(57)【要約】      （修正有）【課題】改善されたサブモジュールおよびパワー半導体モジュールを提供する。【解決手段】パワー半導体モジュール用サブモジュール２２ｂが、キャリア６の少なくとも一部と、キャリア６の一部に配置された導体トラック２４と、導体トラック２４上に施与され、モノリシックに一体化された半導体構造２６と、を含み、前記半導体構造が、半導体構造２６を導体トラック２４に接続する接触実現エリアと、第１接続部２８ａ、第２接続部２８ｂ、ならびにこれら接続部２８ａ、ｂ間に接続された一体化の非反応性抵抗器と、第３接続部２８ｃ、ならびに第３接続部２８ｃと第２接続部２８ｂとの間に接続された一体化のダブルダイオード構造と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー半導体モジュール（２）用のサブモジュール（２２ｂ）であって、
−  キャリア（６）の少なくとも一部と、
−  前記キャリア（６）の前記一部に配置された導体トラック（２４）と、
−  前記導体トラック（２４）上に施与され、モノリシックに一体化された半導体構造（２６）と、を含み、前記半導体構造が、
−  前記半導体構造（２６）を前記導体トラック（２４）に接続する接触実現エリア（５０）と、第１の接続部（２８ａ）および第２の接続部（２８ｂ）、ならびにこれら接続部（２８ａ、ｂ）間に接続された一体化の非反応性抵抗器（４０）と、第３の接続部（２８ｃ）、ならびに前記第３の接続部（２８ｃ）と前記第２の接続部（２８ｂ）の間に接続された、一体化のダブルダイオード構造（３８）と、を含む、サブモジュール（２２ｂ）。
【請求項２】
前記第３の接続部（２８ｃ）が、前記接触実現エリア（５０）に接続されている、請求項１に記載のサブモジュール（２２ｂ）。
【請求項３】
前記半導体構造（２６）において、前記ダブルダイオード構造（３８）が、垂直構造として、前記導体トラック（２４）に面する下面（３６）から、この下面の反対側に位置する上面（３０）へ延びる、請求項１または２に記載のサブモジュール（２２ｂ）。
【請求項４】
前記抵抗器（４０）が、前記導体トラック（２４）から離れた前記上面（３０）にて前記半導体構造（２６）内に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサブモジュール（２２ｂ）。
【請求項５】
前記半導体構造（２６）が、平坦な平行六面体として作製され、前記接触実現エリア（５０）とこの接触実現エリア（５０）の反対側に位置する前記上面（３０）とが、薄層の平坦面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のサブモジュール（２２ｂ）。
【請求項６】
前記接触実現エリア（５０）および／または前記接続部（２８ａ〜ｃ）の少なくとも１つが、はんだ付け可能で焼結可能な金属化を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサブモジュール（２２ｂ）。
【請求項７】
−  請求項１〜６のいずれか一項に記載の第１のサブモジュール（２２ｂ）と、
−  制御入力部（２１）を有し、前記キャリア（６）上に配置され、かつ前記キャリア（６）と共に第２のサブモジュール（２２ａ）を形成するパワー半導体（８）と、
を含むパワー半導体モジュール（２）であって、
−  前記第１のサブモジュール（２２ｂ）が、前記キャリア（６）上で前記パワー半導体（８）の直近に位置決めされ、
−  前記制御入力部（２１）が、前記第１のサブモジュール（２２ｂ）の前記第２の接続部（２８ｂ）に接続されている、パワー半導体モジュール（２）。
【請求項８】
前記パワー半導体（８）が、それ自体の制御入力部（２１）を介して電圧制御されるパワー半導体である、請求項７に記載のパワー半導体モジュール（２）。
【請求項９】
第１のサブモジュール（２２ｂ）と第２のサブモジュール（２２ａ）が、前記キャリア（６）に関して同じ製造プロセスを有する、請求項７または８に記載のパワー半導体モジュール（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体モジュール用のサブモジュール、およびパワー半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体モジュールは、１つまたは複数のキャリアを有し、このキャリア上に、実際のパワー半導体スイッチが配置される。キャリアは、一般に、絶縁機能、例えばＤＣＢ（直接銅接合）セラミックを有する基板である。その上に、パワー半導体スイッチは、例えば、はんだ付けまたは焼結される。
【０００３】
特に、複数のパワー半導体スイッチを含むモジュールの場合には、各スイッチが、それ自体、機能ユニット、すなわちサブモジュールを形成する。前記サブモジュールはまた、パワー半導体スイッチに割り当てられるキャリア部分を含むと見なされる。さらに、サブモジュールは、半導体スイッチと電気的および機械的に接触するために用いられる、基板の導体トラックを与えられる。
【０００４】
パワー半導体スイッチは、一般に、制御入力部（例えばゲート）、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）またはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）を介して電圧制御されるトランジスタチップである。
【０００５】
また、大きな負荷を同時に並列に切り替えるために、複数のパワー半導体スイッチが、それらのゲートに関して並列に接続されることが多い。かかる同期切り替えを改善するために、ゲートの上流に接続された直列抵抗器が、各パワー半導体用に用いられる。例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳトランジスタのゲートキャパシタンスと共にゲート直列抵抗器が、ＲＣ素子をさらに形成する。ゲート直列抵抗器は、ＲＣ素子の電圧上昇を規制する役割をする。
【０００６】
かかるゲート抵抗器をトランジスタチップ自体に一体化することが知られている。代替として、対応するゲート抵抗器を、パワー半導体モジュールにおける別個の構成要素として設けること、すなわち、それを、例えばキャリア上のパワー半導体の横に配置することが知られている。
【０００７】
パワー半導体が、短絡電流を伝達および遮断しなければならない場合に関して、そのゲート電圧または電位は、外部的に、すなわち例えば駆動ドライバによってゲートに印加される電圧値を超えて上昇する。この理由は、ゲートにおける電荷担体の蓄積の増加である。これは、いわゆるミラーキャパシタンスを介した、半導体における、例えばコレクタとゲートとの間における容量性変位電流によって引き起こされる。有効に存在するより高いゲート電圧が、今度は、より高い短絡電流をトランジスタに流れさせるが、これは、トランジスタの負荷の増加および許容可能な短絡期間の短縮を伴う。極端な場合には、トランジスタは、安全動作領域（ＳＯＡ）を離れるが、これは、パワー半導体の破壊に帰着する可能性がある。
【０００８】
ゲート電圧のかかる意図しない上昇を防ぐために、様々なクランピング回路、例えば、ＩＧＢＴのゲートとエミッタとの間のダブルダイオード構造におけるサプレッサダイオードが知られている。特定の値を超えて上昇するゲート電圧の場合に、サプレッサダイオードは、オンにされて過度の電荷を逃がすか、またはこうしてゲート電圧をダイオードの降伏電圧レベルに制限する。したがって、ダブルダイオード構造は、電圧制御されたパワースイッチのゲートと並列に接続され、かつ特定の電圧に達すると電圧レベルを調整する役割をする。
【０００９】
クランピングダイオードまたはサプレッサダイオードは、ダブルダイオード構造用の実施形態の変形として適している。スイッチがオンの場合に、すなわち、０Ｖから例えば＋１５Ｖへの、ゲート電圧の電圧ランプの場合に、充電電流の上昇は、最初にゲート抵抗器によって制限される。ダブルダイオードの電流経路は、最初は高インピーダンスである。しかしながら、ダブルダイオードの降伏電圧（例えば１６Ｖ）に達すると、ダブルダイオードの電流経路は、低インピーダンスになる。次に、さらなる充電電流は、もはや、パワースイッチのゲートに存在する電圧の増加へはつながらず、より正確に言えば、値は、例えば１６Ｖに固定される。他の駆動電圧に関して、降伏電圧は、各場合に、それが駆動電圧のちょうど上であるように、選択することができる。スイッチオフの場合は、駆動電圧が０Ｖまたは負電圧に変更されるという違いを除いて、同じように進む。サプレッサダイオードの場合には、負のゲート電圧は、ほぼ−１６Ｖに制限される。クランピングダイオードの場合には、逆方向における降伏電圧値は、約２０Ｖである。逆方向において、ダイオードは、故障の場合にゲート酸化物の破壊保護の役割をする。
【００１０】
ダイオードを別個の構成要素として具体化すること、およびそれらを、パワー半導体モジュールとは異なる外部プリント回路基板、例えばパワー半導体に割り当てられたドライバ回路上に実装することが知られている。
【００１１】
したがって、周知のパワー半導体モジュールの場合には、接続ワイヤもしくは接続ばね、ＤＣＢセラミックおよびプリント回路基板の導体トラックなどのラインまたは電気接続部が、パワー半導体のゲートとサプレッサダイオードとの間に位置する。さらに、適切な場合には、構成要素、例えば別個のゲート抵抗器が間に置かれる。各構成要素および各ライン接続部によって、ゲートとサプレッサダイオードとの間の追加的な電圧降下がもたらされる。
【００１２】
言及した接続要素は、少なくとも寄生インダクタンスまたは非反応性抵抗を有する。電圧が、そこにおいて、特に高速切り替え動作中に誘導される。この理由は、例えば上記の変位電流である。もたらされた全ての寄生電圧は、サプレッサダイオードのクランピング電圧を増加させる。ゲートにおける効果的に制限された電圧は、サプレッサダイオードのクランピング電圧を超えて上昇する。サプレッサダイオードは、有効性を失うか、または最悪の場合には効果がなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、改善されたパワー半導体モジュールを規定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、パワー半導体モジュール用のサブモジュールを提案する。サブモジュールには、キャリアの少なくとも一部およびキャリア上に配置された導体トラックが含まれる。モノリシックに一体化された半導体構造が、キャリアまたは導体トラックに貼り付けられる。前記半導体構造は、導体トラックおよびしたがってキャリアへの接続用の接触実現エリアを有する。したがって、キャリアまたは導体トラックへの半導体構造の機械的および適切な場合には電気的接続が、接触実現エリアを介して行われる。
【００１５】
半導体構造は、第１の接続部および第２の接続部、ならびに前記接続部間に接続された、一体化された非反応性抵抗器を有する。さらに、半導体構造は、第３の接続部、ならびに第２の接続部と第３の接続部との間に接続された、一体化されたダブルダイオード構造を有する。
【００１６】
本発明は、最適な有効性のためのスナバダイオードをパワー半導体のゲートに直接、すなわち、できる限り近くに、かつ第１の構成要素として（すなわち、恐らく追加的な直列抵抗器の前に）装着する概念に基づいている。したがって、それは、内部ゲート直列抵抗器のないパワー半導体スイッチ用に有利に用いられる。次に、ダイオードスナバは、トランジスタまたはパワー半導体チップに直接的に接近して、駆動端子間、例えばＩＧＢＴのゲートおよびエミッタ間に直接位置する。したがって、クランピング回路の有効性は、外部プリント回路基板に基づく解決法と比較して向上するように意図されている。
【００１７】
明らかに、パワー半導体モジュール内に、すなわちキャリア上に別個のクランピングダイオードをＳＭＤ構成要素（表面実装型デバイス）として配置することがまた考えられよう。上記の寄生インダクタンスは、このようにして低減される。しかしながら、パワー半導体モジュールまたはその電気コンタクト接続部を焼結法によって作製することが周知である。そうならば、この場合に不利なことは、キャリア上へのクランピングダイオードの必須のはんだ付けが、焼結技術に加えた技術ステップ、すなわちはんだ付けステップを必要とするということである。したがって、ＳＭＤ構成要素は、既存のまたは将来の焼結パワー半導体モジュール用には不利に使用できるだけである。
【００１８】
しかしながら、ＳＭＤ構成要素は、モノリシックに一体化された構成要素より、電気抵抗およびインダクタンスなど、より高い寄生特徴変数を有する。
【００１９】
したがって、本発明は、直列抵抗器、例えばゲート抵抗器と、サプレッサダイオードまたはスナバダイオードと、の両方を含むモノリシックに一体化された構造を提案する。第２の接続部において、ダブルダイオード構造および非反応性抵抗器が互いに接続される。本発明によれば、一体化構造は、パワー半導体、またはパワー半導体によってキャリア上に形成されたサブモジュールに直接隣接して配置されるように、サブモジュールとして具体化される。第２の接続部において、ダイオード構造が、第２および第３の接続部の接続に基づいて、非反応性抵抗器の前でやはりアクセス可能であるという事実によって、ダイオード構造は、パワー半導体に直接的に接近して位置決めされる。したがって、ダブルダイオード構造の制限または降伏電圧は、ゲート電圧用の制限電圧として、ゲートにおいて直接的に利用可能である。
【００２０】
したがって、換言すれば、サブモジュールには、単一半導体チップにおいてダブルダイオード構造とモノリシックに一体化されたゲート直列抵抗器が含まれる。
【００２１】
本発明によるサブモジュールは、３つの接続部ゆえに３極ネットワークとして具体化される。第１の接続部は、例えば外部ゲートドライバ用の駆動接続部として働き、したがって、モジュールに対するゲート接続部Ｇとして理解することができる。第２の接続部は、パワー半導体の、すなわち電圧制御されたパワースイッチの実際のゲートへの接続のために働き、接続部Ｇ’として示される。第３の接続部は、パワー半導体のエミッタに接続され、したがって、接続部Ｅとして示される。
【００２２】
ダブルダイオードとモノリシックに一体化されたゲート抵抗器は、例えば、金属導体トラックとして、または画定されたジオメトリおよび材料依存コンダクタンスを有するドープされたポリシリコントラックとして具体化される。ポリシリコントラックのコンダクタンスは、ドーピング濃度によってさらに設定することができる。金属導体トラックは、例えば、Ａｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉ−Ｃｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、またはＰｄによって具体化することができる。原則として、導体トラックは、抵抗およびまたそれらのコンタクト接続部、特に第１の接続部を規定するが、ダブルダイオード構造ならびに第２および第３の接続部から誘電的に絶縁されなければならない。これは、例えば、二酸化ケイ素層またはシリコン亜硝酸塩層によって実現することができる。典型的なゲート直列抵抗器の値は、１〜５０ｏｈｍの範囲である。例えばＰＮＰまたはＮＰＮ構造としてのダブルダイオード構造は、半導体ボリューム、例えばシリコンにおいて実現される。ダブルダイオード構造の２つのダイオードは、例えばアバランシェ、ショットキーまたはツェナーダイオードとして具体化することができる。多数の個々のダイオードによって形成される直列回路もまた考えられる。
【００２３】
本発明の好ましい一実施形態において、第３の接続部は、例えば、基板に面する半導体構造の下面に接続される。接触実現エリアは、そこに位置し、したがって、それは、第３の接続部に接続される。次に、換言すれば、下面はまた、機械的接続と共に、第３の接続部を導体トラックに電気的に接続するために働く。この場合に、導体トラックは、半導体構造に面するキャリア表面を形成する。導体トラックは、例えば、半導体構造の少なくともベースエリアの領域を備えた、半導体構造の下のエリア全体にわたって形成される。これは、特に、パワー半導体のエミッタと第３の接続部との相互接続の上記の場合には役立つ。なぜなら、一般的なパワー半導体はまた、大きな面積の接触実現エリア、またはパワー半導体のキャリア上の導体トラックとして具体化されるからである。さらに、換言すれば、半導体構造は、キャリア上のエミッタ導体トラック上に直接配置することができる。
【００２４】
本発明の好ましい一実施形態では、半導体構造内において、ダブルダイオード構造は、垂直構造として、基板に面する半導体構造の下面から、前記下面の反対側に位置する半導体構造の上面へ延びる。したがって、半導体構造の下面はベースエリアを形成し、ダブルダイオード構造は、前記ベースエリアから進む垂直構造として構成される。ｐｎ接合の進路は、ここでは垂直、すなわちベースエリアと平行として論じられる。特に、第３の接続部としての下面と関連して、対応するサブモジュールを特に簡単な方法で構成することができる。代替として、ダブルダイオード構造はまた、サブモジュールにおいて水平に配置することができる。すなわち、ｐｎ接合は、ベースエリアに対してほぼ直角に進む。
【００２５】
さらなる好ましい実施形態において、抵抗器は、基板から離れた上面において、すなわち、換言すれば、ちょうど言及したベースエリアに向き合って、またはその反対側において、半導体構造に配置される。この場合にもまた、特定の利点が、第３の接続部としてのベースエリアのちょうど言及した実施形態に関連して、再び適用可能である。次に、第３のコンタクトは、ベースエリアに位置し、第１および第２のコンタクトは、半導体構造の反対側、およびしたがって基板から離れた上面に位置する。次に、第１および第２のコンタクトは、特に簡単な方法で、コンタクト接続、例えば接合することができる。
【００２６】
次に、上記の実施形態の組み合わせにおいて、接続部ＧおよびＧ’は、半導体構造の上面に位置し、接続部Ｅは、基板の上面に位置する。
【００２７】
水平変形としてのｐｎ接合の代替実施形態において、３つの全ての接続部は、半導体構造の上面に位置することが可能である。次に、その下面は、単に基板への機械的および熱的接続のために働く。
【００２８】
好ましい一実施形態において、半導体構造は、平坦な平行六面体、すなわち平坦な薄層（ｌａｍｉｎａ）として作製され、この場合には、接触実現エリアおよび接触実現エリアの反対側に位置する上面は、薄層の平坦面である。この場合の目的は、サブモジュールの構造高さを小さく保つことである。
【００２９】
さらなる好ましい実施形態において、接触実現エリアおよび／または接続部の１つ〜全ては、はんだ付け可能および焼結可能な金属化を有する。換言すれば、サブモジュールの１つまたは複数のコンタクト接続部は、はんだ付け可能および焼結可能な接続部として構成され、これによって、追加的なプロセスステップを必要とせずに、パワー半導体モジュールのはんだ付けおよび焼結プロセスへの一体化が可能になる。サブモジュールは、ＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴパワー半導体モジュールの標準的な製造プロセスへと問題なく組み込むことができる。
【００３０】
本発明の目的は、さらに、上記の説明による、第１のサブモジュールとしてのサブモジュールと、さらにキャリア上に配置され、かつ制御入力部を有するパワー半導体と、を含む改善されたパワー半導体モジュールによって達成される。パワー半導体に割り当てられた共通キャリア部分と共にパワー半導体は、第２のサブモジュールを形成する。パワー半導体モジュールにおいて、第１のサブモジュールは、キャリア上でパワー半導体に直接的に接近して位置決めされ、パワー半導体の制御入力部は、第１のサブモジュールの第２の接続部に接続される。
【００３１】
上記の（第１）サブモジュールに関連して既に上記で説明した利点は、本発明によるパワー半導体モジュールにおいて提供される。
【００３２】
パワー半導体モジュールの好ましい一実施形態において、パワー半導体は、その制御入力部を介して電圧制御されるパワー半導体である。特に、この種のパワー半導体に関して、本発明によるサブモジュールは、上記のように制御入力部で過電圧を抑制するのに適している。
【００３３】
好ましい一実施形態において、第１および第２のサブモジュール、すなわちパワー半導体スイッチは、キャリアに関して同じ製造プロセスを有する。換言すれば、パワー半導体モジュールに関して、その第１のサブモジュールおよびパワー半導体または第２のサブモジュールは、キャリアに対して両方ともはんだ付けされるかまたは両方とも焼結させる。上記のように、特に、はんだ付け可能および焼結可能コンタクト接続部を有するサブモジュール用に、この種のパワー半導体モジュールは、特に簡単な方法で作製することができる。
【００３４】
本発明のさらなる説明のために、それぞれの場合に基本的な概略図である図面における実施形態を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるパワー半導体モジュールを示す。
【図２】本発明によるサブモジュールを示す。
【図３】クランピングダイオードまたはサプレッサダイオードを備えたパワー半導体モジュールの等価回路図を示す。
【図４】図３からのクランピングダイオードまたはサプレッサダイオード構造の特性曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、ハウジング４に囲まれたパワー半導体モジュール２の平面図を示す。パワー半導体モジュール２には、ＤＣＢセラミック基板の形態をしたキャリア６が含まれる。パワー半導体モジュール２には、ここでは例としてＩＧＢＴとして具体化された、トランジスタチップ１０の形態をしたパワー半導体８が含まれる。パワー半導体８は、キャリア６の導体トラック１２に貼り付けられるが、前記導体トラックは、キャリア６の上面に配置される。パワー半導体８、導体トラック１２、およびこれらの部分に面積的に割り当てられたキャリア６の部分が、サブモジュール２２ａを形成する。
【００３７】
４つのエミッタ窓１８が、パワー半導体８の上面１６に配置されるが、前記エミッタ窓は、前記パワー半導体のエミッタＥと接触するために働く。さらに、ゲート窓２０が、ゲートＧと接触するために設けられる。ここでゲート窓２０は、パワー半導体８の制御入力部２１を形成する。コレクタＣ用の接続部は、図１では見えないような形で、上面１６の反対側に位置する、パワー半導体８の下面に位置する。コレクタＣは、導体トラック１２の上面１７へとコンタクト接続される。
【００３８】
本発明によれば、サブモジュール２２ａの横に、さらなるサブモジュール２２ｂがキャリア６上に位置する。前記さらなるサブモジュールには、同様にキャリア６上に配置された導体トラック２４が含まれる。このモジュールには、さらに、モノリシックに一体化された半導体構造２６が含まれる。半導体構造２６は、コンタクト「ゲートＧ”」の形態をした第１の接続部２８ａ、およびコンタクト「ゲートＧ’」の形態をした第２の接続部２８ｂを有する。両方の接続部２８ａ、ｂは、半導体構造２６の上面３０に配置される。第３の接続部２８ｃが、コンタクト「エミッタＥ’」として、半導体構造２６の下面３６に、パワー半導体８に従って配置されるが、前記下面は、図１では見えず、かつ導体トラック２４の上面３１上にコンタクト接続される。
【００３９】
パワー半導体モジュール２は、電気接続部「エミッタＥＭ」、「ゲートＧＭ」および「コレクタＣＭ」用の３つの端子３２ａ〜ｃをハウジング４の外側に有する。端子３２ａ「エミッタＥＭ」は、接合ワイヤ３４を介して上面３１に、およびこうしてコンタクト２８ｃに接続され、コンタクト２８ｃが、今度は、接合ワイヤ３４を介してエミッタ窓１８に接続される。換言すれば、パワー半導体８のエミッタＥは、第３の接続部２８ｃを介して端子３２ａに接続される。パワー半導体８のコレクタＣは、導体トラック１２に接続されているが、接合ワイヤ３４を介して端子３２ｃ「コレクタＣＭ」に接続される。今度は、ゲートＧとしてのゲート窓２０が、接合ワイヤ３４によって接続部２８ｂ、すなわち半導体構造２６の「Ｇ’」に接続され、接続部２８ａ「Ｇ”」だけが、端子３２ｂ「ゲートＧＭ」に接続される。
【００４０】
図２は、側面図において、すなわち図１における矢印ＩＩの視野方向において、図１のパワー半導体モジュール２からの抜粋を示す。特に、上面３０に位置する接続部２８ａ、ｂは、再び見ることができるが、しかし今はまた、下面３６における接続部２８ｃも見ることができる。図２は、モノリシックに一体化された半導体構造２６を断面で示すが、この構造は、２つの構成要素を実現する。これらの構成要素の等価回路図が、図２において破線によって示されている。これらの構成要素は、クランピングダイオードまたはサプレッサダイオードの形態をした抵抗器４０およびダブルダイオード構造３８である。ダブルダイオード構造３８は、２つのｐ型領域４２および１つのｎ型領域４４間のｐｎｐ接合として、接続部２８ｂ、ｃ間に実現される。ダブルダイオード構造３８は、垂直構造として作製され、その垂直構造は、下面３６と上面３０との間で階層状に延びるようにされる。
【００４１】
接続部２８ａ、ｂ間において、抵抗器４０は、半導体構造２６の残りから絶縁層４８によって分離された、一体化された抵抗トラック４６として実現される。
【００４２】
接触実現エリア５０が、下面３６、すなわちキャリア６に面する半導体構造２６の面に位置する。接触実現エリア５０は、キャリア６またはその導体トラック２４に半導体構造２６をコンタクト接続または装着する。本例において、接触実現エリア５０は、接続部２８ｃと同一である。すなわちまた、半導体構造２６のコンタクト「エミッタＥ’」を形成する。
【００４３】
接触実現エリア５０は、次のように、はんだ付け可能および焼結可能な方法で具体化される。すなわち、サブモジュール２２ａが、はんだ付けまたは焼結技術を用いて行われるかどうかにかかわらず、サブモジュール２２ｂまたは半導体構造２６が、サブモジュール２２ａ、つまりパワー半導体８と同じ製造プロセスでキャリア６に実装され得るように、具体化される。
【００４４】
図３は、図１に関する等価回路図、すなわちパワー半導体８に接続された半導体構造２６の等価回路図５２（枠に入れられている）を示す。図１と共に図３は、ここではクランピングダイオードとして具体化されたダブルダイオード構造３８が、やはり、その直接的に接近したパワー半導体８のゲートＧおよびエミッタＥに、抵抗器４０の前で配置されることを明らかにしている。
【００４５】
図４は、正ブランチにおけるゲート電圧の制限が約１６Ｖであり、かつ反対方向では約−２０Ｖであるダイオード構造３８の特性曲線または特徴を示す。この場合に、値は、近似値として理解すべきである。対応する他の駆動電圧が与えられたとすると、他の電圧値が可能である。故障の場合には、特性曲線の負ブランチは、パワー半導体８におけるゲート酸化物の破壊保護を保証する。
【００４６】
図３において、代替として、サプレッサダイオードを備えたダブルダイオード構造３８の実現が、破線によって示され、その特性曲線が、図４において同様に破線によって示される。特性曲線は、事実上、正ブランチと一致する。負ブランチにおいて、降伏電圧は、クランピングダイオードとは対照的に単に約−１６Ｖである。
【符号の説明】
【００４７】
２  パワー半導体モジュール
４  ハウジング
６  キャリア
８  パワー半導体
１０  トランジスタチップ
１２  導体トラック
１６  パワー半導体の上面
１７  導体トラックの上面
１８  エミッタ窓
２０  ゲート窓
２１  制御入力部
２２ａ  第２のサブモジュール
２２ｂ  第１のサブモジュール
２４  導体トラック
２６  半導体構造
２８ａ  第１の接続部
２８ｂ  第２の接続部
２８ｃ  第３の接続部
３０  半導体構造の上面
３１  導体トラックの上面
３２ａ〜ｃ  端子
３４  接合ワイヤ
３６  半導体構造の下面
３８  ダブルダイオード構造
４０  抵抗器
４２  ｐ型領域
４４  ｎ型領域
４６  抵抗トラック
４８  絶縁層
５０  接触実現エリア
５２  等価回路図
【図１】
2012033933.tif 000003
【図２】
2012033933.tif 000004
【図３】
2012033933.tif 000005
【図４】
2012033933.tif 000006
【外国語明細書】
2012033933000001.pdf
2012033933000002.pdf
2012033933000003.pdf
2012033933000004.pdf