschnitt 120 im Inneren des Gehäuseabschnitts 110 angeordnet sind.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält sechs isolierende Substrate 50a bis 50f auf dem Basisabschnitt 120. Die vier Transistoren T1 bis T4 bilden einen Schaltkreis für eine von drei Phasen eines Dreistufen-Leistungswandlungsvorrichtungs (Inverter)-Kreises. Von den vier Transistoren T1 bis T4 werden die Transistoren T1 und T3 auf einem isolierenden Substrat 50 implementiert, und die Transistoren T2 und T4 werden auf einem weiteren isolierenden Substrat 50 implementiert. Von den Transistoren T1 bis T4 können die Transistoren T3 und T4 rückwärts sperrende Bipolartransistoren mit isolierter Steuerelektrode (IGBTs) sein.
  • Die isolierenden Substrate 50 werden an den Basisabschnitt 120 gebondet. Jedes isolierende Substrat 50 hat eine leitfähige Struktur auf jeder Seite eines Keramik (zum Beispiel Aluminiumoxid)-Substrats mit guter Wärmeübertragung. Durch Justieren der leitfähigen Strukturen 36 werden die Induktivitäten der Strompfade in den isolierenden Substraten 50 justiert. Als ein Beispiel sind die isolierenden Substrate 50 DCB (Direct Copper Bond)-Substrate, bei denen Kupferleiterplatten direkt auf Keramiksubstrate gebondet werden.
  • Die isolierenden Substrate 50a bis 50c sind jeweils ein isolierendes Substrat, auf dem die Transistoren T1 und T3 implementiert sind. Die isolierenden Substrate 50a bis 50c sind parallel geschaltet.
  • Die isolierenden Substrate 50e und 50f sind jeweils ein isolierendes Substrat, auf dem die Transistoren T2 und T4 implementiert sind. Die isolierenden Substrate 50e und 50f sind parallel geschaltet.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 enthält eine Region DA1, eine Region DA2, eine Region DA3 und eine Region DA4. Die Regionen DA1 bis DA4 sind Regionen, die innerhalb des Gehäuseabschnitts 110 durch eine Mittellinie L1 und eine Mittellinie L2 unterteilt sind. Die Mittellinie L1 ist eine gerade Linie parallel zur Y-Achse, und die Mittellinie L2 ist eine gerade Linie parallel zur X-Achse.
  • Die Region DA1 ist eine Region, in der der Transistor T1 und eine Diode D1 angeordnet sind. Die Diode D1 ist mit dem Transistor T1 umkehr-parallel geschaltet. In einem Beispiel ist die Diode D1 eine Freilaufdiode (Freewheeling Diode, FWD). Im vorliegenden Beispiel sind der Transistor T1 und die Diode D1 in einer geraden Linie in der Längsrichtung des Basisabschnitts 120 angeordnet.
  • Die Region DA2 ist ein Region, in der der Transistor T2 und eine Diode D2 angeordnet sind. Die Diode D2 ist mit dem Transistor T2 umkehr-parallel geschaltet. In einem Beispiel ist die Diode D2 eine Freilaufdiode. Im vorliegenden Beispiel sind der Transistor T2 und die Diode D2 in einer geraden Linie in der Längsrichtung des Basisabschnitts 120 angeordnet.
  • Die Region DA3 ist eine Region, in der der Transistor T3 angeordnet ist. Die Transistor T3 ist ein rückwärts sperrender Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode als eine Halbleitervorrichtung, die als eine bidirektionale Schaltvorrichtung dient, was unten noch beschrieben wird. Die Transistor T3 ist in einer geraden Linie in der Längsrichtung des Basisabschnitts 120 angeordnet.
  • Die Region DA4 ist eine Region, in der der Transistor T4 angeordnet ist. Der Transistor T4 ist ein rückwärts sperrender Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode als eine Halbleitervorrichtung, die als eine bidirektionales Schaltvorrichtung dient. Die Transistor T4 ist in einer geraden Linie in der Längsrichtung des Basisabschnitts 120 angeordnet.
  • An einem Ende jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c ist eine leitfähige Struktur 36a angeordnet. Das leitfähige Struktur 36a ist elektrisch mit dem dritten Hilfsanschluss ts3 (T1E) verbunden, der die Emitterspannung des Transistors T1 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36a des isolierenden Substrats 50c ist über ein Verbindungselement 90 mit dem dritten Hilfsanschluss ts3 (T1E) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36b ist an einem Ende jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c angeordnet. Die leitfähige Struktur 36b ist elektrisch mit dem zweiten Hilfsanschluss ts2 (T1G) verbunden, der als der Gate-Anschluss dient, der die Gate-Spannung des Transistors T1 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36b ist über das Verbindungselement 90 mit einem Gate-Pad des Transistors T1 verbunden. Die leitfähige Struktur 36b des isolierenden Substrats 50c ist über das Verbindungselement 90 mit dem zweiten Hilfsanschluss ts2 (T1G) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36c wird für jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36c ist in der Region DA1 angeordnet, in der der Transistor T1 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 36c ist mit einem Kollektor des Transistors T1 und einer Kathode der Diode D1 mittels Lot verbunden, das Zinn oder eine leitfähige Paste enthält, die ein leitfähiges Material wie Silber und Zinn enthält. Die leitfähige Struktur 36c des isolierenden Substrats 50b ist über das Verbindungselement 90 mit dem ersten Hilfsanschluss ts1 (T1P) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36d wird für jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36d ist in der Region DA1 angeordnet, in der der Transistor T1 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 36d ist elektrisch mit einem Emitter des Transistors T1 verbunden. Die leitfähige Struktur 36d ist durch das Verbindungselement 90 mit einem Emitter des Transistors T1 und einer Anode der Diode D1 verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36h ist an dem anderen Ende jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c angeordnet. Die leitfähige Struktur 36h ist elektrisch mit dem sechsten Hilfsanschluss ts6 (T3E) verbunden, der die Emitterspannung des Transistors T3 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36h des isolierenden Substrats 50b ist über das Verbindungselement 90 mit dem sechsten Hilfsanschluss ts6 (T3E) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36g befindet sich am anderen Ende jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c. Die leitfähige Struktur 36g ist elektrisch mit dem siebenten Hilfsanschluss ts7 (T3G) verbunden, der als der Gate-Anschluss dient, der die Gate-Spannung des Transistors T3 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36g ist über das Verbindungselement 90 mit einem Gate-Pad des Transistors T3 verbunden. Die leitfähige Struktur 36g des isolierenden Substrats 50b ist über das Verbindungselement 90 mit dem siebenten Hilfsanschluss ts7 (T3G) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36f wird für jedes der isolierenden Substrate 50a bis 50c bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36f ist in der Region DA3 angeordnet, in der der Transistor T3 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 36f ist mit einem Kollektor des Transistors T3 mittels Lot verbunden, das Zinn oder eine leitfähige Paste enthält, die ein leitfähiges Material wie Silber und Zinn enthält. Hier ist die leitfähige Struktur 36f über die Region DA3 und die Region DA1 hinweg angeordnet, dergestalt, dass der Kollektor des Transistors T3 und der Emitter des Transistors T1 elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Die leitfähige Struktur 36e wird für jedes der mehreren isolierenden Substrate 50a bis 50c bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36e ist in der Region DA3 angeordnet, in der der Transistor T3 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 36e ist elektrisch mit dem Emitter des Transistors T3 verbunden. Die leitfähige Struktur 36e ist durch das Verbindungselement 90 mit dem Emitter des Transistors T3 verbunden.
  • Das Verbindungselement 90 verbindet die leitfähigen Strukturen 36 elektrisch mit den Transistoren T, den Dioden D und dergleichen. Das Verbindungselement 90 kann zum Beispiel Bonddrähte sein. Das Verbindungselement 90 kann die mehreren isolierenden Substrate 50 miteinander verbinden.
  • Die leitfähige Struktur 36i ist an einem Ende jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f angeordnet. Die leitfähige Struktur 36i ist elektrisch mit dem fünften Hilfsanschluss ts5 (T2E) verbunden, der die Emitterspannung des Transistors T2 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36i des isolierenden Substrats 50f ist über das Verbindungselement 90 mit dem fünften Hilfsanschluss ts5 (T2E) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36j ist an einem Ende jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f angeordnet. Die leitfähige Struktur 36j ist elektrisch mit dem vierten Hilfsanschluss ts4 (T2G) verbunden, der als der Gate-Anschluss dient, der die Gate-Spannung des Transistors T2 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36j ist über das Verbindungselement 90 mit einem Gate-Pad des Transistors T2 verbunden. Die leitfähige Struktur 36j des isolierenden Substrats 50f ist über das Verbindungselement 90 mit dem vierten Hilfsanschluss ts4 (T2G) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36o ist am anderen Ende jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f angeordnet. Die leitfähige Struktur 36o ist elektrisch mit dem achten Hilfsanschluss ts8 (T4E) verbunden, der die Emitterspannung des Transistors T4 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36o des isolierenden Substrats 50f ist über das Verbindungselement 90 mit dem achten Hilfsanschluss ts8 (T4E) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36n ist am anderen Ende jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f angeordnet. Die leitfähige Struktur 36n ist elektrisch mit dem neunten Hilfsanschluss ts9 (T4G) verbunden, der als der Gate-Anschluss dient, der die Gate-Spannung des Transistors T4 ausgibt. Die leitfähige Struktur 36n ist über das Verbindungselement 90 mit einem Gate-Pad des Transistors T4 verbunden. Die leitfähige Struktur 36n des isolierenden Substrats 50f ist über das Verbindungselement 90 mit dem neunten Hilfsanschluss ts9 (T4G) verbunden.
  • Die leitfähige Struktur 36k wird für jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36k ist in der Region DA2 angeordnet, in der der Transistor T2 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 36k ist mit dem Kollektor des Transistors T2 und der Kathode der Diode D2 mittels Lot verbunden, das Zinn oder eine leitfähige Paste enthält, die ein leitfähiges Material wie Silber und Zinn enthält. Hier ist die leitfähige Struktur 36k über die Region DA2 und die Region DA4 hinweg in einer solchen Weise angeordnet, dass der Kollektor des Transistors T2 und der Emitter des Transistors T4 elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Die leitfähige Struktur 361 wird für jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 361 ist in der Region DA2 angeordnet, in der der Transistor T2 implementiert ist. Die leitfähige Struktur 361 ist elektrisch mit dem Emitter des Transistors T2 verbunden. Die leitfähige Struktur 361 ist über das Verbindungselement 90 elektrisch mit dem Emitter des Transistors T2 und der Anode der Diode D2 verbunden. Die leitfähige Struktur 361 ist über das Verbindungselement 90 mit der leitfähigen Struktur 36i verbunden.
  • Ein Abschnitt der leitfähigen Struktur 36m wird auch für jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36m ist in der Region DA4 angeordnet, in der der Transistor T4 implementiert ist.
  • Ein Abschnitt der leitfähigen Struktur 36k wird auch für jedes der isolierenden Substrate 50e bis 50f bereitgestellt. Die leitfähige Struktur 36m ist mit dem Kollektor des Transistors T4 mittels Lot verbunden, das Zinn oder eine leitfähige Paste enthält, die ein leitfähiges Material wie Silber und Zinn enthält. Ein Abschnitt der leitfähigen Struktur 36k ist elektrisch mit dem Emitter des Transistors T4 verbunden.
  • 3 zeigt ein Beispiel einer Schaltkreiskonfiguration einer Phase des Dreistufen-Leistungswandlungs (Inverter)-Kreises. Im vorliegenden Beispiel wird die Schaltkreiskonfiguration der U-Phase gezeigt. Die Schaltkreiskonfiguration der einen Phase wird durch die vier Transistoren T1 bis T4 und die beiden Dioden D1 und D2 gebildet. Jeder der drei oder mehr leitfähigen Abschnitte 10, die weiter unten noch beschrieben werden, kann die vier Transistoren T1 bis T4 und die beiden Dioden D1 und D2 enthalten. Die Transistoren T1 bis T4 des vorliegenden Beispiels sind Bipolartransistoren mit isolierter Steuerelektrode.
  • Die Transistoren T1 und T2 sind in Reihe geschaltet. Die Diode D1 ist mit dem Transistor T1 umkehr-parallel geschaltet. Die Diode D2 ist mit dem Transistor T2 umkehr-parallel geschaltet. Der Kollektor des Transistors T1 ist mit dem ersten externen Verbindungsanschluss tm1 (P) verbunden, der als der positive Anschluss dient, der mit positiven Elektrode der Gleichstromquelle zu verbinden ist. Die Emitter des Transistors T2 ist mit dem vierten externen Verbindungsanschluss tm4 (N) verbunden, der als der negative Anschluss dient, der mit der negativen Elektrode der Gleichstromquelle zu verbinden ist.
  • Ein Verbindungspunkt C1 ist mit dem Emitter des Transistors T1 und dem Kollektor des Transistors T2 verbunden. Der Verbindungspunkt C1 ist mit dem fünften externen Verbindungsanschluss tm5 (U) verbunden, der als ein Wechselstromausgangsanschluss dient.
  • Die Transistoren T3 und T4 bilden eine bidirektionale Schaltvorrichtung 12. Ein Ende der bidirektionalen Schaltvorrichtung 12 ist mit dem Verbindungspunkt C1 verbunden, und das andere Ende der bidirektionalen Schaltvorrichtung 12 ist mit dem einen oder den mehreren M Anschlüssen verbunden. Die Transistoren T3 und T4 sind mit dem Verbindungspunkt C1 verbunden. Der eine oder die mehreren M Anschlüsse können den zweiten externen Verbindungsanschluss tm2 (M1) und den dritten externen Verbindungsanschluss tm3 (M2) enthalten.
  • Der Verbindungspunkt C2 ist ein Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors T3 und dem Kollektor des Transistors T4. Der Verbindungspunkt C2 ist mit dem zweiten externen Anschluss tm2 (M1) verbunden, der als der mittlere Anschluss M1 dient, der den Hauptschaltkreisanschluss bildet. Außerdem ist der Verbindungspunkt C2 mit dem dritten externen Anschluss tm3 (M2) verbunden. Der dritte externe Verbindungsanschluss tm3 (M2) hat das gleiche Potential wie die zweite externe Verbindungsanschluss tm2 (M1).
  • Im vorliegenden Beispiel wird ein T-förmiger Dreistufen-Leistungswandlungskreis als eine Schaltkreiskonfiguration eines Inverters der Halbleitervorrichtung 100 gezeigt. Die Halbleitervorrichtung 100 kann jedoch statt dessen auch einen I-förmigen Dreistufen-Leistungswandlungskreis haben.
  • 4A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 enthält einen leitenden Abschnitt 10, einen Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20, einen Strompfadabschnitt 30 und ein isolierendes Substrat 50. Das isolierende Substrat 50 enthält eine leitfähige Struktur 36, die mit einem Schlitz 40 versehen ist.
  • Der leitende Abschnitt 10 ist ein Element, das Strom leitet. In einem Beispiel ist der leitfähige Abschnitt 10 ein Halbleiterchip 60, der auf dem isolierenden Substrat 50 angeordnet ist. Der leitende Abschnitt 10 des vorliegenden Beispiels enthält zwei leitende Abschnitte, und zwar einen leitenden Abschnitt 10a und einen leitenden Abschnitt 10b. Der leitende Abschnitt 10a ist ein Beispiel eines ersten leitenden Abschnitts, und der leitende Abschnitt 10b ist ein Beispiel eines zweiten leitenden Abschnitts.
  • Der leitende Abschnitt 10a enthält einen Halbleiterchip 60-1 und einen Halbleiterchip 60-2 als Halbleiterchips 60. Der leitende Abschnitt 10a enthält einen Transistorabschnitt A1 als den Halbleiterchip 60-1. Der leitende Abschnitt 10a enthält einen Diodenabschnitt A2 als den Halbleiterchip 60-2. Als ein Beispiel ist der Transistorabschnitt A1 ein IGBT, und der Diodenabschnitt A2 ist eine FWD.
  • Der leitende Abschnitt 10b enthält einen Halbleiterchip 60-1 und einen Halbleiterchip 60-2 als Halbleiterchips 60. Der leitende Abschnitt 10b enthält einen Transistorabschnitt B1 als den Halbleiterchip 60-1. Der leitende Abschnitt 10b enthält einen Diodenabschnitt B2 als den Halbleiterchip 60-2. Als ein Beispiel ist der Transistorabschnitt B1 ein IGBT, und der Diodenabschnitt B2 ist eine FWD.
  • Jeder Halbleiterchip 60 kann jeden der in 2 gezeigten Transistoren T1 bis T4 enthalten. Darüber hinaus kann der Halbleiterchip 60 die Diode D1 und die Diode D2, wie in 2 gezeigt, enthalten. Der Halbleiterchip 60-2 des vorliegenden Beispiels ist mit dem Halbleiterchip 60-1 in Reihe geschaltet. Zum Beispiel ist der Diodenabschnitt A2 mit dem Transistorabschnitt A1 in Reihe geschaltet. Außerdem ist der Diodenabschnitt B2 mit dem Transistorabschnitt B1 in Reihe geschaltet. Der Halbleiterchip 60-1 und der Halbleiterchip 60-2 können RC-IGBTs sein, die sich auf demselben Chip befinden.
  • Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 ist elektrisch mit dem Halbleiterchip 60 verbunden. Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 enthält einen Stromeingangsabschnitt E und einen Stromausgangsabschnitt D. Der leitende Abschnitt 10 ist zwischen dem Stromeingangsabschnitt E und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet. Der Stromeingangsabschnitt E ist ein Beispiel eines ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitts, und der Stromausgangsabschnitt D ist ein Beispiel eines zweiten Stromeingangs-/- ausgangsabschnitts. Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 des vorliegenden Beispiels enthält zwei Stromeingangsabschnitte E1 und E2 und einen Stromausgangsabschnitt D. Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 ist beispielsweise ein Bonddraht. Solange jedoch der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 eine Komponente ist, die Strom eingeben und ausgeben kann, wie zum Beispiel ein Anschluss oder ein Band, ist der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 nicht darauf beschränkt, ein Bonddraht zu sein.
  • Der Stromeingangsabschnitt E1 und der Stromeingangsabschnitt E2 sind entsprechend dem leitenden Abschnitt 10a bzw. dem leitenden Abschnitt 10b angeordnet. Der Stromeingangsabschnitt E1 und der Stromeingangsabschnitt E2 sind so angeordnet, dass die Distanz zwischen dem Stromeingangsabschnitt E1 und dem leitenden Abschnitt 10a und die Distanz zwischen dem Stromeingangsabschnitt E2 und dem leitenden Abschnitt 10b gleich sind. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist näher an dem leitenden Abschnitt 10a angeordnet als an dem leitenden Abschnitt 10b. Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 kann statt dessen auch einen Stromeingangsabschnitt E enthalten, der dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10b gemein ist.
  • Der Strompfadabschnitt 30 enthält einen Pfad, der Strom durch jeden der mehreren leitenden Abschnitte 10 leitet. Der Strompfadabschnitt 30 des vorliegenden Beispiels enthält zwei Strompfade, die zwei leitenden Abschnitten 10 entsprechen. Der Strompfadabschnitt 30 enthält einen Schlitz 40 zum Justieren der Induktivitäten der Strompfade. Der Strompfadabschnitt 30 enthält eine leitfähige Struktur 36, die auf der Oberseite des isolierenden Substrats 50 angeordnet ist. Oder anders ausgedrückt: Die leitfähige Struktur 36 ist ein Beispiel eines Strompfadabschnitts 30. Der Strompfadabschnitt 30 des vorliegenden Beispiels enthält die leitfähige Struktur 36a und die leitfähige Struktur 36b.
  • Hier ändert sich die Größenordnung des durch den Strompfadabschnitt 30 fließenden Stroms gemäß der Induktivität des Strompfades. Durch Erhöhen der Induktivität des Strompfades wird es für den Strom schwieriger, durch den Strompfad zu fließen. Die Induktivität kann durch Verlängern des Strompfades erhöht werden. Durch Ausbilden eines Schlitzes und einer Struktur in dem Strompfadabschnitt 30 wird der Strompfad verlängert, und die Induktivität wird erhöht. Wenn die Induktivität erhöht wird, so wird der durch den Strompfad fließende Strom verringert, und die Chip-Temperatur wird gesenkt. Wenn die Chip-Temperatur gesenkt wird, so wird die Zuverlässigkeit verbessert.
  • Die leitfähige Struktur 36a ist auf der Oberseite des isolierenden Substrats 50 angeordnet. Der Halbleiterchip 60 ist auf der leitfähige Struktur 36a montiert. In einem Beispiel ist die leitfähige Struktur 36a ein Kollektorstruktur.
  • Die leitfähige Struktur 36b ist auf der Oberseite des isolierenden Substrats 50 angeordnet. Die leitfähige Struktur 36b ist durch das Verbindungselement 90 mit dem Halbleiterchip 60-2 verbunden. Die leitfähige Struktur 36b enthält den Schlitz 40. In einem Beispiel ist die leitfähige Struktur 36 ein Emitterstruktur.
  • Die leitfähige Struktur 36 enthält Strukturen, die aus einem leitfähigen Material wie zum Beispiel Kupfer gebildet werden. Die leitfähige Struktur 36 kann durch jedes beliebige Verfahren gebildet werden, einschließlich Laserbearbeitung, Ätzen, Stanzen und dergleichen. Solange das Verfahren zur Herstellung der leitfähigen Struktur 36 den zuvor festgelegten Schlitz 40 bilden kann, gibt es dieses Verfahren keinen besonderen Einschränkungen.
  • Der Schlitz 40 enthält ein Material mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit als die leitfähige Struktur 36. Der Schlitz 40 wird zum Beispiel durch Bilden eines Ausschnittabschnitts in der leitenden Struktur 36 erzeugt. Der Schlitz 40 justiert die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verläuft. Der Schlitz 40 kann die Länge des Strompfades justieren, der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verläuft.
  • Der Schlitz 40 des vorliegenden Beispiels ist L-förmig. Ein Schlitz 40 der vorliegenden Erfindung ist in der leitfähigen Struktur 36 angeordnet. Durch Ausbilden des Schlitzes 40 wird der Strompfad verlängert, um die Induktivität zu erhöhen. Der Schlitz 40 des vorliegenden Beispiels wird so justiert, dass der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verlaufende Strompfad und der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verlaufende Strompfad die gleiche Länge haben. Solange der Schlitz 40 die Länge des Strompfades justiert, ist die Form des Schlitzes 40 nicht auf die Form des vorliegenden Beispiels beschränkt. Zum Beispiel ist die Form des Schlitzes 40 die Form einer geraden Linie, zum Beispiel eine I-Form, die Form einer gebogenen Linie, zum Beispiel eine L-Form, eine Verzweigungsform, zum Beispiel eine F-Form, eine gekrümmte Form, wie zum Beispiel eine U-Form, und eine Kombination dieser Formen.
  • Die Breite des Schlitzes 40 kann auf eine Größe justiert werden, die zum Justieren der Induktivität der leitfähigen Struktur 36 geeignet ist. Durch Vergrößern der Breite des Schlitzes 40 wird die Breite des Strompfades verringert, und es wird einfacher, die Induktivität zu erhöhen. Außerdem ist es durch Verringern der Breite des Schlitzes 40 möglich, die Breite des Strompfades zu vergrößern, um den Betrag der Erhöhung der Induktivität justieren. Die Breite des Spaltes 40 beträgt beispielsweise 0,8 mm bis 1,0 mm.
  • Der Schlitz 40 wird nicht unbedingt durch Bilden eines Ausschnitts in dem Strompfadabschnitt 30 gebildet, und das Element des Strompfadabschnitts 30 selbst kann eine Struktur aufweisen, die der Struktur ähnelt, die den Schlitz 40 verwendet. Oder anders ausgedrückt: Ein Fall, in dem der Strompfadabschnitt 30 den Schlitz 40 enthält, kann auch einen Fall enthalten, in dem der Strompfadabschnitt 30 mit einer beliebigen Struktur ausgebildet wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels justiert die Induktivität auf der Seite des Stromausgangsabschnitts D des Halbleiterchips 60. Oder anders ausgedrückt: Der Schlitz 40 des vorliegenden Beispiels befindet sich auf der Seite des Stromausgangsabschnitts D des leitenden Abschnitts 10 in der leitfähigen Struktur 36. Der Schlitz 40 kann alternativ auf der Seite des Stromeingangsabschnitts E des leitenden Abschnitts 10 in der leitfähigen Struktur 36 angeordnet sein. Darüber hinaus können Schlitze 40 in der leitfähigen Struktur 36 sowohl auf der Seite des Stromeingangsabschnitts E als auch auf der Seite des Stromausgangsabschnitts D des leitenden Abschnitts 10 angeordnet sein.
  • Ein Strom Ia wird in den Stromeingangsabschnitt E1 eingespeist und fließt durch den leitenden Abschnitt 10a. Außerdem wird der Strom Ia von dem Stromausgangsabschnitt D über die leitfähige Struktur 36b ausgegeben. Oder anders ausgedrückt: Der Strompfad, durch den der Strom Ia fließt, enthält eine Induktivität La, die einem Pfad entspricht, der durch E1-A1-A2-D verläuft.
  • Ein Strom Ib wird in den Stromeingangsabschnitt E2 eingespeist und fließt durch den leitenden Abschnitt 10b. Außerdem wird der Strom Ia von dem Stromausgangsabschnitt D über die leitfähige Struktur 36b ausgegeben. Oder anders ausgedrückt: Der Strompfad, durch den der Strom Ib fließt, enthält eine Induktivität La, die einem Pfad entspricht, der durch E2-B 1-B2-D verläuft.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels wird die Induktivität La durch Ausbilden des Schlitzes 40 erhöht. Die Induktivität La des vorliegenden Beispiels ist gleich der Induktivität Lb. Daher ist der Strom Ia gleich dem Strom Ib, und das Stromungleichgewicht wird gemildert. Dementsprechend kann in der Halbleiteranordnung 100 die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 des Halbleiterchips 60 verbessert sein.
  • Darüber hinaus kann die Halbleitervorrichtung 100 an jeder Position mit dem Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 versehen sein. Durch Ändern der Form des Schlitzes 40 gemäß der Position des Stromeingangs-/-ausgangsabschnitts 20 ist es möglich, die Induktivität des Strompfadabschnitts 30 in der Halbleitervorrichtung 100 zu justieren. Auf diese Weise kann der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 frei in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels angeordnet werden, und daher ist es möglich, den Freiheitsgrad der Verdrahtung zu verbessern.
  • In dieser Spezifikation wird die Halbleitervorrichtung 100 so beschrieben, dass sie die leitenden Abschnitte 10, den Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 und den Strompfadabschnitt 30 enthält. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält die Halbleiterchips 60, die als die leitenden Abschnitte 10 dienen, das Verbindungselement 90, das als der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 dient, und die leitfähigen Strukturen 36, der als der Strompfadabschnitt 30 dienen. Die spezifischen Konfigurationen des leitenden Abschnitts 10, des Stromeingangs-/-ausgangsabschnitts 20 und des Strompfadabschnitts 30 können sich jedoch von einem Beispiel zum anderen unterscheiden. Das heißt, die leitenden Abschnitte 10 können isolierende Substrate 50 sein, die Halbleiterchips 60 enthalten. Der Strompfadabschnitt 30 kann ein Leiterrahmen 32 und eine Verbindungsschiene 34 sein, die weiter unten noch beschrieben werden.
  • 4B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem in 4A gezeigten Beispiel dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 in den leitfähigen Strukturen 536 enthält.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 enthält keinen Schlitz 40, und daher ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verläuft, und die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verläuft, zu justieren. Da die Induktivitäten der mehreren Strompfade in der Halbleitervorrichtung 500 nicht die gleichen sind, ist es auf diese Weise wahrscheinlich, dass ein Stromungleichgewicht auftritt. Wenn ein Stromungleichgewicht auftritt, so neigt der Strom dazu, durch einen bestimmten Halbleiterchip 60 zu fließen, und die Chip-Temperatur steigt. Der Chip hat bei hoher Temperatur eine kürzere Lebensdauer als andere Chips.
  • Als ein Beispiel ist die Induktivität La kleiner als die Induktivität Lb. Daher ist der Strom Ia größer als der Strom Ib. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 und des Diodenabschnitts B2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt A1 und der Diodenabschnitt A2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 5A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß 4A dadurch, dass bei der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels die Induktivität auf der Seite des Stromeingangsabschnitts E des leitenden Abschnitts 10 justiert wird. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von denen in 4A unterscheiden. Auch in anderen Beispielen kann der Schlitz 40 auf der Seite des Stromeingangsabschnitts E des leitenden Abschnitts 10 angeordnet sein, wie im vorliegenden Beispiel gezeigt.
  • Die leitfähige Struktur 36a enthält den Schlitz 40. Die leitfähige Struktur 36a enthält den Stromeingangsabschnitt E näher an dem leitenden Abschnitt 10a als an dem leitenden Abschnitt 10b. Daher ist die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromeingangsabschnitt E geringer als die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromeingangsabschnitt E.
  • Die leitfähige Struktur 36b braucht den Schlitz 40 nicht zu enthalten. Die leitfähige Struktur 36b enthält den Stromausgangsabschnitt D an einer Position, an der die Distanz zu dem leitenden Abschnitt 10a und die Distanz zu dem leitenden Abschnitt 10b gleich sind. Daher ist die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromausgangsabschnitt D gleich der Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromausgangsabschnitt D.
  • Durch Ausbilden des Schlitzes 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels wird die Induktivität La erhöht. Die Induktivität La des vorliegenden Beispiels ist gleich der Induktivität Lb. Daher ist der Strom Ia gleich dem Strom Ib, und das Stromungleichgewicht wird gemildert. Dementsprechend ist es in der Halbleitervorrichtung 100 möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 des Halbleiterchips 60 zu verbessern.
  • 5B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß dem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 5A dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 in den leitfähigen Strukturen 536 enthält.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verläuft, und die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verläuft, zu justieren. Als ein Beispiel ist die Induktivität La kleiner als die Induktivität Lb. Daher ist der Strom Ia größer als der Strom Ib. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 und des Diodenabschnitts B2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt A1 und der Diodenabschnitt A2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 6A zeigt ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung 100, die drei leitende Abschnitte 10 enthält. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß 4A dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels drei leitende Abschnitte 10a bis 10c enthält. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von denen der Halbleitervorrichtung 100 gemäß 4A unterscheiden. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält Halbleiterchips 60, die als die leitenden Abschnitte 10 dienen. Der leitende Abschnitt 10a, der leitende Abschnitt 10b und der leitende Abschnitt 10c enthalten jeweils einen Halbleiterchip 60-1 und einen Halbleiterchip 60-2 als die Halbleiterchips 60.
  • Der Strompfadabschnitt 30 enthält einen Pfad für Strom, der durch jeden der mehreren leitenden Abschnitte 10 zwischen den Stromeingangsabschnitten E und dem Stromausgangsabschnitt D geleitet wird. Der Strompfadabschnitt 30 des vorliegenden Beispiels enthält Pfade für drei Ströme, die jeweils durch die leitenden Abschnitte 10a bis 10c geleitet wird. Der Strompfadabschnitt 30 verbindet den Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 und die leitenden Abschnitte 10 elektrisch miteinander. In einem Beispiel werden die Strompfade durch Ändern der Form und des Materials des Strompfadabschnitts 30 justiert. Indem man beispielsweise den Strompfadabschnitt 30 mit einem oder mehreren Schlitzen 40 versieht, wird die Induktivität jedes Strompfads justiert. Darüber hinaus können die Induktivitäten durch Ändern der Strukturen der Strompfade in dem Strompfadabschnitt 30 justiert werden. Der Strompfadabschnitt 30 verbindet den Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 und die drei oder mehr leitenden Abschnitte 10 elektrisch miteinander.
  • Der Strompfadabschnitt 30 des vorliegenden Beispiels enthält mehrere Schlitzen 40. Die mehreren Schlitze 40 beziehen sich auf Endabschnitte mehrerer Schlitze, die in einem Endabschnitt des Strompfadabschnitts 30 angeordnet sind. Oder anders ausgedrückt: Jeder Schlitz 40 kann in einer verzweigenden Weise in dem Strompfadabschnitt 30 angeordnet sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 enthält drei oder mehr leitende Abschnitte 10. Selbst in einem Fall, in dem die Halbleitervorrichtung 100 drei oder mehr leitende Abschnitte 10 enthält, kann die Induktivität, die jedem leitenden Abschnitt 10 entspricht, durch Ausbilden des Schlitzes 40 in ähnlicher Weise justiert werden.
  • In dem vorliegenden Beispiel sind die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c in der angegebenen Reihenfolge von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind in gleichmäßigen Intervallen angeordnet, können aber auch in unterschiedlichen Intervallen angeordnet sein. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind nicht darauf beschränkt, in der Y-Achsen-Richtung angeordnet zu sein, und können in der XY-Ebene in einer anderen Richtung angeordnet sein.
  • Ein Strom Ic wird in den Stromeingangsabschnitt E3 eingespeist und fließt durch den leitenden Abschnitt 10c. Außerdem wird der Strom Ic von dem Stromausgangsabschnitt D über die leitfähige Struktur 36b ausgegeben. Im Wesentlichen hat der Strompfad, durch den der Strom Ic fließt, eine Induktivität Lc, die einem Pfad entspricht, der durch E3-C1-C2-D verläuft. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist an einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b auf der Seite der positiven Y-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Die leitende Struktur 36a braucht keinen Schlitz 40 zu enthalten. Die leitfähige Struktur 36a enthält Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 an Positionen, die jeweils den leitenden Abschnitten 10a bis 10c entsprechen. Daher sind die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromeingangsabschnitt E1, die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromeingangsabschnitt E2, und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und der Stromeingangsabschnitt E3 gleich. Die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 des vorliegenden Beispiels sind an einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36a auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet. Außerdem sind die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 des vorliegenden Beispiels in der angegebenen Reihenfolge von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Die leitfähige Struktur 36b enthält Schlitze 40. Die leitfähige Struktur 36b enthält den Stromausgangsabschnitt D näher an dem leitenden Abschnitt 10a als an dem leitenden Abschnitt 10b und dem leitenden Abschnitt 10c. Wären die Schlitze 40 nicht vorhanden, so wäre daher die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromausgangsabschnitt D geringer als die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromausgangsabschnitt D und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und dem Stromausgangsabschnitt D. Die leitfähige Struktur 36b des vorliegenden Beispiels ist neben der Seite der positiven X-Achsen-Richtung der leitfähigen Struktur 36a angeordnet.
  • Der Schlitz 40 enthält zwei Schlitze, und zwar den Schlitz 40a und den Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität La des Pfades, durch den der Strom Ia fließt, erhöhen. Der Schlitz 40a hat zwei Endabschnitte, wobei ein Endabschnitt an dem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b, der der Endabschnitt auf der Seite der positiven Y-Achsen-Richtung ist, offen ist und der andere Endabschnitt im Inneren der leitfähigen Struktur 36b geschlossen ist. Der Schlitz 40b hat zwei Endabschnitte, wobei ein Endabschnitt an dem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung ist, offen ist und der andere Endabschnitt im Inneren der leitfähigen Struktur 36b geschlossen ist.
  • Der Schlitz 40a ist zum Beispiel ein I-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40a so ausgebildet, dass er sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b, der zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem leitenden Abschnitt 10a angeordnet ist, in einer Richtung von dem Stromausgangsabschnitt D fort erstreckt. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels ist ein I-förmiger Schlitz, der sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung erstreckt. Der Schlitz 40a ist ein Beispiel eines ersten Schlitz.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40b so angeordnet, dass er sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet ist, in Richtung des Stromausgangsabschnitts D erstreckt. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von der negativen Seite in Richtung der positiven Seite in X-Achsen-Richtung, und erstreckt sich dann von der negativen Seite in Richtung der positiven Seite in Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz gebildet wird. Der Schlitz 40b ist in einer Draufsicht zwischen dem Schlitz 40a und den leitenden Abschnitten 10a und 10b angeordnet. Der Schlitz 40b ist ein Beispiel eines zweiten Schlitzes.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels wird die Induktivität La erhöht. Die Induktivität La des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität Lc sein. Daher sind der Strom Ia und der Strom Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemildert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 des Halbleiterchips 60 in der Halbleitervorrichtung 100 zu verbessern. Die Induktivität La und die Induktivität Lc des vorliegenden Beispiels können größer als die Induktivität Lb sein.
  • 6B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 6A dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 in den leitfähigen Strukturen 536 enthält.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keine Schlitze 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verläuft, und die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt C1 und den Diodenabschnitt C2 verläuft, zu justieren. Zum Beispiel wird eine Beziehung von Lc > Lb > La hergestellt. Daher ist der Strom Ia größer als der Strom Ib, und der Strom Ib ist größer als der Strom Ic. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 und des Transistorabschnitts C1. Außerdem ist die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts A2 größer als die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts B2 und des Diodenabschnitts C2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt A1 und der Diodenabschnitt A2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 7A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß 6A dadurch, dass die drei Induktivitäten La bis Lc so justiert sind, dass sie in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels gleich sind. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf die Punkte, die sich von denen in 6A unterscheiden. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält die Halbleiterchips 60 als die leitenden Abschnitte 10.
  • Die leitende Struktur 36a braucht keinen Schlitz 40 zu enthalten. Die leitfähige Struktur 36a enthält die Stromeingangspfade E1 bis E3 an Positionen, die jeweils den leitenden Abschnitten 10a bis 10c entsprechen. Daher sind die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromeingangsabschnitt E1, die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromeingangsabschnitt E2, und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und der Stromeingangsabschnitt E3 gleich.
  • Die leitfähige Struktur 36b enthält die Schlitze 40. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist in der leitfähigen Struktur 36b nahe der Mitte in der Y-Achsen-Richtung und an einem Endabschnitt davon in der positiven X-Achsen-Richtung angeordnet. Die leitfähige Struktur 36b enthält den Stromausgangsabschnitt D näher an dem leitenden Abschnitt 10b als an dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10c. Wären die Schlitze 40 nicht vorhanden, so wäre die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromausgangsabschnitt D daher geringer als die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromausgangsabschnitt D und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und dem Stromausgangsabschnitt D.
  • Die Schlitze 40 enthalten zwei Schlitze, und zwar den Schlitz 40a und den Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität Lb des Pfades, durch den der Strom Ib fließt, erhöhen. Insbesondere ist es durch Ausbilden der mehreren Schlitze 40 zwischen den jeweiligen Strompfaden der mehreren leitenden Abschnitte 10 möglich, die Induktivitäten der Strompfade so zu justieren, dass die durch die mehreren leitenden Abschnitte 10 fließenden Ströme gleich sind.
  • Der Schlitz 40a ist zum Beispiel ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Das heißt, der Schlitz 40a ist so ausgebildet, dass er sich von einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b erstreckt, der zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10b im Inneren der leitfähigen Struktur 36b angeordnet ist. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von der negativen Seite zur positiven Seite in Richtung der X-Achse, und erstreckt sich dann von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz ausgebildet wird. Der Schlitz 40a hat zwei Endabschnitte, wobei ein Ende an dem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung ist, offen ist und der andere Endabschnitt im Inneren der leitfähigen Struktur 36b geschlossen ist.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein F-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10c angeordnet. Das heißt, der Schlitz 40b ist so ausgebildet, dass er sich von einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b erstreckt, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10c im Inneren der leitfähigen Struktur 36b angeordnet ist. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der leitfähigen Struktur 36b von der negativen Seite zur positiven Seite in Richtung der X-Achse. Außerdem enthält der Schlitz 40b zwei Schlitze, die sich in einer verzweigenden Weise von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung erstrecken. Daher ist der Schlitz 40b F-förmig. Der Schlitz 40b hat drei Endabschnitte, wobei sich ein Ende in einem Endabschnitt der leitfähigen Struktur 36b öffnet, der der Endabschnitt auf der negativen Seite der X-Achsen-Richtung ist, und die beiden anderen Enden im Inneren der leitfähigen Struktur 36b sich schließen. Ein erstes anderes Ende des Schlitzes 40b, das andere Ende des Schlitzes 40a, und ein zweites anderes Ende des Schlitzes 40b sind in der angegebenen Reihenfolge in der X-Achsen-Richtung zwischen den leitenden Abschnitten 10a bis 10c und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet.
  • Durch Ausbilden des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b, die den Strompfad, der durch den leitenden Abschnitt 10b in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels verläuft, zwischen sich aufnehmen, ist es möglich, die Induktivität Lb zu erhöhen. Die Induktivität Lb des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität La und der Induktivität Lc sein. Daher sind die Ströme Ia bis Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemindert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts B1 und des Diodenabschnitts B2 des Halbleiterchips 60 in der Halbleitervorrichtung 100 zu verbessern.
  • 7B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem in 7A gezeigten Beispiel dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keine Schlitze 40 in den leitfähigen Strukturen 536 enthält.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keine Schlitze 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verläuft, zu justieren. Zum Beispiel wird die Beziehung Lc = La > Lb hergestellt. Daher ist der Strom Ib größer als der Strom Ia und der Strom Ic. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 und des Transistorabschnitts C1. Außerdem ist die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts B2 größer als die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts A2 und des Diodenabschnitts C2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt B1 und der Diodenabschnitt B2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 8A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält einen Leiterrahmen 32. In dem vorliegenden Beispiel ist der Strompfadabschnitt 30 der Leiterrahmen 32.
  • Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c enthalten jeweils einen Halbleiterchip 60. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind in der angegebenen Reihenfolge von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind in gleichmäßigen Intervallen angeordnet, können aber statt dessen auch in unterschiedlichen Intervallen angeordnet sein. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind nicht auf die Anordnung in der Y-Achsen-Richtung beschränkt und können in der XY-Ebene in jeder Richtung angeordnet sein.
  • Die leitfähige Struktur 36 enthält die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 an Positionen, die jeweils den leitenden Abschnitten 10a bis 10c entsprechen. Daher sind die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromeingangsabschnitt E1, die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromeingangsabschnitt E2, und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und der Stromeingangsabschnitt E3 gleich. Die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 des vorliegenden Beispiels sind an einem Ende der leitfähigen Struktur 36 auf der Seite der positiven X-Achsen-Richtung angeordnet. Außerdem werden die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 in der angegebenen Reihenfolge von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Der Leiterrahmen 32 ist zwischen dem Halbleiterchip 60 und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet. Der Leiterrahmen 32 verbindet den Halbleiterchip 60 und den Stromausgangsabschnitt D elektrisch. Der Leiterrahmen 32 enthält Schlitze 40. Der Leiterrahmen 32 ist elektrisch mit dem Halbleiterchip 60 auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung des Halbleiterchips 60 verbunden. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist an einem Endabschnitt des Leiterrahmens 32 auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet. Darüber hinaus ist der Stromausgangsabschnitt D weiter auf der Seite der positiven Y-Achsen-Richtung angeordnet als der leitende Abschnitt 10a.
  • Die Schlitze 40 enthalten einen Schlitz 40a und einen Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität La des Pfades, durch den der Strom Ia fließt, erhöhen.
  • Der Schlitz 40a ist zum Beispiel ein I-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40a so angeordnet, dass er sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von einem Endabschnitt des Leiterrahmens 32 erstreckt, der zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem leitenden Abschnitt 10a angeordnet ist. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels ist ein I-förmiger Schlitz, der sich in dem Inneren des Leiterrahmens 32 von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung erstreckt.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40b so angeordnet, dass er sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von einem Endabschnitt des Leiterrahmens 32, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet ist, in Richtung des Stromausgangsabschnitts D erstreckt. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von der positiven Seite zur negativen Seite in der X-Achsen-Richtung, und erstreckt sich dann von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz ausgebildet wird.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels wird die Induktivität La erhöht. Die Induktivität La des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität Lc sein. Daher sind der Strom Ia und der Strom Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemildert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts A1 des Halbleiterchips 60 in der Halbleitervorrichtung 100 zu verbessern. Es ist jedoch anzumerken, dass der Strom Ib des vorliegenden Beispiels größer sein kann als der Strom Ia und der Strom Ic.
  • 8B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Struktur der Schlitze 40, die in dem Leiterrahmen 32 der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels angeordnet sind, unterscheidet sich von der Struktur in dem Beispiel von 8A. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von denen in 8A unterscheiden.
  • Der Leiterrahmen 32 enthält Schlitze 40. Der Leiterrahmen 32 enthält den Stromausgangsabschnitt D näher an dem leitenden Abschnitt 10b als an dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10c. Wären die Schlitze 40 nicht vorhanden, so wäre die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromausgangsabschnitt D daher geringer als die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromausgangsabschnitt D und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und dem Stromausgangsabschnitt D.
  • Die Schlitze 40 enthalten den Schlitz 40a und den Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität Lb des Pfades, durch den der Strom Ib fließt, erhöhen.
  • Der Schlitz 40a ist beispielsweise ein F-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40a so angeordnet, dass er sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von einem Endabschnitt des Leiterrahmens 32 erstreckt, der zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10b angeordnet ist. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von der positiven Seite zur negativen Seite in der X-Achsen-Richtung. Außerdem enthält der Schlitz 40a zwei Schlitze, die sich verzweigen und sich von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung erstrecken. Daher bildet der Schlitz 40a eine F-Form.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40b so angeordnet, dass er sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von einem Endabschnitt des Leiterrahmens 32, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10c angeordnet ist, in Richtung des Stromausgangsabschnitts D erstreckt. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren des Leiterrahmens 32 von der positiven Seite zur negativen Seite in der X-Achsen-Richtung und erstreckt sich dann von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz ausgebildet wird.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels kann die Induktivität Lb erhöht werden. Die Induktivität Lb des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität La und der Induktivität Lc sein. Daher sind die Ströme Ia bis Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemindert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts B1 des Halbleiterchips 60 in der Halbleitervorrichtung 100 zu verbessern.
  • 8C zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel der und dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keine Schlitze 40 in dem Leiterrahmen 532 enthält.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keine Schlitze 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 verläuft, zu justieren. Zum Beispiel wird eine Beziehung von Lc > Lb > La hergestellt. Daher ist der Strom Ia größer als der Strom Ib, und der Strom Ib ist größer als der Strom Ic. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 und des Transistorabschnitts C1. Aufgrund dessen hat der Transistorabschnitt A1 eine verkürzte Lebensdauer und wird wahrscheinlich durchschlagen.
  • 9A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält eine Verbindungsschiene 34. In dem vorliegenden Beispiel ist der Strompfadabschnitt 30 die Verbindungsschiene 34 und die leitfähige Struktur 36. Außerdem ist der leitende Abschnitt 10 des vorliegenden Beispiels ein isolierendes Substrat 50. Um den Strompfad leichter verständlich zu machen, ist 9A eine Ansicht, die in einer einzelnen Draufsicht vergrößert ist, aber in Wirklichkeit können das isolierende Substrat 50 und die Verbindungsschiene 34 in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Zum Beispiel ist die Verbindungsschiene 34 in einer Richtung senkrecht zu dem isolierenden Substrat 50 in der XY-Ebene angeordnet. Oder anders ausgedrückt: Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels hat eine Hauptfläche in der ZY-Ebene.
  • Die leitenden Abschnitte 10a bis 10c enthalten jeweils die isolierenden Substrate 50a bis 50c. Im Wesentlichen eliminiert die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels aufgrund dem Schlitze 40 das Ungleichgewicht der Ströme Ia bis Ic, die durch die isolierenden Substrate 50a bis 50c fließen.
  • In dem vorliegenden Beispiel sind die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c in der angegebenen Reihenfolge von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind in gleichmäßigen Intervallen angeordnet, können aber statt dessen auch in unterschiedlichen Intervallen angeordnet sein. Die drei leitenden Abschnitte 10a bis 10c sind nicht auf die Anordnung in der Y-Achsen-Richtung beschränkt und können in der XY-Ebene in jeder Richtung angeordnet sein.
  • Die isolierenden Substrate 50a bis 50c enthalten jeweils die leitfähige Struktur 36a und die leitfähige Struktur 36b. Die leitfähige Struktur 36a braucht keinen Schlitz 40 zu enthalten. Die leitfähigen Strukturen 36a der isolierenden Substrate 50a bis 50c enthalten Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 an Positionen, die jeweils den leitenden Abschnitten 10a bis 10c entsprechen. Daher sind die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromeingangspfad E1, die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromeingangspfad E2, und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und dem Stromeingangspfad E3 gleich. Die leitfähige Struktur 36b des vorliegenden Beispiels ist neben der leitfähigen Struktur 36a auf der Seite der positiven X-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 des vorliegenden Beispiels sind an den Endabschnitten der leitfähigen Strukturen 36a der isolierenden Substrate 50a bis 50c auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet. Außerdem sind die Stromeingangsabschnitte E1 bis E3 des vorliegenden Beispiels in der angegebenen Reihenfolge von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung angeordnet.
  • Die Verbindungsschiene 34 ist zwischen dem isolierenden Substrat 50 und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet. Die Verbindungsschiene 34 verbindet die isolierenden Substrate 50 und den Stromausgangsabschnitt D elektrisch. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels fungiert als eine externer Anschluss, der mit der Außenseite der Halbleitervorrichtung 100 verbunden ist. Die Verbindungsschiene 34 verbindet die Halbleiterchips 60 und den externen Anschluss elektrisch. Die Verbindungsschiene 34 enthält den Stromausgangsabschnitt D näher an dem leitenden Abschnitt 10a als an dem leitenden Abschnitt 10b und dem leitenden Abschnitt 10c. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist an einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 auf der Seite der positiven Z-Achsen-Richtung angeordnet. Außerdem ist der Stromausgangsabschnitt D an einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung angeordnet. Der Stromausgangsabschnitt D kann in der X-Achsen-Richtung gebogen sein, wie in 1 gezeigt.
  • Die Schlitze 40 sind in der Verbindungsschiene 34 angeordnet. Die Schlitze 40 enthalten den Schlitz 40a und den Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität La des Pfades, durch den der Strom Ia fließt, erhöhen.
  • Der Schlitz 40a ist zum Beispiel ein I-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40a so angeordnet, dass er sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34, der zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem leitenden Abschnitt 10a angeordnet ist, in einer Richtung von der Stromausgangsabschnitt D fort erstreckt. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels ist ein I-förmiger Schlitz, der sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung erstreckt. Der Schlitz 40a hat zwei Endabschnitte, wobei sich ein Ende an einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung ist, und das andere Ende im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen ist.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Das heißt, der Schlitz 40b ist so angeordnet, dass er sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 erstreckt, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10a und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet ist. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Z-Achsen-Richtung, und erstreckt sich dann von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz ausgebildet wird. Der Schlitz 40b hat zwei Endabschnitte, wobei sich ein Ende an einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Z-Achsen-Richtung ist, und das andere Ende im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen ist. Der Schlitz 40b ist in der Draufsicht zwischen dem Schlitz 40a und den leitenden Abschnitten 10a und 10b angeordnet.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels kann die Induktivität La erhöht werden. Die Induktivität La des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität Lc sein. Daher sind der Strom Ia und der Strom Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemildert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts A1 und des Diodenabschnitts A2 des Halbleiterchips 60 in der Halbleitervorrichtung 100 zu verbessern. Es ist zu beachten, dass der Strom Ib des vorliegenden Beispiels größer sein kann als der Strom Ia und der Strom Ic.
  • 9B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 9A dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 in der Verbindungsschiene 534 aufweist.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt A1 und den Diodenabschnitt A2 verläuft, zu justieren. Zum Beispiel wird eine Beziehung von Lc > Lb > La hergestellt. Daher ist der Strom Ia größer als der Strom Ib, und der Strom Ib ist größer als der Strom Ic. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 und des Transistorabschnitts C1. Außerdem ist die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts A2 größer als die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts B2 und des Transistorabschnitts C2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt A1 und der Diodenabschnitt A2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 10A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem Beispiel. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels enthält die Verbindungsschiene 34. Bei der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels ist der Stromausgangsabschnitt D des Stromeingangs-/-ausgangsabschnitts 20 an einer anderen Position angeordnet als im Fall von 9A. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von denen in 9A unterscheiden.
  • Die Verbindungsschiene 34 ist zwischen dem isolierenden Substrat 50 und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet. Die Verbindungsschiene 34 verbindet die isolierenden Substrate 50 und den Stromausgangsabschnitt D elektrisch. Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels ist in der Verbindungsschiene 34 nahe der Mitte in der Y-Achsen-Richtung und an einem Endabschnitt davon in Richtung der positiven Z-Achse angeordnet. Die Verbindungsschiene 34 enthält den Stromausgangsabschnitt D näher an dem leitenden Abschnitt 10b als an dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10c. Wären die Schlitze 40 nicht vorhanden, so wäre die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10b und dem Stromausgangsabschnitt D daher geringer als die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem Stromausgangsabschnitt D und die Induktivität des Strompfades zwischen dem leitenden Abschnitt 10c und dem Stromausgangsabschnitt D.
  • Die Verbindungsschiene 34 ist mit Schlitzen 40 versehen. Die Schlitze 40 enthalten den Schlitz 40a und den Schlitz 40b. Durch Kombinieren des Schlitzes 40a und des Schlitzes 40b können die Schlitze 40 die Induktivität Lb des Pfades, durch den der Strom Ib fließt, erhöhen.
  • Der Schlitz 40a ist beispielsweise ein F-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40a ist zwischen dem Stromausgangsabschnitt D und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40a so angeordnet, dass er sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 erstreckt, der zwischen dem leitenden Abschnitt 10a und dem leitenden Abschnitt 10b angeordnet ist. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Z-Achsen-Richtung. Außerdem enthält der Schlitz 40a zwei Schlitze, die sich verzweigen und sich von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung erstrecken. Daher bildet der Schlitz 40a eine F-Form. Der Schlitz 40a hat drei Endabschnitte, wobei sich ein Ende in einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der negativen Seite in der Z-Achsen-Richtung ist, und die beiden anderen Endabschnitte im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen sind. Ein erstes anderes Ende des Schlitzes 40a, das andere Ende des Schlitzes 40b, und das zweite andere Ende des Schlitzes 40a sind in der angegebenen Reihenfolge in der Z-Achsen-Richtung zwischen den leitenden Abschnitten 10a bis 10c und dem Stromausgangsabschnitt D angeordnet.
  • Der Schlitz 40b ist beispielsweise ein L-förmiger Schlitz. Ein Endabschnitt des Schlitzes 40b ist zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10c angeordnet. Im Wesentlichen ist der Schlitz 40b so angeordnet, dass er sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 erstreckt, der zwischen dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10b und dem Strompfad des leitenden Abschnitts 10c angeordnet ist. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Z-Achsen-Richtung, und erstreckt sich dann von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung, wodurch ein L-förmiger Schlitz ausgebildet wird. Der Schlitz 40b hat zwei Endabschnitte, wobei sich ein Ende in einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Z-Achsen-Richtung ist, und das andere Ende im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen ist.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels kann die Induktivität Lb erhöht werden. Die Induktivität Lb des vorliegenden Beispiels kann gleich der Induktivität La und der Induktivität Lc sein. Daher sind die Ströme Ia bis Ic gleich, und das Stromungleichgewicht wird gemindert. Dementsprechend ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Transistorabschnitts B1 und des Diodenabschnitts B2 des isolierenden Substrats 50 in der Halbleiteranordnung 100 zu verbessern.
  • 10B zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 500 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 10A dadurch, dass die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 in der Verbindungsschiene 534 aufweist.
  • Da die Halbleitervorrichtung 500 keinen Schlitz 40 enthält, ist es unmöglich, die Länge des Strompfades, der durch den Transistorabschnitt B1 und den Diodenabschnitt B2 verläuft, zu justieren. Zum Beispiel wird die Beziehung Lc = La > Lb hergestellt. Daher ist der Strom Ib größer als der Strom Ia und der Strom Ic. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts B1 größer als die Wärmeerzeugung des Transistorabschnitts A1 und des Transistorabschnitts C1. Außerdem ist die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts B2 größer als die Wärmeerzeugung des Diodenabschnitts A2 und des Diodenabschnitts C2. Aus diesem Grund haben der Transistorabschnitt B1 und der Diodenabschnitt B2 eine verkürzte Lebensdauer und werden wahrscheinlich durchschlagen.
  • 11A zeigt ein Beispiel einer Stromspitzenkennlinie der Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel von 9A. Die vertikale Achse gibt die Stromspitze Ip [A] des Stroms an, und die horizontale Achse gibt die Versorgungsspannung Vcc [V] an. Die schwarzen Kreise zeigen die Spitze des Stroms Ia an. Die Quadrate geben die Spitze des Stroms Ic an. Die Dreiecke geben die Spitze des Stroms Ib an.
  • Die Ströme Ia bis Ic entsprechen jeweils den Strömen, die durch die leitenden Abschnitte 10a bis 10c fließen. In dem vorliegenden Beispiel werden die Ströme Ia bis Ic durch Justieren der Induktivität des Strompfadabschnitts 30 auf einheitliche Stromspitzenwerte gebracht. Oder anders ausgedrückt: Das Stromungleichgewicht wird eliminiert.
  • 11 B zeigt ein Beispiel einer Stromspitzenkennlinie der Halbleitervorrichtung 500 gemäß dem Vergleichsbeispiel von 9B. Die vertikale Achse gibt die Stromspitze Ip [A] des Stroms an, und die horizontale Achse gibt die Versorgungsspannung Vcc [V] an. Die schwarzen Kreise zeigen die Spitze des Stroms Ia an. Die Quadrate geben die Spitze des Stroms Ic an. Die Dreiecke geben die Spitze des Stroms Ib an.
  • Der Strom Ia hat eine Stromspitze Ip, die größer ist als die des Stromes Ib und des Stromes Ic. Im Wesentlichen ist in der Halbleitervorrichtung 500 die Induktivität La kleiner als die Induktivität Lb und die Induktivität Lc, und daher kann die Stromspitze des Stroms Ia nicht unterdrückt werden. Aufgrund dessen ist es wahrscheinlich, dass der leitende Abschnitt 10a durchschlägt.
  • 12 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Verbindungsschiene 34. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels kann als der N-Anschluss verwendet werden.
  • Die Verbindungsschiene 34 enthält mehrere Schlitze 40. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels ist ein Beispiel eines Strompfadabschnitts 30, in dem die Induktivität eines Strompfades, in dem Strom durch einen leitenden Abschnitt 10 geleitet wird, durch die mehreren Schlitze 40 justiert wird. Darüber hinaus enthält die Verbindungsschiene 34 mehrere Stromeingangsabschnitte E und einen Stromausgangsabschnitt D als den Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt 20. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels enthält drei Stromeingangsabschnitte E, ist aber nicht darauf beschränkt. Die drei Stromeingangsabschnitte E sind ein Beispiel des Stromeingangs-/-ausgangsabschnitts 20 und sind elektrisch mit dem leitenden Abschnitt 10 verbunden.
  • Der Schlitz 40a ist I-förmig. Der Schlitz 40a des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Y-Achsen-Richtung, um einen I-förmigen Schlitz zu bilden. Der Schlitz 40b ist L-förmig. Der Schlitz 40b des vorliegenden Beispiels erstreckt sich im Inneren der Verbindungsschiene 34 von der negativen Seite zur positiven Seite in der Z-Achsen-Richtung, und erstreckt sich dann von der positiven Seite zur negativen Seite in der Y-Achsen-Richtung, um einen L-förmigen Schlitz zu bilden. Die drei Schenkelabschnitte (Stromeingangsabschnitte E) der Verbindungsschiene 34 können mit dem isolierenden Substrat 50 und dem Leiterrahmen 32 unter Verwendung von Ultraschallwellen oder Lot verbunden werden. Der Schlitz 40a hat zwei Endabschnitte, wobei sich ein Ende in einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung ist, und das andere Ende im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen ist. Der Schlitz 40b hat zwei Endabschnitte, wobei sich ein Ende in einem Endabschnitt der Verbindungsschiene 34 öffnet, der der Endabschnitt auf der Seite der negativen Z-Achsen-Richtung ist, und das andere Ende im Inneren der Verbindungsschiene 34 geschlossen ist. Das eine Ende des Schlitzes 40b kann zwischen einem ersten Schenkelabschnitt und einem zweiten Schenkelabschnitt aus den drei Schenkelabschnitten, der Reihe nach von dem Stromausgangsabschnitt D aus, angeordnet sein. Wie in den Zeichnungen gezeigt, kann die Breite der Verbindungsschiene 34 in der Z-Achsen-Richtung, über die hinweg der erste Schenkelabschnitt angeordnet ist, größer sein als die Breite der Verbindungsschiene 34 in der Z-Achsen-Richtung, über die hinweg der zweite Schenkelabschnitt und der dritte Schenkelabschnitt angeordnet sind.
  • Die Verbindungsschiene 34 ist beispielsweise elektrisch mit einem der externen Verbindungsanschlüsse aus dem ersten externen Verbindungsanschluss tm1 bis fünften externen Verbindungsanschluss tm5, wie in 2 gezeigt, verbunden. In diesem Fall fungiert jeder Stromausgangsabschnitt D als einer der externen Verbindungsanschlüsse aus dem ersten externen Verbindungsanschluss tm1 bis fünften externen Verbindungsanschluss tm5. In dem vorliegenden Beispiel wird die Verbindungsschiene 34 als der N-Anschluss verwendet, und daher fungiert der Stromausgangsabschnitt D als der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N). Der Stromausgangsabschnitt D des vorliegenden Beispiels wird an der Verbindungsschiene 34 an einem Endabschnitt auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung und auf der positiven Seite der Z-Achsen-Richtung angeordnet. Die Position des Stromausgangsabschnitts D ist jedoch nicht darauf beschränkt, solange sich der Stromausgangsabschnitt D an einer Position befindet, die keine Störungen mit dem positiven Anschluss P, den mittleren Anschlüssen M, dem negativen Anschluss N und/oder dem Wechselstromausgangsanschluss verursacht.
  • 13 zeigt ein Beispiel einer Verbindungsschiene 34, die ein schwingungsabsorbierendes Element 42 enthält. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels kann als der N-Anschluss verwendet werden. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels enthält mehrere Schlitze 40. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels unterscheidet sich von der in 12 gezeigten Verbindungsschiene 34 dadurch, dass die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels das schwingungsabsorbierende Element 42 in den Schlitzen 40 enthält. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von denen der Verbindungsschiene 34 gemäß 12 unterscheiden. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels ist ein Beispiel des Strompfadabschnitts 30, in dem die Induktivität des Strompfades, der durch den leitenden Abschnitt 10 hindurch leitet, durch die mehreren Schlitze 40 justiert wird.
  • Das schwingungsabsorbierende Element 42 enthält bevorzugt ein Isoliermaterial. Das schwingungsabsorbierende Element 42 enthält ein Material mit einer geringeren Wärmeübertragungsrate als die Verbindungsschiene 34. Daher können selbst in einem Fall, in dem das schwingungsabsorbierende Element 42 in den Schlitzen 40 angeordnet ist, die Induktivitäten der Strompfade in der Verbindungsschiene 34 auf die gleiche Weise wie bei den Schlitzen 40 oben justiert werden. Zum Beispiel enthält das schwingungsabsorbierende Element 42 ein Material, das eine gute Kompatibilität mit Silikongel besitzt, das die Halbleitervorrichtung 100 ausfüllt.
  • Außerdem enthält das schwingungsabsorbierende Element 42 bevorzugt ein Material, das Schwingungen absorbiert. Zum Beispiel wird die Verbindungsschiene 34 mittels Ultraschallwellen mit dem Anschluss verbunden. Wenn die Verbindungsschiene 34 einen Schlitz 40 enthält, so gibt es Fälle, in denen sich die Form der Verbindungsschiene 34 ändert oder die Schwingungen verstärkt wird, weil Ultraschallschwingungen beim Verbinden der Verbindungsschiene 34 auftreten. Durch das Integrieren des schwingungsabsorbierenden Elements 42 kann die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels die Auswirkungen der Ultraschallschwingungen reduzieren.
  • Als ein Beispiel ist die Verbindungsschiene 34 elektrisch mit einem der externen Verbindungsanschlüsse von dem ersten externen Verbindungsanschluss tm1 bis fünften externen Verbindungsanschluss tm5, wie in 2 gezeigt, verbunden. In diesem Fall fungiert jeder Stromausgangsabschnitt D als einer der externen Verbindungsanschlüsse aus dem ersten externen Verbindungsanschluss tm1 bis fünften externen Verbindungsanschluss tm5. In dem vorliegenden Beispiel wird die Verbindungsschiene 34 als der N-Anschluss verwendet, und daher fungiert der Stromausgangsabschnitt D als der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N).
  • 14 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration der Verbindungsschiene 34, die verschiedene Arten von Material enthält. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels justiert die Induktivitäten der Strompfade durch die Verwendung mehrerer verschiedener Materialien. In einem Beispiel entspricht die Anzahl der in der Verbindungsschiene 34 enthaltenen Materialien der Anzahl von leitenden Abschnitten 10. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels enthält drei verschiedene Materialien. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels ist ein Beispiel des Strompfadabschnitts 30, in dem die Induktivitäten der Strompfade, in denen Strom durch die leitenden Abschnitte 10 geleitet wird, durch verschiedene Materialien justiert werden.
  • Die Verbindungsschiene 34 enthält drei Verbindungsschienen 34a bis 34c, die elektrisch mit drei leitenden Abschnitten 10 verbunden sind. Die Distanz zu dem Stromausgangsabschnitt D der Verbindungsschiene 34a ist größer als die Distanz zu dem Stromausgangsabschnitt D der Verbindungsschiene 34b. Außerdem ist die Distanz zu dem Stromausgangsabschnitt D der Verbindungsschiene 34b größer als die Distanz zu dem Stromausgangsabschnitt D der Verbindungsschiene 34c.
  • Die Induktivitäten der Verbindungsschienen 34a bis 34c werden durch Bilden dieser drei Verbindungsschienen 34a bis 34c mit verschiedenen Materialien justiert. In einem Beispiel wird die Verbindungsschiene 34a aus einem Material mit geringerer Induktivität als das Material der Verbindungsschiene 34b gebildet. Darüber hinaus kann die Verbindungsschiene 34b aus einem Material mit geringerer Induktivität als das Material der Verbindungsschiene 34c gebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Induktivitäten der Verbindungsschienen 34a bis 34c einander gleich zu machen. Als ein Beispiel ist das Material mit einer niedrigen Induktivität ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit.
  • Das Material der Verbindungsschienen 34 ist ein leitfähiges Material wie zum Beispiel Silber, eine Silberlegierung, Kupfer, eine Kupferlegierung, Gold, eine Goldlegierung, Aluminiumoxid oder eine Aluminiumoxidlegierung. Die Verbindungsschienen 34 werden bevorzugt unter Berücksichtigung der Kosten, der Festigkeit, der Verarbeitbarkeit und dergleichen ausgewählt.
  • Wie oben beschrieben, wird durch Ausbilden der Schlitze 40 in dem Strompfadabschnitt 30 in der Halbleitervorrichtung 100 die Induktivität justiert, und das Stromungleichgewicht wird ebenfalls justiert. Die Halbleitervorrichtung 100 kann die Induktivitäten in Schaltkreisen, die sich außerhalb der Halbleitervorrichtung 100 befinden, ebenfalls justieren. Zum Beispiel werden in einem Fall, in dem ein Halbleitersystem durch mehrere Halbleitervorrichtungen 100 gebildet wird, die Halbleitervorrichtungen 100 so angeordnet, dass die Induktivitäten externer Schaltkreise, die die mehreren Halbleitervorrichtungen 100 verbinden, konstant werden.
  • 15 ist ein Beispiel einer Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem anderen Beispiel. Diese Zeichnung zeigt auch ein Beispiel einer Anordnung von Schaltkreisen, die auf dem Basisabschnitt 120 im Inneren des Gehäuseabschnitts 110 angeordnet sind. Die Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 in 2 dadurch, dass diese Halbleitervorrichtung 100 einen Dreistufen-Leistungswandlungskreis vom I-Typ bildet, was unten noch näher beschrieben wird. In dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich die Beschreibung auf Punkte, die sich von den in 2 gezeigten unterscheiden.
  • In dem Dreistufen-Leistungswandlungskreis vom I-Typ sind die Transistoren T1 bis T4 in Reihe geschaltet. In dem vorliegenden Beispiel sind der Transistor T1, der Transistor T3, der Transistor T4 und dem Transistor T2 in der angegebenen Reihenfolge in Reihe geschaltet. Die Transistoren T1 bis T4 können jeweils durch drei parallele Elemente gebildet werden. Die Regionen DA1 bis DA4 können drei oder mehr leitende Abschnitte 10 enthalten, die entlang der Y-Achsen-Richtung angeordnet sind. Beispielsweise sind drei der Transistoren T1 entlang der Y-Achsen-Richtung in der ersten Region DA1 angeordnet. In dem vorliegenden Beispiel ist die Y-Achsen-Richtung ein Beispiel einer ersten Richtung, und die X-Achsen-Richtung ist ein Beispiel einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung verläuft.
  • Die Region DA1 ist auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung weiter entfernt angeordnet als die Region DA2. Die Region DA1 enthält einen Strompfad. Die Region DA3 und die Region DA4 sind entlang der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die Region DA3 ist auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung weiter entfernt angeordnet als die Region DA4.
  • Die Region DA1 und die Region DA3 sind entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet. Die Region DA1 ist weiter auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet als die Region DA3. Die Region DA3 enthält einen Strompfad, der elektrisch mit der Region DA1 verbunden ist.
  • Die Region DA2 und die Region DA4 sind entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet. Die Region DA2 ist weiter auf der Seite der negativen X-Achsen-Richtung angeordnet als die Region DA4. Die Region DA2 enthält einen Strompfad. Die Region DA4 und die Region DA3 sind entlang der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die Region DA4 enthält einen Strompfad, der jeweils mit dem Strompfad der Region DA2 und dem Strompfad der Region DA3 elektrisch verbunden ist. Darum gibt es Fälle, in denen ein Strompfad auftritt, in dem die Region DA1, die Region DA3, die Region DA4 und die Region DA2 in der angegebenen Reihenfolge verbunden sind.
  • Hier gibt es in der Halbleitervorrichtung 100 Fälle, in denen ein Kurzschlussstrom in einer U-Form oder einer C-Form in der mehreren Regionen DA fließt. Wenn zum Beispiel ein Kurzschluss zwischen dem zweiten externen Anschluss tm2 (M1) und dem dritten externen Anschluss tm3 (M2) und dem vierten externen Anschluss tm4 (N) auftritt, so fließt der Strom in einer U-Form durch die Region DA1, die Region DA3, die Region DA4 und die Region DA2 in der angegebenen Reihenfolge.
  • Der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) ist in der Region DA2 angeordnet. Der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) ist in der Mitte der Halbleitervorrichtung 100 in der XY-Ebene angeordnet. Zum Beispiel ist der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung der Mitte der Region DA2 angeordnet. Darüber hinaus kann der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) so angeordnet sein, dass er sich über die Region DA2 und die Region DA1 in der XY-Ebene hinweg spreizt. Wenn der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) in der Mitte der Halbleitervorrichtung 100 in der XY-Ebene angeordnet ist, so gibt es Fälle, in denen eine Differenz zwischen Strompfaden gemäß der Distanz von der Mitte der Zirkulation des Kurzschlussstroms auftritt, wie unten noch beschrieben wird.
  • Die in 15 gezeigten Pfeile bezeichnen einen Strompfad eines Kurzschlussstroms von dem zweiten externen Verbindungsanschluss tm2 (M1) und dem dritten externen Verbindungsanschluss tm3 (M2) zu dem vierten externen Verbindungsanschluss tm4 (N). In diesem Fall fließt der Kurzschlussstrom von dem zweiten externen Verbindungsanschluss tm2 (M1) und dem dritten externen Verbindungsanschluss tm3 (M2) durch den Transistor T3, den Transistor T4 und den Transistor T2 und zu dem vierten externen Verbindungsanschluss tm4 (N). Oder anders ausgedrückt: Der Kurzschlussstrom fließt in einer U-Form oder einer C-Form durch die Regionen DA1 bis DA4.
  • Wenn der Strom um einen internen Schaltkreis herum in einer U-Form oder C-Form fließt, so ist der Strompfad für den Schaltkreisabschnitt, der näher an der Mitte der Zirkulation des Stromes angeordnet ist, tendenziell kürzer als der Strompfad für den Schaltkreisabschnitt, der weiter von der Mitte der Zirkulation entfernt angeordnet ist. Wenn es eine Differenz zwischen den Strompfaden gibt, so tritt auch eine Differenz zwischen der Induktivität in jedem Strompfad auf. Daher tritt eine Differenz in den Kurzschlussstromspitzen oder di/dt auf, die in jeder Phase die gleiche sein sollte, und dies kann eine Ursache für das Durchschlagen des Moduls sein.
  • Hier ist, mit Schwerpunkt auf der Region DA2, der vierte externe Verbindungsanschluss tm4 (N) nahe der Mitte des Moduls angeordnet. Daher ist der Strompfad des isolierenden Substrats nahe der Mitte des Moduls, das sich nahe des vierten externen Verbindungsanschlusses tm4 (N) befindet, kürzer als der Strompfad weiter auswärts von der Mitte. Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels ist es möglich, die Größe der Strompfade von Schaltkreisabschnitten, die nahe der Zirkulationsmitte angeordnet sind, zu erhöhen, und somit kann die Gesamtbalance der Längen der Strompfade verbessert werden.
  • Einer der Stromeingangsabschnitte E und des Stromausgangsabschnitts D kann näher an der Mitte der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet sein als an der Mitte einer Region, die drei oder mehr leitende Abschnitte 10 enthält. Zum Beispiel bezieht sich „nahe der Mitte der Halbleitervorrichtung 100“ darauf, näher an einem Schnittpunkt der Mittellinie L1 und der Mittellinie L2 zu liegen als an der Mitte der Region, die die drei oder mehr leitenden Abschnitte 10 enthält. Ein oder mehrere Schlitze 40 können in den Strompfadabschnitten 30 nahe der Mitte der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet sein. Zum Beispiel sind ein oder mehrere Schlitze 40 in den Strompfadabschnitten 30 bis zu dem Strompfadabschnitt 30 des leitenden Abschnitts 10, der der Region DA1 am nächsten angeordnet ist, von den Strompfadabschnitten 30, in denen Ströme jeweils durch die drei oder mehr leitenden Abschnitte 10, die in der Region DA2 angeordnet sind, geleitet werden, angeordnet. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn der eine des Stromeingangsabschnitts E und des Stromausgangsabschnitts D nahe der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet ist, die Gesamtbalance der Längen der Strompfade verbessert werden.
  • 16 zeigt ein Beispiel einer Schaltkreiskonfiguration einer Phase des Dreistufen-Leistungswandlungs (Inverter)-Kreises. Die interne Schaltkreis des vorliegenden Beispiels ist der Schaltkreis einer Phase (U-Phase) unter den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Dreistufen-Leistungswandlungskreises. Die Schaltkreiskonfiguration der einen Phase wird durch die vier Transistoren T1 bis T4 und sechs Dioden D1 bis D6 gebildet. Die drei oder mehr leitenden Abschnitte 10 können jeweils die vier Transistoren T1 bis T4 und die sechs Dioden D1 bis D6 enthalten. Die Transistoren T1 bis T4 sind Bipolartransistoren mit isolierter Steuerelektrode.
  • Der Transistor T1, der Transistor T3, der Transistor T4 und der Transistor T2 sind in der angegebenen Reihenfolge zwischen dem ersten externen Anschluss tm1 (P) und dem vierten externen Anschluss tm4 (N) in Reihe geschaltet. Mehrere dieser Transistoren sind in 15 parallel geschaltet, aber in dem Schaltkreis von 16 ist einer von jedem Transistor gezeigt. Beispielsweise sind die mehreren Transistoren T1 miteinander parallel geschaltet, und die mehreren Transistoren T4 sind miteinander parallel geschaltet. Außerdem sind die mehreren Transistoren T4 und die mehreren Transistoren T1 jeweils miteinander in Reihe geschaltet. Die Transistoren T1 bis T4 sind jeweils mit den Dioden D1 bis D4 umkehr-parallel geschaltet.
  • Der Verbindungspunkt C1 ist ein Verbindungspunkt zwischen dem Emitteranschluss des Transistors T3 und dem Kollektoranschluss des Transistors T4. Der Verbindungspunkt C1 ist mit dem fünften externen Verbindungsanschluss tm5 (U) verbunden, der als der Wechselstromausgangsanschluss dient. Der fünfte externe Verbindungsanschluss tm5 (U) ist ein Beispiel eines U-Anschlusses.
  • Der Kollektoranschluss des Transistors T3 und der Emitteranschluss des Transistors T4 sind über die beiden in Reihe geschalteten Dioden D5 und D6 verbunden. Die Dioden D5 und D6 sind so angeordnet, dass die Richtung von dem Emitteranschluss des Transistors T4 zu dem Kollektoranschluss des Transistors T3 die Vorwärtsrichtung ist. Die Dioden D5 und D6 sind in der Zeichnung von 15 weggelassen. Die Dioden D5 und D6 können auf der leitfähigen Struktur 36 angeordnet sein, können in der Region DA1 oder der Region DA2 angeordnet sein, oder können an einer anderen Stelle angeordnet sein.
  • Der Verbindungspunkt C2 ist ein Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden D5 und D6. Der Verbindungspunkt C2 ist mit dem zweiten externen Verbindungsanschluss tm2 (M1) und dem dritten externen Verbindungsanschluss tm3 (M2) verbunden. Der externe Verbindungsanschluss tm2 (M1) und der dritte externe Verbindungsanschluss tm3 (M2) sind Beispiele für M-Anschlüsse. Mit einer solchen Konfiguration arbeitet der interne Schaltkreis als ein Dreistufen-Leistungswandlungskreis vom I-Typ, bei dem die vier Transistoren T1 bis T4 in Reihe geschaltet sind.
  • 17A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Verbindungsschiene 534 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Die Verbindungsschiene 534 enthält keinen Schlitz 40. In dem vorliegenden Beispiel sind drei isolierende Substrate 550 enthalten, aber die Halbleitervorrichtung 500 ist nicht darauf beschränkt. Der Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 520 ist mit dem vierten externen Anschluss tm4 (N) verbunden. Die durch die Verbindungsschiene 534 fließende Strom wird von den drei isolierenden Substraten 550 eingespeist und wird von dem Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 520 ausgegeben, der auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung angeordnet ist. Daher wird die Länge des Strompfades des isolierenden Substrats 550d, das am weitesten auf der Seite der negativen Y-Achsen-Richtung angeordnet ist, kürzer. Auf diese Weise kommt es, wenn Variationen zwischen den Längen der Strompfade auftreten, zu Differenzen zwischen den Kurzschlussstromspitzen, wodurch möglicherweise ein Durchschlagen verursacht wird.
  • 17B zeigt ein Beispiel einer Wellenform des Kollektorstroms Icp, der durch die Halbleitervorrichtung 500 gemäß dem Vergleichsbeispiel fließt. Die vertikale Achse gibt den Kollektorstrom Icp an, der durch die Halbleitervorrichtung 500 fließt, und die horizontale Achse gibt die Zeit an. In dem vorliegenden Beispiel wird die A-Phasen-Wellenform der Halbleitervorrichtung 500 durch eine durchgezogene Linie angezeigt, und die B-Phasen-Wellenform wird durch eine Strich-Punkt-Strich-Linie angezeigt. Die A-Phasen-Wellenform ist die Wellenform des Kollektorstroms, der durch einen Strompfad fließt, der näher an dem vierten externen Verbindungsanschluss tm4 (N) liegt als der Strompfad, durch den der Strom fließt, der die B-Phasen-Wellenform hat. Daher zeigt die A-Phasen-Wellenform einen größeren Kollektorstrom Icp an als die B-Phasen-Wellenform.
  • 18A zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Verbindungsschiene 34 gemäß einem Beispiel. Die Verbindungsschiene 34 enthält Schlitze 40. Die Verbindungsschiene 34 des vorliegenden Beispiels enthält Schlitze 40 mit ähnlichen Formen wie denen in der Verbindungsschiene 34, die in 12 gezeigt ist. Solange jedoch die Länge des Strompfades für den Strom, der von jedem Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt 20 eingespeist wird, justiert wird, sind die Formen der Schlitze 40 nicht auf die des vorliegenden Beispiels beschränkt.
  • In dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, das Stromungleichgewicht in Anbetracht der Länge der Strompfade in dem gesamten Modul zu mildern, indem die Schlitze 40 in der mit dem N-Anschluss verbundenen Verbindungsschiene 34 ausgebildet werden. Daher kann im Inneren der Verbindungsschiene 34 die Länge jedes Strompfades unterschiedlich sein. In der Verbindungsschiene 34 kann zum Beispiel der Strompfad für den Strom, der von dem isolierenden Substrat 50d eingespeist wird, länger sein als die Strompfade für die Ströme, die von dem isolierenden Substrat 50e und dem isolierenden Substrat 50f eingespeist werden. Außerdem kann in der Verbindungsschiene 34 der Strompfad für den Strom, der von dem isolierenden Substrat 50e eingespeist wird, länger sein als der Strompfad für den Strom, der von dem isolierenden Substrat 50f eingespeist wird.
  • 18B zeigt ein Beispiel einer Wellenform des Kollektorstroms Icp, der durch die Halbleitervorrichtung 100 gemäß dem Beispiel fließt. Die vertikale Achse gibt den Kollektorstrom Icp an, der durch die Halbleitervorrichtung 100 fließt, und die horizontale Achse gibt die Zeit an. In dem vorliegenden Beispiel wird die A-Phasen-Wellenform der Halbleitervorrichtung 100 durch eine durchgezogene Linie angezeigt, und die B-Phasen-Wellenform wird durch eine Strich-Punkt-Strich-Linie angezeigt. Außerdem wird die A-Phasen-Wellenform der Halbleitervorrichtung 500 gemäß dem Vergleichsbeispiel durch eine Strichlinie angezeigt. Die A-Phasen-Wellenform der Halbleitervorrichtung 100 ist die Wellenform des Kollektorstroms, der durch einen Strompfad fließt, der näher an dem vierten externen Verbindungsanschluss tm4 (N) liegt als der Strompfad, durch den der Strom fließt, der die B-Phasen-Wellenform aufweist. Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Verbindungsschiene 34 in der Halbleitervorrichtung 100 ist es jedoch möglich, die Differenz zwischen der A-Phasen-Wellenform und der B-Phasen-Wellenform zu reduzieren.
  • Durch Ausbilden der Schlitze 40 in der Verbindungsschiene 34 kann die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels das Stromungleichgewicht in Anbetracht der Länge der Strompfade im Inneren der Verbindungsschiene 34 mildern. Außerdem kann die Halbleitervorrichtung 100 das Stromungleichgewicht in Anbetracht der Länge der Strompfade in dem gesamten Modul mildern, indem die Schlitze 40 in der mit dem N-Anschluss verbundenen Verbindungsschiene 34 ausgebildet werden.
  • Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Geltungsbereich der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass zu den oben beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können. Aus der Geltungsbereich der Ansprüche geht auch hervor, dass die um solche Änderungen oder Verbesserungen ergänzten Ausführungsformen in den technischen Geltungsbereich der Erfindung aufgenommen werden können.
  • Die Operationen, Vorgehensweisen, Schritte und Stufen jedes Prozesses, die durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren ausgeführt werden, die in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen gezeigt sind, können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „vorher“, „vor“ oder dergleichen angegeben wird und solange das Ergebnis eines vorherigen Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Selbst wenn der Prozessablauf durch Formulierungen wie zum Beispiel „zuerst“ oder „als Nächstes“ in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen beschrieben wird, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 10: leitfähiger Abschnitt, 12: bidirektionale Schaltvorrichtung, 20: Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt, 30: Strompfadabschnitt, 32: Leiterrahmen, 34: Verbindungsschiene, 36: leitfähige Struktur, 40: Schlitz, 42: schwingungsabsorbierendes Element, 50: isolierendes Substrat, 60: Halbleiterchip, 90: Verbindungselement, 100: Halbleitervorrichtung, 110: Gehäuseabschnitt, 112: Ausschnittabschnitt, 114: Anschlussanordnungsfläche, 116: Vorsprungsabschnitt, 120: Basisabschnitt, 500: Halbleitervorrichtung, 520: Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt, 532: Leiterrahmen, 534: Verbindungsschiene, 536: leitfähige Struktur, 550: isolierendes Substrat

Claims (19)

  1. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterchip; einen ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; einen zweiten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist; drei oder mehr leitende Abschnitte, die mit dem Halbleiterchip versehen sind, zwischen dem ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und dem zweiten Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt; und einen Strompfadabschnitt, der einen Pfad aufweist, durch den Strom zu jedem der drei oder mehr leitenden Abschnitte geleitet wird, wobei der Strompfadabschnitt mehrere Schlitze enthält.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitenden Abschnitte der Halbleiterchip sind.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren umfasst: ein isolierendes Substrat, das mit dem Halbleiterchip versehen ist, wobei der Strompfadabschnitt eine leitfähige Struktur ist, die auf dem isolierenden Substrat angeordnet ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren umfasst: einen Leiterrahmen, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist, wobei der Strompfadabschnitt der Leiterrahmen ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: ein isolierendes Substrat, das mit dem Halbleiterchip versehen ist, wobei die leitenden Abschnitte das isolierende Substrat sind.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, die des Weiteren umfasst: eine Verbindungsschiene zum elektrischen Verbinden des Halbleiterchips und eines externen Anschlusses, wobei der Strompfadabschnitt die Verbindungsschiene ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromeingabeabschnitt ist, der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromausgangsabschnitt ist, die drei oder mehr leitenden Abschnitte einen ersten leitenden Abschnitt, einen zweiten leitenden Abschnitt, und einen dritten leitenden Abschnitt enthalten, die der Reihe nach angeordnet sind, die mehreren Schlitze einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz enthalten, ein Endabschnitt des ersten Schlitzes zwischen dem Stromausgangsabschnitt und dem ersten leitenden Abschnitt angeordnet ist, und ein Endabschnitt des zweiten Schlitzes zwischen dem ersten leitenden Abschnitt und dem zweiten leitenden Abschnitt angeordnet ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die drei oder mehr leitenden Abschnitte einen ersten leitenden Abschnitt, einen zweiten leitenden Abschnitt, und einen dritten leitenden Abschnitt enthalten, die der Reihe nach angeordnet sind, die mehreren Schlitze einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz enthalten, ein Endabschnitt des ersten Schlitzes zwischen dem ersten leitenden Abschnitt und dem zweiten leitenden Abschnitt angeordnet ist, und ein Endabschnitt des zweiten Schlitzes zwischen dem zweiten leitenden Abschnitt und dem dritten leitenden Abschnitt angeordnet ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mehreren Schlitze einen L-förmigen Schlitz und einen F-förmigen Schlitz enthalten.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mehreren Schlitze einen L-förmigen Schlitz und einen I-förmigen Schlitz enthalten.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromeingabeabschnitt ist, der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromausgangsabschnitt ist, und die mehreren Schlitze auf der Seite des Stromeingangsabschnitts der leitenden Abschnitte angeordnet sind.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromeingabeabschnitt ist, der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt ein Stromausgangsabschnitt ist, und die mehreren Schlitze auf der Seite des Stromausgangsabschnitts der leitenden Abschnitte angeordnet sind.
  13. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die mehreren Schlitze in einer Struktur ausgebildet wird.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Halbleitervorrichtung ein isolierendes schwingungsabsorbierendes Element in der mehreren Schlitze umfasst.
  15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die drei oder mehr leitenden Abschnitte jeweils enthalten: einen ersten Transistor, der einen Kollektoranschluss aufweist, der mit einem P-Anschluss verbunden ist; einen zweiten Transistor, der einen Emitteranschluss aufweist, der mit einem N-Anschluss verbunden ist, und der mit dem ersten Transistor in Reihe geschaltet ist, und einen dritten Transistor und einen vierten Transistor, die einen bidirektionalen Schalter bilden, ein Verbindungspunkt zwischen einem Emitteranschluss des ersten Transistors und einem Kollektoranschluss des zweiten Transistors mit einem U-Anschluss verbunden ist, und der bidirektionale Schalter an einem Ende mit dem Verbindungspunkt verbunden ist und am anderen Ende mit einem M-Terminal verbunden ist.
  16. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die drei oder mehr leitenden Abschnitte jeweils enthalten: einen ersten Transistor, der einen Kollektoranschluss aufweist, der mit einem P-Anschluss verbunden ist; einen zweiten Transistor, der einen Emitteranschluss aufweist, der mit einem N-Anschluss verbunden ist; einen dritten Transistor, der mit dem ersten Transistor in Reihe geschaltet ist; einen vierten Transistor, der mit dem dritten Transistor und dem zweiten Transistor in Reihe geschaltet ist; und zwei Dioden, die zwischen einem Kollektoranschluss des dritten Transistors und einem Emitteranschluss des vierten Transistors in Reihe geschaltet sind, ein Verbindungspunkt zwischen einem Emitteranschluss des dritten Transistors und einem Kollektoranschluss des vierten Transistors mit einem U-Anschluss verbunden ist, und ein Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden mit einem M-Anschluss verbunden ist.
  17. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei entweder der erste Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt oder der zweite Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt so angeordnet ist, dass er sich näher an der Mitte der Halbleitervorrichtung befindet als an einer Mitte einer Region, der die drei oder mehr leitenden Abschnitte enthält, und die mehreren Schlitze in dem Strompfadabschnitt nahe der Mitte der Halbleitervorrichtung angeordnet sind.
  18. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Halbleitervorrichtung umfasst: eine erste Region, die einen Strompfad enthält; eine zweite Region, die entlang einer ersten Richtung mit der ersten Region angeordnet ist und die drei oder mehr leitenden Abschnitte enthält, die entlang der ersten Richtung angeordnet sind; eine dritte Region, die entlang einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung verläuft, mit der ersten Region angeordnet ist und einen Strompfad enthält, der elektrisch mit der ersten Region verbunden ist; und eine vierte Region, die entlang der zweiten Richtung mit der zweiten Region und entlang der ersten Richtung mit der dritten Region angeordnet ist und einen Strompfad enthält, der elektrisch mit der zweiten Region und mit der dritten Region verbunden ist, und die mehreren Schlitze in dem Strompfadabschnitt, der den leitenden Abschnitt erreicht, der der ersten Region am nächsten angeordnet ist, unter mehreren Strompfadabschnitten, die jeweils der Strompfadabschnitt sind, der jeweils mit den drei oder mehr leitenden Abschnitten, die in der zweiten Region angeordnet sind, elektrisch verbunden ist, angeordnet sind.
  19. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterchip; einen ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und einen zweiten Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt, die elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden sind; mehrere leitende Abschnitte, die mit dem Halbleiterchip versehen sind und zwischen dem ersten Stromeingangs-/-ausgangsabschnitt und dem zweiten Stromeingangs-/- ausgangsabschnitt angeordnet sind; und mehrere Strompfadabschnitte, die Pfade enthalten, durch die Strom zu den mehreren leitenden Abschnitten geleitet wird, wobei die mehreren Strompfadabschnitte mehrere Strompfade aus unterschiedlichen Materialien enthalten.
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