【手続補正書】
【提出日】平成30年5月23日(2018.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第１の端子、第２の端子、第３の端子、および第４の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１および第２の端子間に接続され、前記第２の端子から前記第１の端子の方向が順方向である第１のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第２および第３の端子間に接続され、前記第３の端子から前記第２の端子の方向が順方向である第２のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第１の端子にアノードが接続され、前記第４の端子にカソードが接続された第１のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第３の端子にカソードが接続され、前記第４の端子にアノードが接続された第２のショットキーバリアダイオードとを備え、
前記第２の端子には、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのボディダイオードを除いていかなるダイオードも接続されていない、パワーモジュール。
【請求項２】
筐体と、
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第１の端子、第２の端子、第３の端子、第４の端子、および第５の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１および第２の端子間に接続され、前記第２の端子から前記第１の端子の方向が順方向である第１のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第２および第３の端子間に接続され、前記第３の端子から前記第２の端子の方向が順方向である第２のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第２の端子にカソードが接続され、前記第４の端子にアノードが接続された第１のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第２の端子にアノードが接続され、前記第５の端子にカソードが接続された第２のショットキーバリアダイオードとを備える、パワーモジュール。
【請求項３】
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第５の端子および第６の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１および第５の端子間に接続され、前記第５の端子から前記第１の端子の方向が順方向である第３のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第３および第５の端子間に接続され、前記第３の端子から前記第５の端子の方向が順方向である第４のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第１の端子にアノードが接続され、前記第６の端子にカソードが接続された第３のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第３の端子にカソードが接続され、前記第６の端子にアノードが接続された第４のショットキーバリアダイオードとをさらに備える、請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第７の端子および第８の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１および第７の端子間に接続され、前記第７の端子から前記第１の端子の方向が順方向である第５のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第３および第７の端子間に接続され、前記第３の端子から前記第７の端子の方向が順方向である第６のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第１の端子にアノードが接続され、前記第８の端子にカソードが接続された第５のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第３の端子にカソードが接続され、前記第８の端子にアノードが接続された第６のショットキーバリアダイオードとをさらに備える、請求項３に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第６の端子、第７の端子、第８の端子、第９の端子、および第１０の端子と、
前記筐体に収納されて前記第６および第７の端子間に接続され、前記第７の端子から前記第６の端子の方向が順方向である第３のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第７および第８の端子間に接続され、前記第８の端子から前記第７の端子の方向が順方向である第４のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第７の端子にカソードが接続され、前記第９の端子にアノードが接続された第３のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第７の端子にアノードが接続され、前記第１０の端子にカソードが接続された第４のショットキーバリアダイオードとをさらに備える、請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第１１の端子、第１２の端子、第１３の端子、第１４の端子、および第１５の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１１および第１２の端子間に接続され、前記第１２の端子から前記第１１の端子の方向が順方向である第５のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第１２および第１３の端子間に接続され、前記第１３の端子から前記第１２の端子の方向が順方向である第６のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第１２の端子にカソードが接続され、前記第１４の端子にアノードが接続された第５のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納されて前記第１２の端子にアノードが接続され、前記第１５の端子にカソードが接続された第６のショットキーバリアダイオードとをさらに備える、請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第６の端子と、
前記筐体に収納されて前記第４および第６の端子間に接続され、前記第６の端子から前記第４の端子の方向が順方向である第３のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第５および第６の端子間に接続され、前記第５の端子から前記第６の端子の方向が順方向である第４のＭＯＳトランジスタとをさらに備える、請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項８】
前記筐体に収納された絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成され、前記第１の端子と接続された第１の導電パターンと、
前記絶縁基板上に形成され、前記第２の端子と接続された第２の導電パターンと、
前記絶縁基板上に形成され、前記第３の端子と接続された第３の導電パターンと、
前記絶縁基板上に形成され、前記第４の端子と接続された第４の導電パターンと、
前記絶縁基板上に形成され、前記第５の端子と接続された第５の導電パターンと、
前記絶縁基板上に形成され、前記第６の端子と接続された第６の導電パターンとをさらに備え、
前記第１のＭＯＳトランジスタの正側の主電極および前記第１のショットキーバリアダイオードのカソードは、前記第２の導電パターンに半田接続され、
前記第２のＭＯＳトランジスタの正側の主電極は、前記第３の導電パターンに半田接続され、
前記第３のＭＯＳトランジスタの正側の主電極は、前記第６の導電パターンに半田接続され、
前記第４のＭＯＳトランジスタの正側の主電極および前記第２のショットキーバリアダイオードのカソードは、前記第５の導電パターンに半田接続され、
前記第１のＭＯＳトランジスタの負側の主電極は、前記第１の導電パターンに配線を介して接続され、
前記第２のＭＯＳトランジスタの負側の主電極および前記第２のショットキーバリアダイオードのアノードは、前記第２の導電パターンに配線を介して接続され、
前記第３のＭＯＳトランジスタの負側の主電極および前記第１のショットキーバリアダイオードのアノードは、前記第４の導電パターンに配線を介して接続され、
前記第４のＭＯＳトランジスタの負側の主電極は、前記第６の導電パターンに配線を介して接続される、請求項７に記載のパワーモジュール。
【請求項９】
パワーモジュールであって、
筐体と、
前記筐体に固定されて外部と接続可能である、第１の端子、第２の端子、および第３の端子と、
前記筐体に収納されて前記第１および第２の端子間に接続され、前記第２の端子から前記第１の端子の方向が順方向である第１のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納されて前記第２および第３の端子間に接続され、前記第３の端子から前記第２の端子の方向が順方向である第２のＭＯＳトランジスタと、
前記筐体に収納され、前記第１のＭＯＳトランジスタと並列であり、前記第１の端子にアノードが接続されかつ前記第２の端子にカソードが接続された第１のショットキーバリアダイオードと、
前記筐体に収納され、前記第２のＭＯＳトランジスタと並列であり、前記第２の端子にアノードが接続されかつ前記第３の端子にカソードが接続された第２のショットキーバリアダイオードとを備え、
前記第１のＭＯＳトランジスタのボディダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性と、前記第１のショットキーバリアダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性とのクロスポイントにおける電流値は、前記パワーモジュールの定格電流の±１０％の範囲内であり、
前記第２のＭＯＳトランジスタのボディダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性と、前記第２のショットキーバリアダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性とのクロスポイントにおける電流値は、前記パワーモジュールの定格電流の±１０％の範囲内である、パワーモジュール。
【請求項１０】
前記第１および第２のショットキーバリアダイオードの各々は、カソード電極層の表面に形成された抵抗層を含む、請求項９に記載のパワーモジュール。
【請求項１１】
前記第１および第２のショットキーバリアダイオードの各々は、ジャンクションバリアショットキー構造である、請求項９に記載のパワーモジュール。
【請求項１２】
各前記ＭＯＳトランジスタおよび各前記ショットキーバリアダイオードは、シリコンよりもバンドギャップの大きい半導体材料を用いて形成される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のパワーモジュール。
【請求項１３】
正側入力ノードおよび負側入力ノードから入力された直流電圧を３相交流電圧に変換し、変換後の３相交流電圧を、第１相出力ノード、第２相出力ノード、第３相出力ノードから出力する３相インバータシステムであって、
請求項４に記載のパワーモジュールを備え、
前記第１の端子は、前記負側入力ノードに接続され、
前記第３の端子は、前記正側入力ノードに接続され、
前記第２および第４の端子は、前記第１相出力ノードに接続され、
前記第５および第６の端子は、前記第２相出力ノードに接続され、
前記第７および第８の端子は、前記第３相出力ノードに接続される、３相インバータシステム。
【請求項１４】
正側入力ノードおよび負側入力ノードから入力された直流電圧を３相交流電圧に変換し、変換後の３相交流電圧を、第１相出力ノード、第２相出力ノード、第３相出力ノードから出力する３相インバータシステムであって、
請求項６に記載のパワーモジュールを備え、
前記第１、第４、第６、第９、第１１、および第１４の端子は、前記負側入力ノードに接続され、
前記第３、第５、第８、第１０、第１３、および第１５の端子は、前記正側入力ノードに接続され、
前記第２の端子は、前記第１相出力ノードに接続され、
前記第７の端子は、前記第２相出力ノードに接続され、
前記第１２の端子は、前記第３相出力ノードに接続される、３相インバータシステム。
【請求項１５】
正側入力ノードおよび負側入力ノードから入力された直流電圧を３相交流電圧に変換し、変換後の３相交流電圧を、第１相出力ノード、第２相出力ノード、第３相出力ノードから出力する３相インバータシステムであって、
請求項７に記載された、第１のパワーモジュール、第２のパワーモジュール、および第３のパワーモジュールを備え、
各前記パワーモジュールの前記第１および第４の端子は、前記負側入力ノードに接続され、
各前記パワーモジュールの前記第３および第５の端子は、前記正側入力ノードに接続され、
前記第１のパワーモジュールの前記第２および第６の端子は、前記第１相出力ノードに接続され、
前記第２のパワーモジュールの前記第２および第６の端子は、前記第２相出力ノードに接続され、
前記第３のパワーモジュールの前記第２および第６の端子は、前記第３相出力ノードに接続される、３相インバータシステム。
【請求項１６】
請求項１または２に記載のパワーモジュールの検査方法であって、
前記第１の端子から前記第２の端子の方向に直流電流を通電する第１の通電ステップと、
前記第２の端子から前記第３の端子の方向に直流電流を通電する第２の通電ステップと、
前記第１の通電ステップの前後での前記第１のＭＯＳトランジスタの電気特性の変化に基づいて、前記第１のＭＯＳトランジスタの品質を判定するステップと、
前記第２の通電ステップの前後での前記第２のＭＯＳトランジスタの電気特性の変化に基づいて、前記第２のＭＯＳトランジスタの品質を判定するステップとを備える、パワーモジュールの検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明は第２の局面においてパワーモジュールであって、筐体と、この筐体に固定されて外部と接続可能な、第１の端子、第２の端子、第３の端子、第４の端子、および第５の端子と、第１のＭＯＳトランジスタと、第２のＭＯＳトランジスタと、第１のショットキーバリアダイオードと、第２のショットキーバリアダイオードとを備える。第１のＭＯＳトランジスタは、筐体に収納されて第１および第２の端子間に接続され、第２の端子から第１の端子の方向がその順方向である。第２のＭＯＳトランジスタは、筐体に収納されて第２および第３の端子間に接続され、第３の端子から第２の端子の方向がその順方向である。第１のショットキーバリアダイオードは、筐体に収納されて第２の端子にカソードが接続され、第４の端子にアノードが接続される。第２のショットキーバリアダイオードは、筐体に収納されて第２の端子にアノードが接続され、第５の端子にカソードが接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明は第３の局面においてパワーモジュールであって、筐体と、この筐体に固定されて外部と接続可能な、第１の端子、第２の端子、および第３の端子と、第１のＭＯＳトランジスタと、第２のＭＯＳトランジスタと、第１のショットキーバリアダイオードと、第２のショットキーバリアダイオードとを備える。第１のＭＯＳトランジスタは、筐体に収納されて第１および第２の端子間に接続され、第２の端子から第１の端子の方向がその順方向である。第２のＭＯＳトランジスタは、筐体に収納されて第２および第３の端子間に接続され、第３の端子から第２の端子の方向がその順方向である。第１のショットキーバリアダイオードは、筐体に収納され、第１のＭＯＳトランジスタと並列であり、第１の端子にアノードが接続されかつ第２の端子にカソードが接続される。第２のショットキーバリアダイオードは、筐体に収納され、第２のＭＯＳトランジスタと並列であり、第２の端子にアノードが接続されかつ第３の端子にカソードが接続される。ここで、第１のＭＯＳトランジスタのボディダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性と、第１のショットキーバリアダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性とのクロスポイントにおける電流値は、パワーモジュールの定格電流の±１０％の範囲内である。さらに、第２のＭＯＳトランジスタのボディダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性と、第２のショットキーバリアダイオードに順方向電流を流したときの電流電圧特性とのクロスポイントにおける電流値は、パワーモジュールの定格電流の±１０％の範囲内である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ＭＯＳトランジスタＱ２は、筐体３０に収納されて出力端子Ｏと正側端子Ｐ１との間に接続される。ＭＯＳトランジスタＱ２は縦型構造のＮチャネルＭＯＳトランジスタである。正側端子Ｐ１から出力端子Ｏの方向がＭＯＳトランジスタＱ２の順方向（ドレインからソースの方向）である。ＭＯＳトランジスタＱ２のボディダイオードについては、出力端子Ｏから正側端子Ｐ１の方向が順方向（ボディダイオードのアノードからカソードの方向）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図９を参照して、パワーモジュール２４は、負側端子ＮＭ２（請求項５の第６の端子）、出力端子Ｏ２（請求項５の第７の端子）、正側端子ＰＭ２（請求項５の第８の端子）、負側端子ＮＤ２（請求項５の第９の端子）、正側端子ＰＤ２（請求項５の第１０の端子）をさらに含む点で図４のパワーモジュール２１と異なる。さらに、パワーモジュール２４は、第３のＭＯＳトランジスタＱ３、第４のＭＯＳトランジスタＱ４、第３のショットキーバリアダイオードＤ３、および第４のショットキーバリアダイオードＤ４を含む点で図４のパワーモジュール２１と異なる。ただし、図４の負側端子Ｎ１，Ｎ２、出力端子Ｏ，および正側端子Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ負側端子ＮＤ１，ＮＭ１、出力端子Ｏ１，および正側端子ＰＭ１，ＰＤ１に対応しており、参照符号が変更されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図１０を参照して、パワーモジュール２５は、負側端子ＮＭ３（請求項６の第１１の端子）、出力端子Ｏ３（請求項６の第１２の端子）、正側端子ＰＭ３（請求項６の第１３の端子）、負側端子ＮＤ３（請求項６の第１４の端子）、正側端子ＰＤ３（請求項６の第１５の端子）をさらに含む点で図９のパワーモジュール２４と異なる。さらに、パワーモジュール２５は、第５のＭＯＳトランジスタＱ５、第６のＭＯＳトランジスタＱ６、第５のショットキーバリアダイオードＤ５、および第６のショットキーバリアダイオードＤ６を含む点で図９のパワーモジュール２４と異なる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図１１を参照して、パワーモジュール２６は、筐体３０、負側端子Ｎ（請求項９の第１の端子）、出力端子Ｏ（請求項９の第２の端子）、正側端子Ｐ（請求項９の第３の端子）、第１のＭＯＳトランジスタＱ１、第２のＭＯＳトランジスタＱ２、第１のショットキーバリアダイオードＤ１、および第２のショットキーバリアダイオードＤ２を含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
具体的に図１２には、ＭＯＳトランジスタＱ１のボディダイオードの電流電圧特性（ＭＯＳ−ＢＤｉ）と、ショットキーバリアダイオードＤ１の電流電圧特性（ＳＢＤ）とが示されている。印加電圧の増加した場合、ショットキーバリアダイオードＤ１の順方向電流の立上がりは、ＭＯＳトランジスタＱ１のボディダイオードの順方向電流の立上がりよりも緩やかであるので、これらの電流電圧特性にはクロスポイントが存在する。第５の実施形態では、このクロスポイントにおける電流値Ｉｃｒが、パワーモジュールの定格電流Ｉｒの±１０％以内（０．９×Ｉｒから１．１×Ｉｒまでの範囲内）となるように調整されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
パワーモジュール２７は、さらに、ゲート端子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４およびソース端子Ｓ２，Ｓ４（不図示）を含み、これらの端子は筐体３０に固定されている。ゲート端子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のゲートにそれぞれ接続され、ソース端子Ｓ２，Ｓ４は、ＭＯＳトランジスタＱ２，Ｑ４のソースにそれぞれ接続される。図１６のその他の点は、図４のパワーモジュール２１の構成と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
［絶縁基板上での半導体チップのレイアウト］
図１７は、図１６のパワーモジュール２７に収納された半導体チップのレイアウトの一例を示す平面図である。図１７を参照して、パワーモジュール２７は、図１６の筐体３０に収納された絶縁基板４０をさらに含む。パワーモジュール２７は、この絶縁基板４０上に銅箔などによって形成された導電パターン４２Ａ（請求項８の第３の導電パターン）、導電パターン４２Ｂ（請求項８の第５の導電パターン）、導電パターン４４Ａ（請求項８の第２の導電パターン）、導電パターン４４Ｂ（請求項８の第６の導電パターン）、導電パターン４６Ａ（請求項８の第４の導電パターン）、および導電パターン４６Ｂ（請求項８の第１の導電パターン）をさらに含む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
［効果］
上記の第６の実施形態のパワーモジュール２７によれば、通電試験時にフリーホイールダイオードＤ１，Ｄ２とは別にＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のボディダイオードにのみ順方向電流を流すことができるので、低品質のＭＯＳトランジスタチップのスクリーニングを効率的に行うことができる。通常使用時には、ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ３が並列接続され、ＭＯＳトランジスタＱ２，Ｑ４が並列接続されるので、ＭＯＳトランジスタの導通時のオン抵抗を低減させることができる。