流检测信号有效(assert)的情况下，驱动电路24 -1使晶体管Trl截止。
[0038]驱动电路24 — 2与焊盘22 — 3、过热检测电路21、以及过电流保护电路25 — 2电连接。驱动电路24 — 2驱动晶体管Tr2。驱动电路24 — 2的构成与驱动电路24 — I相同。
[0039][1 — 3]动作
[0040]接着，说明上述这样构成的半导体装置I的动作。
[0041]在输入到焊盘22 — 2的控制信号有效时，驱动电路24 — I使晶体管Trl导通，在输入到焊盘22 - 2的控制信号无效(negate)时，驱动电路24 — I使晶体管Trl截止。同样地，在输入到焊盘22 - 3的控制信号有效时，驱动电路24 - 2使晶体管Tr2导通，在输入到焊盘22 - 3的控制信号无效时，驱动电路24 - 2使晶体管Tr2截止。通过这样的动作，半导体装置I能够进行例如向自身供给的电源的控制。
[0042]半导体装置I动作期间，半导体芯片30发热，半导体芯片30的温度上升。过热检测电路21检测半导体芯片30的温度。在半导体芯片30的温度超过了阈值温度的情况下，过热检测电路21使过热检测信号有效。若接收到有效的过热检测信号，则驱动电路24 -
1、24 - 2分别使晶体管Trl、Tr2截止。由此，能够抑制由热引起的半导体芯片30的破坏或劣化。
[0043]这里，如图1以及图2所示，过热检测电路21配置在半导体芯片30之下。因此，过热检测电路21能够精度更良好地检测半导体芯片30的温度。由此，能够精度更良好地进行基于过热检测电路21的过热检测动作。
[0044]另一方面，在半导体芯片30的温度变为阈值温度以下的情况下，过热检测电路21使过热检测信号无效。若接收到无效的过热检测信号，则驱动电路24 - 1、24 - 2分别根据从焊盘发送的控制信号来控制晶体管Trl、Tr2的导通/截止。
[0045]此外，过电流保护电路25 -1检测在晶体管Trl流过的电流。在晶体管Trl流过的电流超过了阈值电流的情况下，过电流保护电路25 — I使过电流检测信号有效。若接收到有效的过电流检测信号，则驱动电路24 -1使晶体管Trl截止。过电流保护电路25 — 2的动作与过电流保护电路25 -1相同。由此，能够抑制由过电流引起的半导体芯片30的破坏或劣化。
[0046][1- 4]第一实施方式的效果
[0047]进行电源的开关或整流的功率半导体设备在动作中的发热量较大。若功率半导体设备的温度上升，则半导体层劣化或者绝缘破坏发生的可能性变高，作为结果，由热引起功率半导体设备破坏或劣化。因此，在具备功率半导体设备的半导体装置中，控制功率半导体设备的控制器具备过热检测电路，进行基于控制器的功率半导体设备的过热检测。在具有过热检测功能的半导体装置中，使用例如将功率半导体设备以及控制器横向排列而平面地安装并封装化得到的平坦型MCP。
[0048]但是，平坦型MCP的尺寸变大，芯片间的布线长度变长。使用了平坦型MCP的半导体装置由于寄生电感变大，因此不能提高动作频率。此外，在将功率半导体设备和具备过热检测电路的控制器平面地进行了安装的情况下，功率半导体设备以及过热检测电路间的距离变长。由于过热检测电路中的功率半导体设备的温度检测的精度变低，因此半导体装置有可能不能防止热破坏。
[0049]因此，在第一实施方式的半导体装置I中，在具备过热检测电路21的半导体芯片(控制器)20上配置半导体芯片(功率半导体设备)30。此外，过热检测电路21配置在半导体芯片30之下。因此，半导体芯片30以及过热检测电路21间的距离变近。由此，能够通过过热检测电路21而精度更良好地检测半导体芯片30的温度，能够实现能够精度更良好地进行半导体芯片20的过热检测功能的半导体装置I。其结果，能够抑制由热引起的半导体装置I的破坏或劣化。
[0050]此外，半导体装置I由在半导体芯片20上层叠了半导体芯片30的芯片堆叠型MCP构成。由此，能够减小半导体装置I的尺寸。
[0051]此外，能够缩短将半导体芯片20和半导体芯片30连接的接合线60的长度。由此，能够实现布线的低电感化，能够实现高频动作。
[0052]另外，第一实施方式中，将2个半导体芯片层叠。但是，并不限定于此，也可以将半导体芯片层叠3个以上而构成芯片堆叠型MCP。该情况下，通过在具备功率半导体设备的半导体芯片之下配置过热检测电路21，能够得到上述的效果。
[0053][第二实施方式]
[0054]第二实施方式中，通过倒装片安装将半导体芯片(控制器)20以及半导体芯片(功率半导体设备)30连接而构成半导体装置I。进而，通过在半导体芯片30上设置散热部件(散热器)11，使半导体芯片30的散热效率提高。
[0055]图4是第二实施方式的半导体装置I的平面图。图5是沿着图4的B — B’线的半导体装置I的截面图。半导体装置I具备散热器11。
[0056]半导体芯片20上经由凸块组33、34而翻转(flip-chip)安装半导体芯片30。即，半导体芯片20和半导体芯片30经由凸块组33、34而电连接，以使半导体芯片20的上表面(形成有焊盘的面)与半导体芯片30的上表面(形成有焊盘的面)想面对。作为凸块组
33、34，可以使用例如金(Au)、银(Ag)、锡(Sn)或包含它们的任一种的合金等。
[0057]凸块组33与半导体芯片30的焊盘组31 (未图示)电连接，并且与半导体芯片20的焊盘组23 (未图示)电连接。凸块组34与半导体芯片30的焊盘组32 (未图示)电连接，并且经由布线(未图示)而与半导体芯片20的焊盘组26电连接。半导体芯片20的焊盘组26经由接合线组60而与引线端子组50电连接。
[0058]在半导体芯片30的底面经由粘接剂40设有散热器11。散热器11具有释放半导体芯片30的热的功能。作为散热器11使用导热率高的材料(金属)，可以使用铜(Cu)、含铜(Cu)的合金、或含铁(Fe)的合金等。散热器11具有与例如压料垫10大致相同的尺寸。粘接剂40由与第一实施方式中说明的粘接剂相同的材料构成。
[0059]封固部件70将压料垫10、散热器11、半导体芯片20、半导体芯片30、凸块组33、
34、引线端子组50、以及接合线组60封固。
[0060]像以上详述的那样在第二实施方式中，将半导体芯片20以及半导体芯片30进行倒装片安装，进而，在半导体芯片30的底面经由粘接剂40而设有散热器11。由此，能够提高半导体装置I的散热效率。其结果，能够抑制因热引起的半导体装置I的破坏或劣化。
[0061]此外，通过采用倒装片安装，能够使接合线60的根数变得比第一实施方式少。由此，与第一实施方式相比能够降低寄生电感，因此能够实现可高频动作的半导体装置I。
[0062]进而，与第一实施方式同样地，过热检测电路21配置在半导体芯片30之下。由此，过热检测电路21能够精度更良好地检测半导体芯片30的温度，能够实现能够精度更良好地进行半导体芯片20的过热检测的半导体装置I。
[0063]本申请说明书中，所谓“层叠”，除了包括相互接触重叠的情况以外，还包括在中间插入其他的层后重叠的情况。此外，所谓“在?上设置”，除了包括直接接触设置的情况以夕卜，还包括在中间插入其他的层后设置的情况。
[0064]本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内，能够将构成要素变形而具体化。进而，上述实施方式中包含有各种阶段的发明，通过I个实施方式所公开的多个构成要素的适当组合、或不同的实施方式所公开的构成要素的适当组合能够构成各种发明。例如，即使从实施方式所公开的全部构成要素中删除几个构成要素，在能够解决发明要解决的课题且得到发明的效果的情况下，也可以将删除了这些构成要素后的实施方式提取作为发明。
【主权项】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备: 支撑部件； 第一半导体芯片，设置在上述支撑部件上，具备过热检测电路； 第二半导体芯片，设置在上述第一半导体芯片上，具备功率半导体元件；以及 封固部件，将上述支撑部件、上述第一半导体芯片以及上述第二半导体芯片封固， 上述过热检测电路配置在上述第二半导体芯片之下。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 上述第二半导体芯片的、与形成有焊盘的面相反的面配置为，与上述第一半导体芯片的形成有焊盘的面相面对。3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于， 还具备将上述第一半导体芯片和上述第二半导体芯片粘接的粘接剂， 上述粘接剂包含金属。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 上述第一半导体芯片以及上述第二半导体芯片经由多个凸块进行倒装片安装。5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于， 还具备设置在上述第二半导体芯片上的散热部件。6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于， 还具备将上述第二半导体芯片和上述散热部件粘接的粘接剂， 上述粘接剂包含金属。7.如权利要求1?6中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 上述过热检测电路配置在上述第一半导体芯片中的、与上述第二半导体芯片相面对的面。
【专利摘要】本发明提供能够精度更良好地进行过热检测的半导体装置。根据一实施方式，半导体装置包括：支撑部件、设置在支撑部件上且具备过热检测电路的半导体芯片、设置在半导体芯片上且具备功率半导体元件的半导体芯片、和将支撑部件、半导体芯片以及半导体芯片封固的封固部件。过热检测电路配置在半导体芯片之下。
【IPC分类】H01L23/58
【公开号】CN105702665
【申请号】CN201510329019
【发明人】佐藤信幸
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年6月15日
【公告号】US20160172335