信号传送绝缘设备以及功率半导体模块的制作方法

本发明涉及信号传送绝缘设备以及具备该信号传送绝缘设备的功率半导体模块。

背景技术：

就以往的具有薄膜变压器构造的信号传送绝缘设备而言，已知如下的设备：在设置于半导体基板的凹部的底部形成下侧线圈，用液态的聚酰亚胺树脂填充凹部并使其固化，从而形成第1绝缘膜，并在其上形成上侧线圈，调整第1绝缘膜的厚度，从而确保下侧线圈与上侧线圈之间的绝缘耐压(参照例如专利文献1)。

在这样的具有薄膜变压器构造的信号传送绝缘设备中，在对上侧线圈以及下侧线圈施加了电压的情况下，在上侧线圈以及下侧线圈各自的角部处发生电场集中。另外，在具有变压器构造的信号传送绝缘设备中有多个角部，当所施加的电压变大时，从上侧线圈或者下侧线圈的任意角部起产生绝缘破坏。另一方面，如专利文献2记载的信号传送绝缘设备那样，在下侧线圈的与上侧线圈对置的面上设置介电常数比第1绝缘膜高的第2绝缘膜、并在其上依次形成有第1绝缘膜以及上侧线圈的信号传送绝缘设备中，由于介电常数比第1绝缘膜高的第2绝缘膜与下侧线圈相接地形成于下侧线圈与上侧线圈之间的下侧线圈侧，所以第2绝缘膜内的电场变小，能够缓和与第2绝缘膜相接的下侧线圈的角部处的电场集中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-165343号公报

专利文献2：日本特开2010-80774号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，即使是具有第2绝缘膜的上述信号传送绝缘设备，在对薄膜变压器构造的上下线圈施加了电压的情况下，下侧线圈的角部处的电场集中虽然被缓和，但由于只是第2绝缘膜被配置于下侧线圈的与上侧线圈对置的面上，所以不能充分得到缓和电场集中的效果。另外，在上侧线圈的角部处，依然发生电场集中。但是，绝缘破坏通常以电场集中的绝缘最弱的部位为起点而开始。因此，当所施加的电压变大时，从电场集中的绝缘的弱点部位即上侧线圈的角部起产生绝缘破坏，难以使绝缘耐压提高。因此，为了确保预定的耐压，必须考虑上侧线圈的角部处的电场集中而使绝缘膜的厚度变厚到所需厚度以上。但是，如果使绝缘膜的厚度在所需厚度以上变得过厚，则结果是，上侧线圈与下侧线圈之间的距离变长，会产生信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性降低这样的问题。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制信号的传送特性的降低并且使耐压提高的信号传送绝缘设备。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的信号传送绝缘设备具备：

第1线圈；

第2线圈，与所述第1线圈对置，与所述第1线圈一起构成变压器；

第1绝缘膜，设置于对置的所述第1线圈和所述第2线圈之间，由第1电介质构成；

第2绝缘膜，包括第1膜和第2膜，该第2绝缘膜由电阻率比所述第1电介质低的第2电介质构成，所述第1膜设置于与第二主面相接的面与所述第1绝缘膜之间，且填充并覆盖所述第1线圈，所述第二主面是所述第1线圈的与和所述第2线圈对置的第一主面相反的一侧的面，所述第2膜在与所述第二主面相接的面与所述第1膜邻接地设置；以及

第3绝缘膜，包括第3膜和第4膜，该第3绝缘膜由电阻率比所述第1电介质低的第3电介质构成，所述第3膜设置于与第三主面相接的面与所述第1绝缘膜之间，所述第三主面是所述第2线圈的与所述第1线圈对置的面，所述第4膜在该第3膜在与所述第三主面相接的面与所述第3膜邻接，且填充并覆盖所述第2线圈。

发明效果

根据本发明的信号传送绝缘设备，下侧线圈即第1线圈形成为被第2绝缘膜包围，所述第2绝缘膜的上下表面被平坦地形成，上侧线圈即第2线圈形成为被第3绝缘膜包围，所述第3绝缘膜的上下表面被平坦地形成，并且第2绝缘膜以及第3绝缘膜的电阻率低于第1绝缘膜的电阻率，或者第2绝缘膜以及第3绝缘膜的介电常数高于第1绝缘膜的介电常数，所以第2绝缘膜以及第3绝缘膜内的电场变小。因此，能够缓和被第2绝缘膜包围的下侧线圈的角部以及被第3绝缘膜包围的上侧线圈的角部处的电场集中。因此，无需增加第1绝缘膜的厚度而能够使绝缘耐压提高，所以能够使绝缘耐压提高，并且抑制信号的传送特性的降低。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的结构的俯视图。

图2是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的结构的剖面图。

图3是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的制造流程的剖面图。

图4是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的动作波形的波形图。

图5是示出使用了具备本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的功率半导体模块的马达驱动装置的框图。

图6是示出本发明的实施方式2的信号传送绝缘设备的构造的剖面图。

图7是示出本发明的实施方式2的信号传送绝缘设备的制造流程的剖面图。

图8是示出本发明的实施方式3的信号传送绝缘设备的构造的剖面图。

图9是示出本发明的实施方式4的信号传送绝缘设备的构造的剖面图。

(符号说明)

1a、1b、1c、1d：信号传送绝缘设备；2：半导体基板；3：第1绝缘膜；4：第1线圈；5：第2线圈；6a、6b、6c：第2绝缘膜；7a、7b：第3绝缘膜；8a、8b：金属膜；9：薄膜变压器构造；10：控制部；11：驱动电路；12：控制信号；13：驱动信号；14：传感器信号；15：下侧绝缘膜；16：上侧绝缘膜；17：绝缘膜；21：功率半导体装置；22：传感器；30：马达；50：功率半导体模块；100：马达驱动装置。

具体实施方式

实施方式1.

首先，对本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备的结构进行说明。图1是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的结构的俯视图。图2是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的结构的剖面图。此外，图2相当于图1中的A-A剖面图。

在图1中，信号传送绝缘设备1a具备将布线卷绕多圈而成的线圈形状的第1线圈4和第2线圈5，第1线圈4和第2线圈5相互对置而构成变压器。此外，在图1中，关于第1线圈4的与第2线圈5重叠的部分，省略图示。

在图2中，信号传送绝缘设备1a为在由Si等构成的半导体基板2上形成有所谓薄膜变压器构造9的构造。薄膜变压器构造9包括下侧绝缘膜15、第2绝缘膜6a、第1线圈4、第2绝缘膜6b、第1绝缘膜3、第3绝缘膜7a、第2线圈5、第3绝缘膜7b以及上侧绝缘膜16。在半导体基板2上形成有下侧绝缘膜15，在下侧绝缘膜15上，以被第2绝缘膜6a、6b包围的方式形成有作为下侧线圈的第1线圈4。进而，在第2绝缘膜6b上，隔着第1绝缘膜3，以被第3绝缘膜7a和7b包围的方式形成有作为上侧线圈的第2线圈5，在第3绝缘膜7b上形成有上侧绝缘膜16。

第1绝缘膜3、下侧绝缘膜15以及上侧绝缘膜16是由SiO₂(氧化硅)膜构成的绝缘膜，第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b是由电阻率比SiO₂低的SiN(氮化硅)膜构成的绝缘膜。另外，第1线圈4和第2线圈5被形成为相互对置，与第1线圈4形成为被第2绝缘膜6a和6b包围同样地，第2线圈5也形成为被第3绝缘膜7a和7b包围。在此，通过用构成第2绝缘膜的第1膜6b(以下简称为第2绝缘膜6b)来填充第1线圈4的相邻圈的线圈部分各自之间，将构成第2绝缘膜的第2膜6a(以下简称为第2绝缘膜6a)的下表面和第2绝缘膜6b的上表面平坦地形成，从而能够提高缓和第1线圈4的角部处的电场集中的效果，通过用构成第3绝缘膜的第4膜7b(以下简称为第3绝缘膜7b)填充第2线圈5的相邻圈的线圈部分各自之间，将构成第3绝缘膜7a的第3膜(以下简称为第3绝缘膜7a)的下表面和第3绝缘膜7b的上表面平坦地形成，从而能够提高缓和第2线圈5的角部处的电场集中的效果。

另外，通过设为上述那样的结构，能够分散由于第2绝缘膜6a和下侧绝缘膜15、第2绝缘膜6b和第1绝缘膜3、第3绝缘膜7a和第1绝缘膜3、第3绝缘膜7b和上侧绝缘膜16的膜应力或者热膨胀率的差异而产生的对各个膜的机械性应力(例如拉伸应力、压缩应力等。下同)，所以能够抑制裂纹等的产生而使绝缘可靠性提高。

此外，以上所述的平坦地形成是指，在例如以第2绝缘膜6b的情况进行说明时，第2绝缘膜6b的上表面不论是否在第1线圈4的正上部分，都不形成凹凸面，而是在整个面形成与第2绝缘膜6a的下表面相互大致平行的平面(下同)。关于第3绝缘膜7b上表面和第3绝缘膜7a下表面的关系，也与第2绝缘膜6b上表面和第2绝缘膜6a下表面的关系相同(下同)。

此外，在本实施方式中，设为使用SiO₂作为第1绝缘膜3、下侧绝缘膜15以及上侧绝缘膜16，但不限于此，也可以设为使用聚酰亚胺或者聚对二甲苯等其它材料作为第1绝缘膜3、下侧绝缘膜15以及上侧绝缘膜16，既可以是相同材料也可以是不同材料。另外，设为使用SiN作为第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b，但使用电阻率比作为第1绝缘膜3使用的电介质低的其它绝缘材料作为第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b即可，第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b既可以是相同材料也可以是不同材料。

接下来，对本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的制造方法进行说明。图3是示出本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的制造流程的剖面图。

在图3(a)中，在由Si等构成的半导体基板2上，通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法，形成由SiO₂构成的成为下侧绝缘膜15的绝缘膜17，在其上由SiN形成第2绝缘膜6a。然后，在该第2绝缘膜6a上，通过溅射蒸镀法，形成铝等的金属膜8a。

在图3(b)中，对金属膜8a进行蚀刻来形成第1线圈4。然后，使用CVD法，在第1线圈4的相邻圈的线圈部分各自之间和第1线圈4的与第2线圈5对置的面上，首先形成由SiN构成的绝缘膜6c以包围第1线圈4。

在图3(c)中，通过CMP(Chemichal Mechanical Polish：化学机械抛光)法，对先前形成的第2绝缘膜6c的上表面(参照图3(b))进行抛光并使其平坦来形成第2绝缘膜6b，在其上形成上表面平坦的第1绝缘膜3。

通过以上，在第1绝缘膜3上形成平坦的第3绝缘膜7a的准备完成，所以之后，在第1绝缘膜3上形成由SiN构成的第3绝缘膜7a，在第3绝缘膜7a上通过溅射蒸镀法形成金属膜8b。

在图3(d)中，对金属膜8b进行蚀刻来形成第2线圈5。然后，形成第3绝缘膜7b以覆盖第2线圈5的相邻圈的线圈部分之间和第2线圈5的上表面。具体而言，通过CMP法，对形成的第3绝缘膜7b的上表面进行抛光，形成上表面平坦的第3绝缘膜7b，之后，在其上形成上侧绝缘膜16。通过以上工序，能够得到图2所示的信号传送绝缘设备1a。

在本发明的实施方式1中，通过设为以上那样的结构，当在第1线圈4和第2线圈5之间产生了电位差的情况下，在具有薄膜变压器构造9的信号传送绝缘设备1a中，虽然在第1线圈4和第2线圈5的多个角部处发生电场集中，但以包围第1线圈4和第2线圈5的角部的方式形成有电阻率比第1绝缘膜3低的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b，电阻率比第1绝缘膜3低的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b的内部的电场被缓和。因此，由于产生电场集中的第1线圈4以及第2线圈5各自的角部被电场被缓和的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b包围，所以该角部处的电场集中被缓和。其结果是，第1线圈4以及第2线圈5侧双方的电场集中都被缓和，所以无需增大绝缘膜的厚度、即无需加长第1线圈4与第2线圈5的距离而能够使绝缘耐压提高。因此，能够使绝缘耐压提高，并且抑制信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性降低。

在图1中，在实施方式1的信号传送绝缘设备1a中，使用电阻率比作为第1绝缘膜3使用的电介质低的电介质作为第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b，但第1绝缘膜3、第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b的组合不限于SiO₂膜和SiN膜，而是能够从SiO₂、SiN、聚酰亚胺、聚对二甲苯等电介质中适当地选择，以使得作为第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b使用的电介质成为电阻率比作为第1绝缘膜3使用的电介质更低的组合。

另外，当如本实施方式那样地对第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b使用电阻率相对低的绝缘材料时，有可能会在构成薄膜变压器构造9的第1线圈4的相邻线圈之间、或者第2线圈5的相邻线圈之间经由第2绝缘膜6a、6b或者第3绝缘膜7a、7b而电短路，从而丧失作为变压器的功能。因此，第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b的电阻率设为在第1线圈4的相邻线圈之间或者第2线圈5的相邻线圈之间不会电短路的电阻率以上。

图4示出实施方式1的信号传送绝缘设备1a的动作波形。在图4中，图4(a)示出输入矩形波电信号，图4(b)示出输出脉冲电信号。另外，纵轴示出各信号的电压，横轴示出时间。例如，如图4(a)所示，对第1线圈4或者第2线圈5中的某一方输入矩形波电信号Vin，与所输入的矩形波电信号Vin的上升沿和下降沿对应地，在另一方的线圈输出频率F的脉冲电信号Vout。在上述情况下，当将图4(b)所示的周期设为T[sec(秒)]、即频率F＝1/T[Hz]时，在输出脉冲电信号Vout的期间，为了使得第1线圈4或者第2线圈5的相邻线圈之间不电短路，相邻线圈之间的时间常数τ[sec]需要满足式(1)。

τ>1/F (1)

使用电阻率ρ[Ωm]和相对介电常数ε_r、真空介电常数ε₀[F/m]，通过式(2)求出时间常数τ。

τ＝ρ×ε_r×ε₀ (2)

根据式(1)和式(2)，以满足公式(3)的方式选择第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b的电阻率ρ即可。

ρ>1/(F×ε_r×ε₀) (3)

另外，在第1绝缘膜3的下表面侧和上表面侧，由于在各自的整个面设置有第2绝缘膜6b和第3绝缘膜7a，所以能够有效地抑制第1绝缘膜3的翘曲等变形。

进而，优选为各绝缘膜被形成为在第1绝缘膜3产生压缩应力，在第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a产生拉伸应力，即在第1绝缘膜3产生的应力和在第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a产生的应力相互抵消。由此，由于在各绝缘膜彼此产生的应力相互抵消，所以能够降低半导体基板2或者各绝缘膜的翘曲变形。此外，由于在各绝缘膜产生的应力由形成绝缘膜时的温度或者气体的流量、进而绝缘膜的膜厚这样的复合性条件来决定，所以在层叠膜时，在测量应力的同时调整这些条件来制造即可。另外，也可以形成为在第1绝缘膜3产生拉伸应力，在第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a产生压缩应力。

此外，在本实施方式中，通过溅射蒸镀法来分别形成金属膜8a以及金属膜8b，但不限于此，也可以使用热蒸镀法或者电子束蒸镀法等来形成。另外，半导体基板2不限定于Si而也可以是SiC等其它半导体基板，金属膜8a以及金属膜8b都不限定于铝而能够使用Cu等其它材料。

另外，本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a能够用于以IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)为首的功率半导体模块。以下，对将具备本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的功率半导体模块用于马达驱动装置的情况进行说明。图5是示出使用了具备本发明的实施方式1的信号传送绝缘设备1a的功率半导体模块50的马达驱动装置100的框图。

在图5中，马达驱动装置100包括功率半导体模块50以及马达30，能够通过利用功率半导体模块50适当地变换从未图示的驱动用电源输出的电力来驱动马达30。

功率半导体模块50包括控制部10(也称为“控制电路”)、信号传送绝缘设备1a、驱动电路11、功率半导体装置21以及传感器22。驱动电路11根据从控制部10经由信号传送绝缘设备1a输入的控制信号12而动作，对功率半导体装置21输出驱动信号13。功率半导体装置21是IGBT或者MOSFET等半导体装置，根据驱动信号13进行开关动作。另一方面，传感器22测量功率半导体装置21的芯片温度或者流通的电流，将传感器信号14输出到驱动电路11以及控制部10。控制部10根据从传感器22经由信号传送绝缘设备1a输入的传感器信号14等，对驱动电路11输出控制信号12，控制功率半导体装置21。然后，通过控制部10控制功率半导体装置21的动作，能够作为逆变器电路进行预定的电力变换，驱动马达30。此外，经由设置于功率半导体模块50的信号传送绝缘设备1a，进行控制部10与驱动电路11或者传感器22的信号的输入输出。

另外，在传感器22测量到对功率半导体装置21的过电流时、或者测量到功率半导体装置21的芯片温度上升到预定值以上时，驱动电路11停止输出对功率半导体装置21的驱动信号13，保护功率半导体装置21。通过设为这样的结构，能够利用设置于功率半导体模块50的驱动电路11以及传感器22来保护功率半导体装置21，所以功率半导体模块50变得具有保护功能，功能被提高。

在此，在控制部10侧，在马达驱动装置100中也流过相对低的电压的信号，所以控制部10在马达驱动装置100中也为低电位。另一方面，在驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路中，在马达驱动装置100中也流过相对高的电压的信号，所以驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路在马达驱动装置100中也为高电位。其结果是，在控制部10与驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路之间，产生几百到几千伏的电位差，当由于该电位差而从驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路侧向控制部10侧流过电流时，控制部10的元件有时会被破坏。

因此，如图5所示，经由信号传送绝缘设备1a进行控制部10与驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的信号的传送，从而能够在控制部10与驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路之间保持绝缘，并且进行传感器信号14或者控制信号12的传送。

如上所述，信号传送绝缘设备1a能够使绝缘耐压提高并且抑制信号的传送特性的降低，所以在设定了预定的绝缘耐压的情况下，信号传送绝缘设备1a相比于其它信号传送绝缘设备，信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性变高。因此，通过将实施方式1的信号传送绝缘设备1a应用于功率半导体模块50，能够维持控制部10与驱动电路11或者功率半导体装置21等逆变器电路的主电路之间的绝缘性，并且使控制信号12或者传感器信号14的传送特性提高。另外，由于传送特性的提高而控制延迟等被降低，所以能够使功率半导体装置21更高速地动作。其结果是，功率半导体模块50成为不会损失针对绝缘破坏的安全性、并且能够实现高速的响应等的功率半导体模块。即，成为高品质且安全性高的功率半导体模块。

此外，在本实施方式中，通过在功率半导体模块50内设置传感器22来设为具有保护功能的功率半导体模块50，但不限于此，也可以是未设置传感器而没有保护功能的功率半导体模块。在这样的情况下，功率半导体模块通过具备信号传送绝缘设备1a也能够进行驱动电路与控制部的绝缘，并且使控制信号12等的传送特性提高，能够进行高速动作等。

实施方式2.

本发明的结构不限定于实施方式1的信号传送绝缘设备1a的结构，而还能够设为其它结构。特别是，在半导体基板2为导电性、并且第1线圈4和半导体基板2被接地的情况下，抑制在第1线圈4的面向半导体基板2的角部处产生电场集中，所以能够省略设置于第1线圈4的下侧的第2绝缘膜6a的结构来削减制造时的工序数，能够降低生产成本。因此，对与实施方式1的信号传送绝缘设备1a不同的结构进行说明。此外，以下对与本发明的实施方式1不同的第2绝缘膜的部分进行说明，省略对于相同或者对应的其它部分的说明。

首先，对实施方式2的信号传送绝缘设备1b的结构进行说明。图6是示出本发明的实施方式2的信号传送绝缘设备1b的结构的剖面图。在图6中，附有与图2相同的符号的部分表示相同或者对应的结构，省略其说明。

在图6中，实施方式2的信号传送绝缘设备1b相比于实施方式1的信号传送绝缘设备1a，省略了第2绝缘膜6a的部分这点不同。第1线圈4配置于下侧绝缘膜15上，第2绝缘膜6b以包围第1线圈4的面向第2线圈5的角部的方式，设置于相邻圈的线圈部分各自之间和第1线圈4的与第2线圈5相向的面上。

在此，通过用第2绝缘膜6b填充第1线圈4的相邻圈的线圈部分各自之间，使第2绝缘膜6b的上表面平坦地形成，能够提高缓和第1线圈4的角部处的电场集中的效果，通过用第3绝缘膜7b填充第2线圈5的相邻圈的线圈部分各自之间，使第3绝缘膜7a的下表面和第3绝缘膜7b的上表面平坦地形成，能够提高缓和第2线圈5的角部处的电场集中的效果。

另外，通过如上所述平坦地形成，能够分散由于第2绝缘膜6b和第1绝缘膜3、第3绝缘膜7a和第1绝缘膜3、第3绝缘膜7b和上侧绝缘膜16的膜应力或者热膨胀率的差异而产生的对各个膜的机械性应力，所以能够抑制裂纹等的产生而使绝缘可靠性提高。

接下来，对本发明的实施方式2的信号传送绝缘设备1b的制造方法进行说明。图7是示出本发明的实施方式2的信号传送绝缘设备1b的制造流程的剖面图。

在图7(a)中，在由Si等构成的半导体基板2上，通过CVD法形成下侧绝缘膜15。然后，在下侧绝缘膜15上，通过溅射蒸镀法形成铝等的金属膜8a。

在图7(b)中，对金属膜8a进行蚀刻来形成第1线圈4。然后，以包围第1线圈4的面向第2线圈5的角部的方式，在第1线圈4的相邻圈的线圈部分各自之间和第1线圈4的与第2线圈5相向的面上，通过CVD法形成作为第2绝缘膜6b的绝缘膜6c。

在图7(c)中，通过CMP法对第2绝缘膜6c的上表面进行抛光而使其平坦来形成第2绝缘膜6b，在其上形成上表面平坦的第1绝缘膜3。进而，在第1绝缘膜3上形成第3绝缘膜7a。之后，在第3绝缘膜7a上，通过溅射蒸镀法形成金属膜8b。

在图7(d)中，对金属膜8b进行蚀刻来形成第2线圈5。然后，以包围第2线圈5的方式，在第2线圈5的相邻圈的线圈部分之间和第2线圈5的上表面形成第3绝缘膜，用CMP法进行抛光来形成上表面平坦的第3绝缘膜7b，在其上形成上侧绝缘膜16。

在实施方式2中，通过设为以上那样的结构，当在第1线圈4和第2线圈5之间产生了电位差的情况下，在具有薄膜变压器构造9的信号传送绝缘设备1b中在第1线圈4和第2线圈5的多个角部处产生电场集中，但以包围第1线圈4和第2线圈5的角部的方式形成有电阻率比第1绝缘膜3低的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b，电阻率比第1绝缘膜3低的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b的内部的电场被缓和。另外，在半导体基板2为导电性、并且第1线圈4和半导体基板2被接地的情况下，第1线圈4的面向半导体基板2的角部处的电场也被缓和。因此，产生电场集中的第1线圈4以及第2线圈5各自的角部被电场被缓和的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b包围，所以该角部处的电场集中被缓和。其结果是，第1线圈4以及第2线圈5侧双方的电场集中都被缓和，所以无需增大绝缘膜的厚度、即无需加长第1线圈4与第2线圈5的距离，而能够使绝缘耐压提高，所以能够使绝缘耐压提高，并且抑制信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性的降低。

另外，相比于实施方式1的信号传送绝缘设备1a，不再需要制造第2绝缘膜6a的部分，所以能够削减制造时的工序数，能够降低生产成本。

进而，与实施方式1同样地，通过将实施方式2的信号传送绝缘设备1b应用于功率半导体模块，从而能够提供高品质且安全性高的功率半导体模块。

此外，在本发明的实施方式2中，对与本发明的实施方式1不同的部分进行了说明，省略了对于相同或者对应的部分的说明。

实施方式3.

对实施方式3的信号传送绝缘设备1c的结构进行说明。图8是示出本发明的实施方式3的信号传送绝缘设备1c的结构的剖面图。在图8中，附有与图2相同的符号的部分表示相同或者对应的结构。另外，本实施方式相比于实施方式1，在第2绝缘膜6a、6b、第3绝缘膜7a、7b的结构上不同，所以以下仅对该不同点进行说明，对于其它结构则省略说明。

在图8中，在实施方式3的信号传送绝缘设备1c中，使用介电常数比作为第1绝缘膜3使用的电介质高的电介质作为第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b。例如，在使用SiO₂膜作为第1绝缘膜3的情况下，能够使用SiN膜作为第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b。此外，关于第1绝缘膜3、第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b的组合，不限定于SiO₂膜和SiN膜，能够从SiO₂、SiN、聚酰亚胺、聚对二甲苯等电介质中适当地选择，以使得成为作为第2绝缘膜6a、6b和第3绝缘膜7a、7b使用的电介质的介电常数比作为第1绝缘膜3使用的电介质更高的组合。

此外，关于本发明的实施方式3的信号传送绝缘设备1c的制造方法，与实施方式1的信号传送绝缘设备1a的制造方法相同。

在实施方式3中，通过设为以上那样的结构，当在第1线圈4和第2线圈5之间产生了电位差的情况下，在具有薄膜变压器构造9的信号传送绝缘设备1c中在第1线圈4和第2线圈5的多个角部处产生电场集中，但以包围第1线圈4和第2线圈5的角部的方式形成有介电常数比第1绝缘膜3高的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b，介电常数比第1绝缘膜3高的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b的内部的电场被缓和。因此，产生电场集中的第1线圈4以及第2线圈5各自的角部被电场被缓和的第2绝缘膜6a、6b以及第3绝缘膜7a、7b包围，所以该角部处的电场集中被缓和。其结果是，第1线圈4以及第2线圈5侧双方的电场集中都被缓和，所以无需增大绝缘膜的厚度、即无需加长第1线圈4与第2线圈5的距离，而能够使绝缘耐压提高，所以能够使绝缘耐压提高，并且抑制信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性的降低。

进而，与实施方式1至2同样地，通过将实施方式3的信号传送绝缘设备1c应用于功率半导体模块，能够提供高品质且安全性高的功率半导体模块。

实施方式4.

对实施方式4的信号传送绝缘设备1d的结构进行说明。图9是示出本发明的实施方式4的信号传送绝缘设备1d的结构的剖面图。在图9中，附有与图6相同的符号的部分表示相同或者对应的结构。另外，本实施方式相比于实施方式2，在第2绝缘膜6b、第3绝缘膜7a、7b的结构上不同，所以以下仅对该不同点进行说明，对于其它结构则省略说明。

在图9中，在实施方式4的信号传送绝缘设备1d中，作为第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b使用介电常数比作为第1绝缘膜3使用的电介质高的电介质。例如，在使用SiO₂膜作为第1绝缘膜3的情况下，能够使用SiN膜作为第2绝缘膜6b和第3绝缘膜7a、7b。此外，关于第1绝缘膜3、第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b的组合，不限定于SiO₂膜和SiN膜，能够从SiO₂、SiN、聚酰亚胺、聚对二甲苯等电介质中适当地选择，以使得成为作为第2绝缘膜6b和第3绝缘膜7a、7b使用的电介质的介电常数比作为第1绝缘膜3使用的电介质更高的组合。

关于本发明的实施方式4的信号传送绝缘设备1d的制造方法，与实施方式2的信号传送绝缘设备1b的制造方法相同。

在实施方式4中，通过设为以上那样的结构，当在第1线圈4和第2线圈5之间产生了电位差的情况下，在具有薄膜变压器构造9的信号传送绝缘设备1d中在第1线圈4和第2线圈5的多个角部处产生电场集中，但以包围第1线圈4和第2线圈5的角部的方式形成有介电常数比第1绝缘膜3高的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b，介电常数比第1绝缘膜3高的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b的内部的电场被缓和。另外，在半导体基板2为导电性、并且第1线圈4和半导体基板2被接地的情况下，第1线圈4的面向半导体基板2的角部处的电场也被缓和。因此，产生电场集中的第1线圈4以及第2线圈5各自的角部被电场被缓和的第2绝缘膜6b以及第3绝缘膜7a、7b包围，所以该角部处的电场集中被缓和。其结果是，第1线圈4以及第2线圈5侧双方的电场集中都被缓和，所以无需增大绝缘膜的厚度、即无需加长第1线圈4与第2线圈5的距离，而能够使绝缘耐压提高，所以能够使绝缘耐压提高，并且抑制信号的传送速度或者传送强度这样的传送特性的降低。

另外，相比于实施方式1或3的信号传送绝缘设备1a、1c，不再需要制造第2绝缘膜6a，所以能够削减制造时的工序数，能够降低生产成本。

进而，与实施方式1至3同样地，通过将实施方式4的信号传送绝缘设备1d应用于功率半导体模块，能够提供高品质且安全性高的功率半导体模块。

此外，本发明能够在发明的范围内，自由地组合各实施方式，或者将各实施方式适当地变形、省略。