半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体装置。
【背景技术】
[0002] 已知一种使用二极管的正向电压的温度相关性（temperaturedependency)来 监测绝缘栅双极晶体管（IGBT)的温度的半导体装置（例如，见日本专利申请公开第 2013-183595号）。在该半导体装置中，与回流二极管反并联连接的IGBT的温度由于检测 被安装在与IGBT所在的同一芯片上的温度检测二极管的正向电压而被监测到。
【发明内容】
[0003] 根据本发明的一个方案，半导体装置包括：开关元件；第一回流二极管，其与所述 开关元件反并联连接；电流路径，其与所述第一回流二极管并联连接；第二回流二极管，其 串联地插入到所述电流路径中；以及温度检测部，其被配置为基于所述第一回流二极管的 正向电压与所述第二回流二极管的正向电压之间的差分电压来检测温度。所述第一回流二 极管的电流密度与所述第二回流二极管的电流密度互不相同。
[0004] 当结合附图阅读时，本发明的其他目的、特征及优点将通过下文的详细描述而变 得更加显而易见。
【附图说明】
[0005] 图1示出了半导体装置的一个示例的构造；
[0006] 图2示出了二极管的正向电压的温度相关性的一个示例；
[0007] 图3示出了具有不同电流密度的二极管之间的正向电压差的温度相关性的一个 示例；
[0008] 图4示出了半导体装置的另一个示例的构造；
[0009] 图5示出了包括多个半导体装置的电力变换装置的一个示例的构造；
[0010] 图6示出了半导体装置的又一个示例的构造；以及
[0011] 图7示出了包括多个半导体装置的电力变换装置的另一个示例的构造。
【具体实施方式】
[0012] 在上文描述的相关技术中，与诸如IGBT的开关元件反并联连接的回流二极管是 一种发热源。因此，在检测与回流二极管分离的温度检测二极管的正向电压的相关技术中， 由于将来自回流二极管的热传输至温度检测二极管需要时间，因此温度检测精度可能降 低。
[0013] 进一步，由于二极管的电流密度较大，所以二极管的正向电压的温度相关性降低 更多。因此，当通过与开关元件反并联连接的回流二极管的正向电压的检测来检测温度时， 温度检测精度可能取决于回流二极管的电流密度而降低。
[0014] 本实施例的目的在于将半导体装置设置在使其能够以高精度检测温度的位置。
[0015] 下文中，将使用附图描述本发明的实施例。
[0016] 图1示出了作为半导体装置的一个示例的驱动装置的配置。该驱动装置包括晶体 管S1、第一二极管D1、路径31、第二二极管D2以及温度检测电路50。
[0017] 晶体管S1是开关元件的一个示例。第一二极管D1是与晶体管S1反并联连接的第 一回流二极管的一个示例。路径31是与第一二极管D1并联连接的电流路径的一个示例。 第二二极管D2是串联地插入到路径31中的第二回流二极管的一个示例。温度检测电路50 是被配置为基于第一二极管D1的正向电压VF1与第二二极管D2的正向电压VF2之间的差 分电压AVF来检测温度的温度检测部的一个示例。
[0018] 图2示出了二极管的正向电压VF的温度相关性的一个示例。当电流流经二极管 时，在二极管的阳极和阴极之间产生正向电压VF。二极管的正向电压VF具有随温度的升高 而下降的负的温度特性。而且，正向电压VF的温度相关性诸如随电流密度变大而降低。换 句话说，如图2所示，与较小的电流密度相比，即使在温度升高时，在较大的电流密度下的 正向电压VF也不容易下降。
[0019] 因此，如图2所示，具有较大电流密度的二极管的正向电压和具有较小电流密度 的二极管的正向电压之间的差分电压随温度的升高而逐渐增加。换句话说，具有较大电流 密度的二极管的正向电压和具有较小电流密度的二极管的正向电压之间的差分电压AVF 具有正的温度特性，其中如图3所示，随温度升高，差分电压AVF成比例地增加。
[0020] 因此，在图1的驱动装置中，将第二二极管D2的电流密度设定为小于第一二极管 D1的电流密度。即使在温度相对高的情况下，温度检测电路50也能够基于第一二极管D1 的正向电压VF1和第二二极管D2的正向电压VF2之间的差分电压AVF而以高精度检测温 度。
[0021] 进一步，第一二极管D1和第二二极管D2都是在晶体管S1的关断周期期间回流电 流（正向电流）流动的回流二极管。因此，第一二极管D1和第二二极管D2是发热源本身， 它们由于正向电压和正向电流而产生了大量热损耗。因此，通过使用发热源自身的正向电 压（换句话说，第一二极管D1的正向电压VF1和第二二极管D2的正向电压VF2)来检测温 度，能够避免温度检测精度的降低，否则温度检测精度会由于热传输延迟而降低。因此，能 够提高温度检测精度。
[0022] 进一步，第一二极管D1和第二二极管D2都具有使回流电流流动的功能及检测温 度的功能。因此，与设置与回流二极管分离的专门用于检测温度的二极管的情况相比，能够 使驱动装置1小型化并减少驱动装置1的成本。
[0023] 进一步，作为将第一二极管D1和第二二极管D2安装在芯片20,芯片20上安装有 晶体管S1上的结果，因此能够高精度地检测到安装在与第一二极管D1和第二二极管D2所 在的同一芯片上的晶体管S1的温度。
[0024] 接下来，将更详细地描述图1的配置。
[0025] 驱动装置1是例如通过以将晶体管S1导通或关断的方式来驱动晶体管S1，从而驱 动连接在第一导电部61和第二导电部62之间的电感性负载（例如，电感器、电动机等）的 半导体电路。
[0026] 例如，导电部61是导电地连接至诸如电源正极的较高电位电源部的电流路径，并 且能够经由另一个开关元件或负载间接地连接至该较高电位电源部。例如，导电部62是导 电地连接至诸如电源负极的较低电位电源部（例如，接地电位部）的电流路径，并且能够经 由另一个开关元件或负载间接地连接至该较低电位电源部。
[0027] 例如，电力变换装置，作为使用了多个驱动装置之一的装置，可以被引用，其以导 通或关断晶体管S1的方式来驱动晶体管S1，使得电力在输入和输出之间变换。可以引用作 为电力变换装置的具体示例的提升或降低直流电力的变换器、在直流电力和交流电力之间 变换电力的逆变器等等。
[0028] 晶体管S1是例如具有栅极端子G、集电极端子C和发射极端子E的IGBT。栅极端 子G是例如连接到栅极驱动电路40的控制端子。集电极端子C是例如连接到连接点"a"， 并且经由连接点"a"连接到导电部61的第一主端子。发射极端子E是例如连接到连接点 "d"，并且经由连接点"d"连接到导电部62的第二主端子。
[0029] 例如，第一二极管D1是具有与发射极端子E连接的阳极和与集电极端子C连接的 阴极的整流元件。第一二极管D1的阳极是连接至与发射极端子E相连接的连接点"d"，并 且经由连接点"d"与导电部62连接的p型电极。第一二极管D1的阴极是连接至与集电极 端子C相连接的连接点"a"，并且经由连接点"a"与导电部61连接的n型电极。
[0030] 路径31是例如具有连接至连接点"d"的一端和连接至连接点"a"另一端的电流 路径，其中该一端经由连接点"d"与导电部62连接，该另一端经由连接点"a"与导电部61 连接。
[0031] 第二二极管D2是例如具有经由连接点"b"与温度检测电路50的电压检测部连接 的阳极，和经由连接点"a"与集电极端子C连接的阴极的整流元件。
[0032] 驱动装置1包括例如串联地插入到路径31的电阻器R1。