(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一半導体チップ内に形成されたトランジスタおよび温度検出用ダイオードを含む半導体装置において、
前記トランジスタの入力端子パッドと前記温度検出用ダイオードのアノードパッドとの間に前記温度検出用ダイオードのカソードパッドが配置され、
前記入力端子パッド、カソードパッド、およびアノードパッドは、互いに近接して配置されるとともに前記半導体チップの中央部に集中して配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記トランジスタは、ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に半導体素子の温度を検出することができる半導体装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、過電流等から半導体素子を保護するために半導体素子を含む半導体装置に温度検出機能を設ける技術はよく知られている。この温度検出機能は、例えば、半導体素子の近くに温度検出用ダイオードを設け、そのダイオードに発生する電圧を検出することにより行われている。このとき、ダイオードの順方向電流−電圧特性が温度に依存して変化することが利用される。
【０００３】
上記電流検出機能を備える半導体装置は、例えば、特開平７−１５３９２０号公報に記載されている。ここで、この半導体装置は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴ）、及びそのＭＯＳＦＥＴの近傍に形成されるポリシリコンダイオードを含む。そして、このダイオードに電流を流しながらその順方向電圧を測定することにより、その周辺の温度を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体素子の過電流を監視するためには、基本的に、その半導体素子の近傍の温度を検出する必要がある。すなわち、上記構成の半導体装置においては、温度検出用ダイオードが半導体素子の近くに形成されることが望ましい。そして、このように半導体素子および温度検出用ダイオードが互いに近接して形成されると、半導体素子が形成される半導体チップの中央部に、半導体素子の電極パッド、および温度検出用ダイオードの電極パッドが集中することになる。
【０００５】
この結果、半導体チップ上に設けられている各電極パッドにそれぞれ接続されるボンディングワイヤ同士の間隔が互いに近接し、場合によっては、それらのワイヤ同士が互いに接触してしまうおそれが生じる。そして、もし、ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されるゲートワイヤと他のワイヤとが接触すると、そのＭＯＳＦＥＴに誤った制御信号が与えられることになり、誤動作を引き起こす可能性がある。ここで、上述の温度検出用ダイオードは、通常、その順方向に電流が流れているので、アノードの電位は一定値以上に保持されている。したがって、もし、ＭＯＳＦＥＴのゲートワイヤと温度検出用ダイオードのアノードワイヤとが接触すると、このＭＯＳＦＥＴが誤動作（この場合、実際のゲート信号にかかわらずＭＯＳＦＥＴが継続的にＯＮ状態になる誤動作）を起こす可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑み、トランジスタおよび温度検出用ダイオードを備える半導体装置において、ボンディングワイヤ同士の接触によるトランジスタの誤作動を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、同一半導体チップ内に形成されたトランジスタおよび温度検出用ダイオードを含み、前記トランジスタの入力端子パッドと前記温度検出用ダイオードのアノードパッドとの間に、前記温度検出用ダイオードのカソードパッドが配置される。
【０００８】
上記構成の半導体装置において、温度検出時には、温度検出用ダイオードに順方向電流が流れるので、アノードの電位は一定値以上の値に保持され、カソードの電位は所定の低い電位に保持される。
そして、上記構成においては、入力端子パッドから引き出されるボンディングワイヤと、アノードパッドから引き出されるボンディングワイヤとが互いに接触することはない。したがって、トランジスタの入力端子パッドにアノード電位が印加されることはなく、トランジスタが誤ってＯＮ状態に制御されることは回避される。一方、入力端子パッドから引き出されるボンディングワイヤと、カソードパッドから引き出されるボンディングワイヤとが互いに接触する可能性は残る。しかし、基本的にカソードの電位は低いので、トランジスタの入力端子パッドにカソード電位が印加されたとしても、トランジスタが誤ってＯＮ状態に制御されることはない（フェールセーフ）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本実施形態の半導体装置は、同一半導体チップ内にＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴ）、及び温度検出用ダイオードを含む構成である。
第１の実施形態
第１の実施形態としては、半導体チップが回路基板に実装された半導体装置を示す。
【００１０】
図１は、第１の実施形態の半導体装置を上方から見た図である。同図において、回路基板１は、例えば、予め配線パターンが形成されているプリント基板であり、その上に半導体チップ２が実装される。この実施例では、回路基板１には、ソースパターンＳ、ドレインパターンＤ、ゲートパターンＧ、アノードパターンＡ、およびカソードパターンＫが形成されている。
【００１１】
半導体チップ２には、ＭＯＳＦＥＴおよび温度検出用ダイオードが形成されている。そして、この半導体チップ２の上面には、ＭＯＳＦＥＴのソース領域に接続するソースパッド３、ＭＯＳＦＥＴのゲート領域に接続するゲートパッド４、温度検出用ダイオードのアノード領域に接続するアノードパッド５、および温度検出用ダイオードのカソード領域に接続するカソードパッド６が形成されている。ここで、ゲートパッド４、アノードパッド５、およびカソードパッド６は、互いに近接して配置される。ただし、ゲートパッド４およびアノードパッド５は、互いに隣り合わないように配置される。具体的には、ゲートパッド４およびアノードパッド５が互いに所定間隔離れて配置され、それらの間にカソードパッド６が配置される。一方、半導体チップ２の底面は、特に図示しないが、ドレイン領域である。そして、そのドレイン領域がドレインパターンＤに電気的に接続されている。
【００１２】
半導体チップ２の各電極パッドは、ボンディングワイヤにより回路基板１の対応するパターンに接続されている。すなわち、ソースパッド３はソースワイヤ７によりソースパターンＳに接続され、ゲートパッド４はゲートワイヤ８によりゲートパターンＧに接続され、アノードパッド５はアノードワイヤ９によりアノードパターンＡに接続され、そして、カソードパッド６はカソードワイヤ１０によりカソードパターンＫに接続される。
【００１３】
図２は、上記半導体装置の回路を示す図である。ＭＯＳＦＥＴは、例えば、大電流を流すことができるパワーＭＯＳＦＥＴであり、ゲートに所定値以上の電位が印加されたときにＯＮ状態に制御される。温度検出用ダイオードは、１または複数のダイオードから構成され、ＭＯＳＦＥＴの近傍に形成される。なお、温度検出用ダイオードが複数のダイオードから構成される場合は、それらのダイオードが直列的に接続される。
【００１４】
上記構成の半導体装置において、ＭＯＳＦＥＴは、そのゲートに与えられる電位に従ってＯＮ／ＯＦＦ制御される。一方、温度検出用ダイオードには、常に、順方向電流が流れている。このとき、カソードは、接地レベルまたはそれに近いレベルに保持されている。また、アノードは、各ダイオードの順方向電圧および直列に接続されているダイオードの個数に依存する電位となる。例えば、各ダイオードの順方向電圧が約１Ｖであり、５個のダイオードが直列に接続されている場合には、温度検出用ダイオードのアノードの電位は、５Ｖ程度となる。
【００１５】
上記構成において、ＭＯＳＦＥＴまたはその周辺の温度は、アノード／カソード間の電圧を測定することにより検出される。そして、この電位が所定値を下回った場合、ＭＯＳＦＥＴの過電流などにより温度が上昇しているものとみなし、対応する制御（例えば、ＭＯＳＦＥＴを強制的にＯＦＦ状態にする制御）が行われる。
【００１６】
図１に戻る。本実施形態の半導体装置においては、ゲートパッド４とアノードパッド５との間にカソードパッド６が配置されている。したがって、ゲートパッド４から引き出されるゲートワイヤ８と、アノードパッド５から引き出されるアノードワイヤ９とが互いに接触することはない。したがって、ＭＯＳＦＥＴのゲートにアノード電位が印加されることはなく、ＭＯＳＦＥＴが誤ってＯＮ状態に制御されることはない。一方、本実施形態の半導体装置においては、ゲートパッド４とカソードパッド６とが隣り合っているので、ゲートパッド４から引き出されるゲートワイヤ８と、カソードパッド６から引き出されるカソードワイヤ１０とが互いに接触する可能性は残る。しかし、カソードの電位は、接地レベルまたはそれに近いレベルに保持されているので、ＭＯＳＦＥＴのゲートにカソード電位が印加されたとしても、ＭＯＳＦＥＴが誤ってＯＮ状態に制御されることはない。これにより、フェールセーフが実現される。
第２の実施形態
第２の実施形態としては、半導体チップがパッケージ２０に実装された半導体装置を示す。以下、図３を参照しながら、第２の実施形態の半導体装置について説明する。なお、第２の実施形態の半導体装置の回路は、第１実施形態と同じであり、図２に示した通りである。
【００１７】
第２の実施形態の半導体装置では、各電極パッドから引き出されるボンディングワイヤは、対応する電極端子に接続される。具体的には、図３に示すように、ソースパッド３はソースワイヤ７によりソース電極Ｓに接続され、ゲートパッド４はゲートワイヤ８によりゲート電極Ｇに接続され、アノードパッド５はアノードワイヤ９によりアノード電極Ａに接続され、そして、カソードパッド６はカソードワイヤ１０によりカソード電極Ｋに接続される。ここで、これらの電極は、それぞれその先端部がパッケージ２０から突出するように形成されている。なお、半導体チップ２の底面は、ドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。
【００１８】
第２の実施形態において、ゲートパッド４、アノードパッド５、およびカソードパッド６の配置は、基本的に、第１の実施形態と同じである。すなわち、ゲートパッド４およびアノードパッド５が互いに所定間隔離れて配置され、それらの間にカソードパッド６が配置されている。そして、この構成により、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００１９】
なお、上述の実施例では、ゲートパッド４、カソードパッド６、アノードパッド５がこの順番で直線的に並べられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらのパッドは必ずしも直線上に並べられる必要はない。
また、上述の実施例の半導体装置では、半導体チップの底面がドレイン領域となる構成であるが、本発明は、半導体チップの表面にドレイン領域が形成される構成にも適用することができる。
【００２０】
さらに、上述の実施例の半導体装置は、パワーＭＯＳＦＥＴおよび温度検出用ダイオードを含む構成であるが、本発明は、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなどの他の半導体素子および温度検出用ダイオードを含む構成にも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、トランジスタの入力端子ワイヤに温度検出用ダイオードのアノードワイヤが接触することがないので、そのトランジスタが誤動作によりＯＮ状態に制御されることが回避される。トランジスタの近くに温度検出用ダイオードを設けることができるので、トランジスタの温度上昇を的確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の半導体装置を上方から見た図である。
【図２】第１の実施形態の半導体装置の回路を示す図である。
【図３】第２の実施形態の半導体装置を上方から見た図である。
【符号の説明】
１    回路基板
２    半導体チップ
３    ソースパッド
４    ゲートパッド
５    アノードパッド
６    カソードパッド
７    ソースワイヤ
８    ゲートワイヤ
９    アノードワイヤ
１０  カソードワイヤ
２０  パッケージ
【図１】
0004710131.tif 000002
【図２】
0004710131.tif 000003
【図３】
0004710131.tif 000004