本公開涉及組裝有mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)的功率模塊以及具有該功率模塊的3相逆變器系統(tǒng)。并且，本公開涉及功率模塊的檢查方法。

背景技術(shù)：

組裝有功率mosfet、與該功率mosfet反向并聯(lián)連接的續(xù)流二極管的功率模塊得到了實用化。在這種功率模塊中，作為續(xù)流二極管，大多采用具有高速通斷動作和低正向壓降這些特征的肖特基勢壘二極管(例如，參照國際公開2010/004802號)。

作為mosfet(還稱作mos晶體管)的故障模式之一，存在體二極管的通電劣化。該故障是在正向電流持續(xù)流過體二極管這種pn結(jié)二極管的情況下，因由于電子-空穴對的結(jié)合能而使得外延層的堆垛層錯生長所產(chǎn)生的。特別是，由于在將sic(碳化硅)以及gan(氮化鎵)等寬帶隙半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體材料而使用的情況下容易產(chǎn)生堆垛層錯，因此該故障模式容易成為問題。

在作為續(xù)流二極管而使用了正向壓降低的肖特基勢壘二極管的情況下，續(xù)流電流幾乎都流過肖特基勢壘二極管，因此能夠減少流過mosfet的體二極管的電流。然而，在mosfet的通斷時，由于分別在mosfet的集電極端子以及發(fā)射極端子、和續(xù)流二極管的陰極端子以及陽極端子處寄生的電感成分所產(chǎn)生的反電動勢，在mosfet的體二極管流過瞬態(tài)的電流。因此，有時體二極管的通電劣化依然成為問題。

通常，對于組裝有mosfet的功率模塊，通過進行使正向電流以規(guī)定時間流過體二極管的通電試驗，從而篩選出低品質(zhì)的芯片(其原因在于，低品質(zhì)的芯片的特性的劣化會得到促進)。但是，在作為續(xù)流二極管而使用了肖特基勢壘二極管的情況下，上述篩選變得困難。其原因在于，電流幾乎都流過續(xù)流二極管，因此需要使通電時間非常長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開就是考慮到上述問題而提出的，其主要目的在于提供一種功率模塊，該功率模塊即使在作為續(xù)流二極管而使用了肖特基勢壘二極管的情況下，也能夠高效地進行向mosfet的體二極管的通電試驗。

本公開的第一方案所涉及的功率模塊具有：框體；第一端子、第二端子、第三端子以及第四端子，它們固定于該框體，能夠與外部連接；第一mos(metaloxidesemiconductor)晶體管；第二mos晶體管；第一肖特基勢壘二極管；以及第二肖特基勢壘二極管。第一mos晶體管收容于框體，連接于第一及第二端子之間，從第二端子向第一端子的方向是其正向。第二mos晶體管收容于框體，連接于第二及第三端子之間，從第三端子向第二端子的方向是其正向。第一肖特基勢壘二極管收容于框體，陽極與第一端子連接，陰極與第四端子連接。第二肖特基勢壘二極管收容于框體，陰極與第三端子連接，陽極與第四端子連接。這里，在第二端子，除了第一及第二mos晶體管各自的體二極管以外，不連接其他任何二極管。

本公開的第二方案所涉及的功率模塊具有：框體；第一端子、第二端子、第三端子、第四端子以及第五端子，它們固定于該框體，能夠與外部連接；第一mos晶體管；第二mos晶體管；第一肖特基勢壘二極管；以及第二肖特基勢壘二極管。第一mos晶體管收容于框體，連接于第一及第二端子之間，從第二端子向第一端子的方向是其正向。第二mos晶體管收容于框體，連接于第二及第三端子之間，從第三端子向第二端子的方向是其正向。第一肖特基勢壘二極管收容于框體，陰極與第二端子連接，陽極與第四端子連接。第四肖特基勢壘二極管收容于框體，陽極與第二端子連接，陰極與第五端子連接。

本公開的第三方案所涉及的功率模塊具有：框體；第一端子、第二端子以及第三端子，它們固定于該框體，能夠與外部連接；第一mos晶體管；第二mos晶體管；第一肖特基勢壘二極管；以及第二肖特基勢壘二極管。第一mos晶體管收容于框體，連接于第一及第二端子之間，從第二端子向第一端子的方向是其正向。第二mos晶體管收容于框體，連接于第二及第三端子之間，從第三端子向第二端子的方向是其正向。第一肖特基勢壘二極管收容于框體，與第一mos晶體管并聯(lián)，陽極與第一端子連接且陰極與第二端子連接。第二肖特基勢壘二極管收容于框體，與第二mos晶體管并聯(lián)，陽極與第二端子連接且陰極與第三端子連接。這里，第一交叉點處的電流值處于功率模塊的額定電流的±10％的范圍內(nèi)，該第一交叉點是正向電流流過第一mos晶體管的體二極管時的電流電壓特性與正向電流流過第一肖特基勢壘二極管時的電流電壓特性的交叉點。并且，第二交叉點處的電流值處于功率模塊的額定電流的±10％的范圍內(nèi)，該第二交叉點是正向電流流過第二mos晶體管的體二極管時的電流電壓特性與正向電流流過第二肖特基勢壘二極管時的電流電壓特性的交叉點。

第一方案的功率模塊的重要特征點在于，設(shè)置有用于對交流電壓進行輸出的2個獨立的輸出端子、即第一及第二mosfet之間的輸出端子(第二端子)和第一及第二續(xù)流二極管之間的輸出端子(第四端子)。第二方案的功率模塊的重要特征點在于，設(shè)置有用于接受直流電壓的輸入的2個獨立的正側(cè)端子以及2個獨立的負(fù)側(cè)端子、即分別與第一mosfet以及第一續(xù)流二極管連接的負(fù)側(cè)端子(第一端子以及第四端子)和與第二mosfet以及第二續(xù)流二極管連接的正側(cè)端子(第三端子以及第五端子)。因此，能夠在通電試驗時使正向電流僅流過mosfet的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mosfet芯片的篩選。

并且，根據(jù)第三方案的功率模塊，通過在通電試驗時使比額定電流大的電流在mosfet的體二極管的正向上流過，從而與續(xù)流二極管相比，能夠使更多的正向電流流過體二極管。因此，能夠高效地進行低品質(zhì)的mosfet芯片的篩選。

本發(fā)明的上述及其他目的、特征、方案及優(yōu)點，通過聯(lián)系附圖而進行理解的關(guān)于本發(fā)明的以下的詳細說明，能夠變得清楚。

附圖說明

圖1是表示第一實施方式涉及的功率模塊20的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖2是表示圖1的功率模塊20所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。

圖3是表示圖1的功率模塊20的通電試驗的流程的流程圖。

圖4是表示第二實施方式涉及的功率模塊21的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖5是表示圖4的功率模塊21所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。

圖6是表示圖4的功率模塊21的通電試驗的流程的流程圖。

圖7是表示第三實施方式涉及的功率模塊22的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖8是表示圖7的變形例涉及的功率模塊23的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖9是表示第四實施方式涉及的功率模塊24的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖10是表示圖9的變形例涉及的功率模塊25的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖11是表示第五實施方式涉及的功率模塊26的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖12是用于對圖11的mos晶體管q1的體二極管的電氣特性與肖特基勢壘二極管d1的電氣特性之間的關(guān)系進行說明的圖。

圖13是表示圖11的功率模塊26的通電試驗的流程的流程圖。

圖14是表示圖11的肖特基勢壘二極管d1、d2的結(jié)構(gòu)的一個例子的剖面圖。

圖15是表示圖11的肖特基勢壘二極管d1、d2的其他結(jié)構(gòu)例的剖面圖。

圖16是表示第六實施方式涉及的功率模塊27的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖17是表示圖16的功率模塊27所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。

圖18是表示圖16的功率模塊27的通電試驗的流程的流程圖。

圖19是表示3相逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖，該3相逆變器系統(tǒng)使用了圖16的功率模塊。

具體實施方式

下面，參照附圖詳細地說明各實施方式。在以下的各實施方式中，作為半導(dǎo)體材料而使用sic(碳化硅)以及gan(氮化鎵)等寬帶隙半導(dǎo)體，但并不限定于此。此外，在以下的說明中，對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，有時不重復(fù)其說明。

＜第一實施方式＞

[功率模塊的結(jié)構(gòu)]

圖1是表示第一實施方式涉及的功率模塊20的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖1中，還一起示出作為對功率模塊進行驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路的高電壓集成電路hvic以及低電壓集成電路lvic。

參照圖1，功率模塊20包含：絕緣性(例如樹脂制)的框體30、負(fù)側(cè)端子n、輸出端子mo1、正側(cè)端子p、輸出端子do1、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。

負(fù)側(cè)端子n、輸出端子mo1、do1以及正側(cè)端子p固定于框體30，能夠與功率模塊20的外部連接。如圖1所示，其特征點在于設(shè)置有2個分離的輸出端子mo1、do1。

mos晶體管q1收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子n與輸出端子mo1之間。mos晶體管q1是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從輸出端子mo1向負(fù)側(cè)端子n的方向是mos晶體管q1的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q1的體二極管，從負(fù)側(cè)端子n向輸出端子mo1的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。如圖1所示，在mos晶體管q1的漏極以及源極分別隨附有由配線引起的寄生電感l(wèi)md、lms。

mos晶體管q2收容于框體30，連接于輸出端子mo1與正側(cè)端子p之間。mos晶體管q2是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從正側(cè)端子p向輸出端子mo1的方向是mos晶體管q2的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q2的體二極管，從輸出端子mo1向正側(cè)端子p的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。如圖1所示，在mos晶體管q2的漏極以及源極分別隨附有由配線引起的寄生電感l(wèi)md、lms。

肖特基勢壘二極管d1收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子n連接，陰極與輸出端子do1連接。如圖1所示，在肖特基勢壘二極管d1的陽極以及陰極分別隨附有由配線引起的寄生電感l(wèi)da、ldk。

肖特基勢壘二極管d2收容于框體30，陰極與正側(cè)端子p連接，陽極與輸出端子do1連接。如圖1所示，在肖特基勢壘二極管d2的陽極以及陰極分別隨附有由配線引起的寄生電感l(wèi)da、ldk。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在輸出端子mo1、do1中的輸出端子mo1，除了mos晶體管q1、q2各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管。由此，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2的路徑不同的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2的體二極管。在作為半橋而使用時，對正側(cè)端子p與負(fù)側(cè)端子n之間施加直流電壓，輸出端子mo1、do1與用于對交流電壓進行輸出的共用的輸出節(jié)點(未圖示)連接。

功率模塊20還包含柵極端子g1、g2以及源極端子s2，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2分別與mos晶體管q1、q2的柵極連接，源極端子s2與mos晶體管q2的源極連接。

[柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)]

參照圖1，功率模塊20的柵極驅(qū)動電路包含低電壓集成電路lvic、高電壓集成電路hvic、直流電源vd、電容器c12、電阻元件r10、二極管d10以及電容器c10。

在低電壓集成電路lvic設(shè)置有端子go、vdi、vi、vnc。低電壓集成電路lvic將與被輸入至端子vi的控制信號vin_n相應(yīng)的柵極驅(qū)動電壓經(jīng)由端子go而輸出至功率模塊20的柵極端子g1。端子vnc被作為基準(zhǔn)電位節(jié)點而連接至功率模塊20的負(fù)側(cè)端子n。在端子vnc與端子vdi之間并聯(lián)連接直流電源vd和電容器c12。

在高電壓集成電路hvic設(shè)置有端子go、vs、vdi、vi、vnc、bs。高電壓集成電路hvic將與被輸入至端子vi的控制信號vin_p相應(yīng)的柵極驅(qū)動電壓經(jīng)由端子go而輸出至功率模塊20的柵極端子g2。端子vnc被作為基準(zhǔn)電位節(jié)點而連接至功率模塊20的負(fù)側(cè)端子n。在端子vnc與端子vdi之間并聯(lián)連接直流電源vd和電容器c12。

在高電壓集成電路hvic的端子bs連接自舉用電路。即，在端子bs與功率模塊的輸出端子mo1之間連接電容器c10。在端子bs還連接二極管d10的陰極。二極管d10的陽極經(jīng)由電阻元件r10與端子vdi(因此，與直流電源vd的正極)連接。由此，在mos晶體管q1導(dǎo)通時，對端子bs施加直流電源vd的電壓，并且該電壓被電容器c10保持。在mos晶體管q1截止且mos晶體管q2導(dǎo)通時，對正側(cè)端子p的電位加上由電容器c10保持的電壓(直流電源vd的電壓)而得到的電位被輸入至端子bs。

高電壓集成電路hvic的端子vs與功率模塊20的源極端子s2(mos晶體管q2的源極)連接，并且該端子vs經(jīng)由在高電壓集成電路hvic內(nèi)置的電阻元件r11以及mos晶體管q11而與端子vnc(基準(zhǔn)電位)連接。在mos晶體管q1導(dǎo)通時，mos晶體管q11也導(dǎo)通，由此能夠使功率模塊20的輸出端子mo1的電位盡早地與基準(zhǔn)電位相等。

[半導(dǎo)體芯片在絕緣基板之上的布局]

圖2是表示圖1的功率模塊20所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。參照圖2，功率模塊20還包含收容于圖1的框體30的絕緣基板40、和在該絕緣基板40之上由銅箔等形成的導(dǎo)電圖案42、44a、44b、46。

導(dǎo)電圖案42經(jīng)由鍵合線50與正側(cè)端子p連接。導(dǎo)電圖案44a經(jīng)由鍵合線50與輸出端子mo1連接。導(dǎo)電圖案44b經(jīng)由鍵合線50與輸出端子do1連接。導(dǎo)電圖案46經(jīng)由鍵合線50與負(fù)側(cè)端子n連接。

mos晶體管q1的漏極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案44a之上。肖特基勢壘二極管d1的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案44b之上。mos晶體管q2的漏極電極以及肖特基勢壘二極管d2的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案42之上。

mos晶體管q1的源極電極以及肖特基勢壘二極管d1的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案46連接。mos晶體管q2的源極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案44a連接。肖特基勢壘二極管d2的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案44b連接。在圖2中，作為將半導(dǎo)體芯片與端子連接的配線，使用了導(dǎo)電圖案和鍵合線，但連接配線并不限定于此。

[功率模塊的檢查流程]

圖3是表示圖1的功率模塊20的通電試驗的流程的流程圖。以下的各步驟能夠通過以計算機為基礎(chǔ)而構(gòu)成的自動檢查裝置執(zhí)行。

參照圖3，在進行向mos晶體管的體二極管的通電之前，首先，進行mos晶體管q1的電氣特性的測定(步驟s110)和mos晶體管q2的電氣特性的測定(步驟s120)。步驟s110、s120哪個先執(zhí)行都可以。作為電氣特性，例如測定正向壓降以及正向泄漏電流等。

然后，使直流電流以規(guī)定時間在從負(fù)側(cè)端子n向輸出端子mo1的方向上流過(步驟s130)。由此，使正向電流流過mos晶體管q1的體二極管。然后，使直流電流以規(guī)定時間在從輸出端子mo1向正側(cè)端子p的方向上流過(步驟s140)。由此，使正向電流流過mos晶體管q2的體二極管。步驟s130、s140哪個先執(zhí)行都可以。

在上述的通電步驟s130、s140之后，進行mos晶體管q1的電氣特性的測定(步驟s150)和mos晶體管q2的電氣特性的測定(步驟s160)。測定內(nèi)容與步驟s110、s120相同。步驟s150、s160哪個先執(zhí)行都可以。

然后，基于mos晶體管q1的電氣特性在通電步驟s130前后的變化，判定mos晶體管q1是否合格(步驟s170)。然后，基于mos晶體管q2的電氣特性在通電步驟s140前后的變化，判定mos晶體管q2是否合格(步驟s180)。例如，如果mos晶體管的正向壓降以及正向泄漏電流幾乎不變，則判斷為mos晶體管合格，在它們的任意者的值變化而超過閾值的情況下，判斷為mos晶體管不合格。步驟s170、s180哪個先執(zhí)行都可以。

[效果]

如上所述，第一實施方式的功率模塊20的重要特征點在于，設(shè)置有半橋的2個分離的輸出端子即mos晶體管q1、q2之間的輸出端子mo1和續(xù)流二極管d1、d2之間的輸出端子do1。其結(jié)果，能夠在通電試驗時使正向電流僅流過mos晶體管q1、q2的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mos晶體管芯片的篩選。

＜第二實施方式＞

[功率模塊的結(jié)構(gòu)]

圖4是表示第二實施方式涉及的功率模塊21的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖4中，還一起示出作為對功率模塊進行驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路的高電壓集成電路hvic以及低電壓集成電路lvic。

圖4的功率模塊21是在圖1的功率模塊20的基礎(chǔ)上改變端子的數(shù)量并且改變各半導(dǎo)體芯片與端子的連接后的功率模塊。具體而言，功率模塊21包含框體30、負(fù)側(cè)端子nm1、輸出端子o1、正側(cè)端子pm1、負(fù)側(cè)端子nd1、正側(cè)端子pd1、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。

負(fù)側(cè)端子nd1、nm1、輸出端子o1以及正側(cè)端子pm1、pd1固定于框體30，能夠與功率模塊的外部連接。如圖4所示，其特征點在于設(shè)置有2個分離的正側(cè)端子pm1、pd1，并且設(shè)置有2個分離的負(fù)側(cè)端子nd1、nm1。

mos晶體管q1收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子nm1與輸出端子o1之間。mos晶體管q1是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從輸出端子o1向負(fù)側(cè)端子nm1的方向是mos晶體管q1的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q1的體二極管，從負(fù)側(cè)端子nm1向輸出端子o1的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

mos晶體管q2收容于框體30，連接于輸出端子o1與正側(cè)端子pm1之間。mos晶體管q2是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從正側(cè)端子pm1向輸出端子o1的方向是mos晶體管q2的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q2的體二極管，從輸出端子o1向正側(cè)端子pm1的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

肖特基勢壘二極管d1收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子nd1連接，陰極與輸出端子o1連接。肖特基勢壘二極管d2收容于框體30，陰極與正側(cè)端子pd1連接，陽極與輸出端子o1連接。圖4的其他方面與在圖1中說明的第一實施方式的情況相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2的路徑不同的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2的體二極管。在作為半橋而使用時，正側(cè)端子pm1、pd1與共用的正側(cè)輸入節(jié)點(未圖示)連接，負(fù)側(cè)端子nd1、nm1與共用的負(fù)側(cè)輸入節(jié)點(未圖示)連接，對正側(cè)輸入節(jié)點與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點之間施加直流電壓。從輸出端子o1輸出交流電壓。

[柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)]

參照圖4，自舉用電容器c10連接于高電壓集成電路hvic的端子bs與功率模塊21的輸出端子o1之間。其他方面與圖1的情況相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

[半導(dǎo)體芯片在絕緣基板之上的布局]

圖5是表示圖4的功率模塊21所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。參照圖5，功率模塊21還包含收容于圖4的框體30的絕緣基板40、和在該絕緣基板40之上由銅箔等形成的導(dǎo)電圖案42a、42b、44、46a、46b。

導(dǎo)電圖案42a經(jīng)由鍵合線50與正側(cè)端子pm1連接。導(dǎo)電圖案42b經(jīng)由鍵合線50與正側(cè)端子pd1連接。導(dǎo)電圖案44經(jīng)由鍵合線50與輸出端子o1連接。導(dǎo)電圖案46a經(jīng)由鍵合線50與負(fù)側(cè)端子nd1連接。導(dǎo)電圖案46b經(jīng)由鍵合線50與負(fù)側(cè)端子nm1連接。

mos晶體管q1的漏極電極以及肖特基勢壘二極管d1的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案44之上。mos晶體管q2的漏極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案42a之上。肖特基勢壘二極管d2的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案42b之上。

mos晶體管q1的源極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案46b連接。肖特基勢壘二極管d1的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案46a連接。mos晶體管q2的源極電極以及肖特基勢壘二極管d2的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案44連接。在圖5中，作為將半導(dǎo)體芯片與端子連接的配線，使用了導(dǎo)電圖案和鍵合線，但連接配線并不限定于此。

[功率模塊的檢查流程]

圖6是表示圖4的功率模塊21的通電試驗的流程的流程圖。圖6的各步驟能夠通過以計算機為基礎(chǔ)而構(gòu)成的自動檢查裝置執(zhí)行。

圖6的步驟s210、s220、s230、s240、s250、s260、s270、s280與圖3的步驟s110、s120、s130、s140、s150、s160、s170、s180分別相對應(yīng)。除了步驟s230、s240中的通電部位以外，圖6的各步驟與圖3的相應(yīng)的步驟大致相同，因此在下面不重復(fù)說明。

在步驟s230中，使直流電流以規(guī)定時間在從負(fù)側(cè)端子nm1向輸出端子o1的方向上流過。由此，使正向電流流過mos晶體管q1的體二極管。在步驟s240中，使直流電流以規(guī)定時間在從輸出端子o1向正側(cè)端子pm1的方向上流過。由此，使正向電流流過mos晶體管q2的體二極管。步驟s230、s240哪個先執(zhí)行都可以。

[效果]

如上所述，第二實施方式的功率模塊21的重要特征點在于，設(shè)置有用于接受直流電壓的輸入的2個分離的正側(cè)端子以及2個分離的負(fù)側(cè)端子，即，分別與mos晶體管q1、q2連接的正側(cè)端子pm1以及負(fù)側(cè)端子nm1和分別與續(xù)流二極管d1、d2連接的正側(cè)端子pd1以及負(fù)側(cè)端子nd1。其結(jié)果，能夠在通電試驗時使正向電流僅流過mos晶體管q1、q2的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mos晶體管芯片的篩選。

＜第三實施方式＞

[全橋結(jié)構(gòu)]

圖7是表示第三實施方式涉及的功率模塊22的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖7中，示出將圖1的功率模塊20擴展為全橋結(jié)構(gòu)后的例子。

參照圖7，功率模塊22還包含輸出端子mo2、輸出端子do2、第三mos晶體管q3、第四mos晶體管q4、第三肖特基勢壘二極管d3以及第四肖特基勢壘二極管d4，在這方面與圖1的功率模塊20不同。

與圖1的情況相同地，輸出端子mo2、do2固定于框體30，能夠與功率模塊22的外部連接。其特征點在于設(shè)置有2個分離的輸出端子mo2、do2。

mos晶體管q3收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子n與輸出端子mo2之間。mos晶體管q3是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從輸出端子mo2向負(fù)側(cè)端子n的方向是mos晶體管q3的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q3的體二極管，從負(fù)側(cè)端子n向輸出端子mo2的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

mos晶體管q4收容于框體30，連接于輸出端子mo2與正側(cè)端子p之間。mos晶體管q4是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從正側(cè)端子p向輸出端子mo2的方向是mos晶體管q4的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q4的體二極管，從輸出端子mo2向正側(cè)端子p的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

肖特基勢壘二極管d3收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子n連接，陰極與輸出端子do2連接。肖特基勢壘二極管d4收容于框體30，陰極與正側(cè)端子p連接，陽極與輸出端子do2連接。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在輸出端子mo1、mo2、do1、do2中的輸出端子mo1，除了mos晶體管q1、q2各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管，在輸出端子mo2除了mos晶體管q3、q4各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管。由此，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2、d3、d4的路徑不同的相對應(yīng)的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2、q3、q4的體二極管。在作為逆變器系統(tǒng)而使用時，對正側(cè)端子p(正側(cè)輸入節(jié)點)與負(fù)側(cè)端子n(負(fù)側(cè)輸入節(jié)點)之間施加直流電壓。并且，輸出端子mo1、do1與用于對u相交流電壓進行輸出的共用的u相輸出節(jié)點(未圖示)連接，輸出端子mo2、do2與用于對v相交流電壓進行輸出的共用的v相輸出節(jié)點(未圖示)連接。

功率模塊22還包含柵極端子g1、g2、g3、g4以及源極端子s2、s4(未圖示)，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2、g3、g4分別與mos晶體管q1、q2、q3、q4的柵極連接，源極端子s2、s4分別與mos晶體管q2、q4的源極連接。圖7的其他方面與圖1的功率模塊20的結(jié)構(gòu)相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

[3相橋結(jié)構(gòu)]

圖8是表示圖7的變形例涉及的功率模塊23的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖8中，示出將圖1的功率模塊20擴展為3相橋后的例子。

參照圖8，功率模塊23還包含輸出端子mo3、輸出端子do3、第五mos晶體管q5、第六mos晶體管q6、第五肖特基勢壘二極管d5、第六肖特基勢壘二極管d6，在這方面與圖7的功率模塊22不同。

輸出端子mo3、do3固定于框體30，能夠與功率模塊22的外部連接。與圖1以及圖7的情況相同地，其特征點在于設(shè)置有2個分離的輸出端子mo3、do3。

mos晶體管q5收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子n與輸出端子mo3之間。mos晶體管q5是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從輸出端子mo3向負(fù)側(cè)端子n的方向是mos晶體管q5的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q5的體二極管，從負(fù)側(cè)端子n向輸出端子mo3的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

mos晶體管q6收容于框體30，連接于輸出端子mo3與正側(cè)端子p之間。mos晶體管q6是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從正側(cè)端子p向輸出端子mo3的方向是mos晶體管q6的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q6的體二極管，從輸出端子mo3向正側(cè)端子p的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

肖特基勢壘二極管d5收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子n連接，陰極與輸出端子do3連接。肖特基勢壘二極管d6收容于框體30，陰極與正側(cè)端子p連接，陽極與輸出端子do3連接。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在輸出端子mo1、mo2、mo3、do1、do2、do3中的輸出端子mo1，除了mos晶體管q1、q2各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管，在輸出端子mo2除了mos晶體管q3、q4各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管。并且，在輸出端子mo3除了mos晶體管q5、q6各自的體二極管之外，不連接其他任何二極管。由此，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2、d3、d4、d5、d6的路徑不同的相對應(yīng)的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的體二極管。

在作為3相逆變器系統(tǒng)123而使用時，對與正側(cè)端子p連接的正側(cè)輸入節(jié)點np和與負(fù)側(cè)端子n連接的負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn之間施加直流電壓。并且，輸出端子mo1、do1與用于對u相交流電壓進行輸出的共用的u相輸出節(jié)點no1連接，輸出端子mo2、do2與用于對v相交流電壓進行輸出的共用的v相輸出節(jié)點no2連接，輸出端子mo3、do3與用于對w相交流電壓進行輸出的共用的w相輸出節(jié)點no3連接。

功率模塊23還包含柵極端子g1、g2、g3、g4、g5、g6以及源極端子s2、s4、s6(未圖示)，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2、g3、g4、g5、g6分別與mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的柵極連接，源極端子s2、s4、s6分別與mos晶體管q2、q4、q6的源極連接。圖8的其他方面與圖7的功率模塊22的結(jié)構(gòu)相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

[效果]

根據(jù)第三實施方式的功率模塊22、23，與第一實施方式的情況相同地，能夠在通電試驗時使正向電流僅流過mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mos晶體管芯片的篩選。

＜第四實施方式＞

[全橋結(jié)構(gòu)]

圖9是表示第四實施方式涉及的功率模塊24的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖9中，示出將圖4的功率模塊21擴展為全橋結(jié)構(gòu)后的例子。

參照圖9，功率模塊24還包含負(fù)側(cè)端子nm2、輸出端子o2、正側(cè)端子pm2、負(fù)側(cè)端子nd2、正側(cè)端子pd2，在這方面與圖4的功率模塊21不同。并且，功率模塊24包含第三mos晶體管q3、第四mos晶體管q4、第三肖特基勢壘二極管d3以及第四肖特基勢壘二極管d4，在這方面與圖4的功率模塊21不同。

負(fù)側(cè)端子nm2、nd2、輸出端子o2、正側(cè)端子pm2、pd2與圖4的情況相同地，固定于框體30，能夠與功率模塊的外部連接。如圖9所示，其特征點在于設(shè)置有2個分離的負(fù)側(cè)端子nm2、nd2，設(shè)置有2個分離的正側(cè)端子pm2、pd2。

mos晶體管q3收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子nm2與輸出端子o2之間。mos晶體管q4收容于框體30，連接于輸出端子o2與正側(cè)端子pm2之間。肖特基勢壘二極管d3收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子nd2連接，陰極與輸出端子o2連接。肖特基勢壘二極管d4收容于框體30，陰極與正側(cè)端子pd2連接，陽極與輸出端子o2連接。

mos晶體管q3、q4、肖特基勢壘二極管d3、d4、負(fù)側(cè)端子nm2、nd2、輸出端子o2以及正側(cè)端子pm2、pd2的連接關(guān)系與mos晶體管q1、q2、肖特基勢壘二極管d1、d2、負(fù)側(cè)端子nm1、nd1、輸出端子o1以及正側(cè)端子pm1、pd1的連接關(guān)系相同。即，功率模塊24能夠看作是將相同的單元并聯(lián)地設(shè)置2個。因此，對于圖9的各半導(dǎo)體素子的連接關(guān)系以及極性等不重復(fù)進行詳細說明。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2、d3、d4的路徑不同的相對應(yīng)的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2、q3、q4的體二極管。在作為逆變器系統(tǒng)而使用時，正側(cè)端子pm1、pd1、pm2、pd2與共用的正側(cè)輸入節(jié)點(未圖示)連接，負(fù)側(cè)端子nm1、nd1、nm2、nd2與共用的負(fù)側(cè)輸入節(jié)點(未圖示)連接，對正側(cè)輸入節(jié)點與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點之間施加直流電壓。從輸出端子o1(u相輸出節(jié)點)輸出u相交流電壓，從輸出端子o2(v相輸出節(jié)點)輸出v相交流電壓。

功率模塊24還包含柵極端子g1、g2、g3、g4以及源極端子s2、s4(未圖示)，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2、g3、g4分別與mos晶體管q1、q2、q3、q4的柵極連接，源極端子s2、s4分別與mos晶體管q2、q4的源極連接。

[3相橋結(jié)構(gòu)]

圖10是表示圖9的變形例涉及的功率模塊25的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖10中，示出將圖4的功率模塊21擴展為3相橋后的例子。

參照圖10，功率模塊25還包含負(fù)側(cè)端子nm3、輸出端子o3、正側(cè)端子pm3、負(fù)側(cè)端子nd3、正側(cè)端子pd3，在這方面與圖9的功率模塊24不同。并且，功率模塊25包含第五mos晶體管q5、第六mos晶體管q6、第五肖特基勢壘二極管d5以及第六肖特基勢壘二極管d6，在這方面與圖9的功率模塊24不同。

負(fù)側(cè)端子nm3、nd3、輸出端子o3、正側(cè)端子pm3、pd3與圖9的情況相同地，固定于框體30，能夠與功率模塊的外部連接。如圖9所示，其特征點在于，設(shè)置有2個分離的負(fù)側(cè)端子nm3、nd3，并且設(shè)置有2個分離的正側(cè)端子pm3、pd3。

mos晶體管q5收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子nm3與輸出端子o3之間。mos晶體管q6收容于框體30，連接于輸出端子o3與正側(cè)端子pm3之間。肖特基勢壘二極管d5收容于框體30，陽極與負(fù)側(cè)端子nd3連接，陰極與輸出端子o3。肖特基勢壘二極管d6收容于框體30，陰極與正側(cè)端子pd3連接，陽極與輸出端子o3連接。

mos晶體管q5、q6、肖特基勢壘二極管d5、d6、負(fù)側(cè)端子nm3、nd3、輸出端子o3以及正側(cè)端子pm3、pd3的連接關(guān)系與mos晶體管q1、q2、肖特基勢壘二極管d1、d2、負(fù)側(cè)端子nm1、nd1、輸出端子o1以及正側(cè)端子pm1、pd1的連接關(guān)系相同。即，在圖10的情況下，功率模塊25能夠看作是將相同的單元并聯(lián)地設(shè)置3個。因此，對于圖10的各半導(dǎo)體素子的連接關(guān)系以及極性等不重復(fù)進行詳細說明。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過肖特基勢壘二極管d1、d2、d3、d4、d5、d6的路徑不同的相對應(yīng)的路徑，使正向電流流過mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的體二極管。

在作為3相逆變器系統(tǒng)125而使用時，正側(cè)端子pm1、pd1、pm2、pd2、pm3、pd2與共用的正側(cè)輸入節(jié)點np連接，負(fù)側(cè)端子nm1、nd1、nm2、nd2、nm3、nd3與共用的負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn連接，對正側(cè)輸入節(jié)點np與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn之間施加直流電壓。從與輸出端子o1連接的u相輸出節(jié)點no1輸出u相交流電壓，從與輸出端子o2連接的v相輸出節(jié)點no2輸出v相交流電壓，從與輸出端子o3連接的w相輸出節(jié)點no3輸出w相交流電壓。

功率模塊25還包含柵極端子g1、g2、g3、g4、g5、g6以及源極端子s2、s4、s6(未圖示)，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2、g3、g4、g5、g6分別與mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的柵極連接，源極端子s2、s4、s6分別與mos晶體管q2、q4、q6的源極連接。

[效果]

根據(jù)第四實施方式的功率模塊24、25，與第二實施方式的情況相同地，能夠在通電試驗時使正向電流僅流過mos晶體管q1、q2、q3、q4、q5、q6的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mos晶體管芯片的篩選。

＜第五實施方式＞

[功率模塊的結(jié)構(gòu)]

圖11是表示第五實施方式涉及的功率模塊26的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖1中，還一起示出作為對功率模塊進行驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路的高電壓集成電路hvic以及低電壓集成電路lvic。

在圖11所示的第五實施方式的情況下，取代2個分離的正側(cè)、負(fù)側(cè)或者輸出端子，正側(cè)端子p、負(fù)側(cè)端子n、輸出端子o各設(shè)置1個。通過如以下說明所述改變肖特基勢壘二極管d1、d2的電氣特性，從而在通電試驗時與肖特基勢壘二極管d1、d2相比使更多的電流流過mos晶體管q1、q2的體二極管。

參照圖11，功率模塊26包含框體30、負(fù)側(cè)端子n、輸出端子o、正側(cè)端子p、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。

圖11的功率模塊26相當(dāng)于圖1的功率模塊20將輸出端子mo1、do1置換為共用的輸出端子o而得到的功率模塊。對于其他方面，除了肖特基勢壘二極管d1、d2的電氣特性之外，與在圖1中說明的第一實施方式的情況相同，因此不重復(fù)說明。

[柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)]

參照圖11，自舉用電容器c10連接于高電壓集成電路hvic的端子bs與功率模塊26的輸出端子o(取代輸出端子mo1、do1而設(shè)置的共用的輸出端子)之間。其他方面與圖1的情況相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

[肖特基勢壘二極管d1、d2的電氣特性]

圖12是用于對圖11的mos晶體管q1的體二極管的電氣特性與肖特基勢壘二極管d1的電氣特性之間的關(guān)系進行說明的圖。mos晶體管q2的體二極管的電氣特性與肖特基勢壘二極管d2的電氣特性之間的關(guān)系也是同樣的。

具體而言，在圖12中示出mos晶體管q1的體二極管的電流電壓特性(mos-bdi)和肖特基勢壘二極管d1的電流電壓特性(sbd)。在施加電壓增加的情況下，肖特基勢壘二極管d1的正向電流的上升比mos晶體管q1的體二極管的正向電流的上升緩慢，因此它們的電流電壓特性存在交叉點。在第五實施方式中調(diào)整為，該交叉點處的電流值icr處于功率模塊的額定電流ir的±10％以內(nèi)(從0.9×ir至1.1×ir的范圍內(nèi))。

作為逆變器來使用時的實際使用區(qū)域是比額定電流ir小的(即，比交叉點處的電流值icr小的)區(qū)域。因此，在流過續(xù)流電流的情況下，流過mos晶體管q1的體二極管的正向電流比流過肖特基勢壘二極管d1的正向電流小。其結(jié)果，能夠抑制mos晶體管的體二極管的通電劣化。

另一方面，在通過通電試驗而篩選低品質(zhì)的芯片的情況下，使比額定電流ir大的正向電流流過mos晶體管q1的體二極管以及肖特基勢壘二極管d1。在該情況下，流過mos晶體管q1的體二極管的正向電流比流過肖特基勢壘二極管d1的正向電流大，因此能夠促進低品質(zhì)的芯片的缺陷生長，其結(jié)果能夠高效地進行篩選。

[功率模塊的檢查流程]

圖13是表示圖11的功率模塊26的通電試驗的流程的流程圖。圖13的各步驟能夠通過以計算機為基礎(chǔ)而構(gòu)成的自動檢查裝置執(zhí)行。

圖13的步驟s310、s320、s330、s340、s350、s360、s370、s380分別與圖3的步驟s110、s120、s130、s140、s150、s160、s170、s180相對應(yīng)。除了步驟s230、s240中的通電部位以及電流量之外，圖13的各步驟與圖3的相對應(yīng)的步驟大致相同，因此下面不重復(fù)說明。

在步驟s330中，使比功率模塊26的額定電流ir大的直流電流以規(guī)定時間在從負(fù)側(cè)端子n向輸出端子o的方向上流過。由此，使比肖特基勢壘二極管d1大的正向電流流過mos晶體管q1的體二極管。在步驟s340中，使比功率模塊26的額定電流ir大的直流電流以規(guī)定時間在從輸出端子o向正側(cè)端子p的方向上流過。由此，使比肖特基勢壘二極管d2大的正向電流流過mos晶體管q2的體二極管。步驟s330、s340哪個先執(zhí)行都可以。

[續(xù)流二極管的結(jié)構(gòu)例]

下面，對通過改變肖特基勢壘二極管d1、d2的電流電壓特性而調(diào)整為如圖12所示電流電壓特性的交叉點的電流值icr處于功率模塊的額定電流ir的±10％以內(nèi)的具體方法進行說明。

圖14是表示圖11的肖特基勢壘二極管d1、d2的結(jié)構(gòu)的一個例子的剖面圖。參照圖14，通常肖特基勢壘二極管d1、d2具有在n型漂移層64的表面之上層疊有肖特基電極(陽極電極)61的構(gòu)造。為了規(guī)定肖特基結(jié)部的面積，使用了作為絕緣層的電介體膜62。為了抑制肖特基結(jié)部的緣部處的電場集中，設(shè)置了p型保護環(huán)區(qū)域63。在n型漂移層64的背面設(shè)置有歐姆電極(陰極電極)65。

另一方面，在圖14的情況下，特征點在于，在歐姆電極(陰極電極)65的表面之上設(shè)置有由多晶硅等形成的電阻層66。能夠通過電阻層66而減少流過肖特基勢壘二極管d1、d2的正向電流。由此，如圖12所示，能夠調(diào)整為，電流電壓特性的交叉點的電流值icr處于功率模塊的額定電流ir的±10％以內(nèi)。

在以上述方式設(shè)置電阻層66這一方法的情況下，由于不需要改變肖特基勢壘二極管d1、d2的芯片尺寸，因此在芯片的裝配時不易受到限制。因此，能夠形成與所需的電流容量相應(yīng)的導(dǎo)線配線。

圖15是表示圖11的肖特基勢壘二極管d1、d2的其他結(jié)構(gòu)例的剖面圖。圖15的肖特基勢壘二極管d1、d2的特征點在于，取代電阻層66而設(shè)為結(jié)勢壘肖特基的結(jié)構(gòu)。如圖15所示，就結(jié)勢壘肖特基二極管而言，在陽極電極61與n型漂移層64的邊界區(qū)域設(shè)置多個p型擴散區(qū)域67。即，具有肖特基勢壘二極管與pn結(jié)二極管彼此并聯(lián)地設(shè)置的結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整pn結(jié)二極管的部分相對于結(jié)整體的結(jié)面積比，從而能夠調(diào)整流過肖特基勢壘二極管d1、d2的正向電流。

并且，根據(jù)圖15的結(jié)構(gòu)，由于浪涌電流耐量增加，因此在將功率模塊作為升壓斬波器而使用時是有利的。

[效果]

如上所述，根據(jù)第五實施方式的功率模塊26，能夠高效地進行通電試驗時的低品質(zhì)芯片的篩選，并且能夠在實際使用時使流過mos晶體管的體二極管的續(xù)流電流比流過續(xù)流二極管的續(xù)流電流小。在實際使用時一部分的續(xù)流電流流過體二極管，因此能夠降低續(xù)流時的導(dǎo)通電阻。

＜第六實施方式＞

[功率模塊的結(jié)構(gòu)]

圖16是表示第六實施方式涉及的功率模塊27的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖16中，還一起示出作為對功率模塊進行驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路的高電壓集成電路hvic以及低電壓集成電路lvic。

圖16的功率模塊27是通過設(shè)置4個mos晶體管，從而能夠減小mos晶體管導(dǎo)通時的導(dǎo)通電阻的功率模塊。下面，雖然作為第二實施方式的功率模塊21的變形例而進行說明，但是還能夠看作第一實施方式的功率模塊20的變形例。

參照圖16，功率模塊27還包含輸出端子o2、第三mos晶體管q3以及第四mos晶體管q4，在這方面與圖4的功率模塊21不同。與圖4的情況相同地，輸出端子o2固定于框體30，能夠與外部連接。

mos晶體管q3收容于框體30，連接于負(fù)側(cè)端子nd1與輸出端子o2之間。mos晶體管q3是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從輸出端子o2向負(fù)側(cè)端子nd1的方向是mos晶體管q3的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q3的體二極管，從負(fù)側(cè)端子nd1向輸出端子o2的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

mos晶體管q4收容于框體30，連接于輸出端子o2與正側(cè)端子pd1之間。mos晶體管q4是縱型構(gòu)造的n溝道m(xù)os晶體管。從正側(cè)端子pd1向輸出端子o2的方向是mos晶體管q4的正向(從漏極向源極的方向)。對于mos晶體管q4的體二極管，從輸出端子o2向正側(cè)端子pd1的方向是正向(體二極管的陽極向陰極的方向)。

功率模塊27還包含柵極端子g1、g2、g3、g4以及源極端子s2、s4(未圖示)，上述端子固定于框體30。柵極端子g1、g2、g3、g4分別與mos晶體管q1、q2、q3、q4的柵極連接，源極端子s2、s4分別與mos晶體管q2、q4的源極連接。圖16的其他方面與圖4的功率模塊21的結(jié)構(gòu)相同，因此對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的參照標(biāo)號，不重復(fù)說明。

[柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)]

高電壓集成電路hvic還設(shè)置有用于與mos晶體管q4的源極連接的端子vs4、用于與mos晶體管q4的柵極連接的端子go4，在這方面與圖4的高電壓集成電路hvic不同。它們的功能與mos晶體管q2的情況相同，因此不重復(fù)說明。低電壓集成電路lvic還設(shè)置有用于與mos晶體管q3的柵極連接的端子go3，在這方面與圖4的低電壓集成電路lvic不同。圖16的其他方面與圖4的情況相同。

[半導(dǎo)體芯片在絕緣基板之上的布局]

圖17是表示圖16的功率模塊27所收容的半導(dǎo)體芯片的布局的一個例子的俯視圖。參照圖17，功率模塊27還包含收容于圖16的框體30的絕緣基板40。功率模塊27還包含在該絕緣基板40之上由銅箔等形成的導(dǎo)電圖案42a、導(dǎo)電圖案42b、導(dǎo)電圖案44a、導(dǎo)電圖案44b、導(dǎo)電圖案46a以及導(dǎo)電圖案46b。

導(dǎo)電圖案42a經(jīng)由鍵合線50與正側(cè)端子pm1連接。導(dǎo)電圖案42b經(jīng)由鍵合線50與正側(cè)端子pd1連接。導(dǎo)電圖案44a經(jīng)由鍵合線50與輸出端子o1連接。導(dǎo)電圖案44b經(jīng)由鍵合線50與輸出端子o2連接。導(dǎo)電圖案46a經(jīng)由鍵合線50與負(fù)側(cè)端子nd1連接。導(dǎo)電圖案46b經(jīng)由鍵合線50與負(fù)側(cè)端子nm1連接。

mos晶體管q1的漏極電極以及肖特基勢壘二極管d1的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案44a之上。mos晶體管q2的漏極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案42a之上。mos晶體管q3的漏極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案44b之上。mos晶體管q4的漏極電極以及肖特基勢壘二極管d2的陰極電極軟釬焊連接于導(dǎo)電圖案42b之上。

mos晶體管q1的源極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案46b連接。mos晶體管q3的源極電極以及肖特基勢壘二極管d1的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案46a連接。mos晶體管q2的源極電極以及肖特基勢壘二極管d2的陽極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案44a連接。mos晶體管q4的源極電極經(jīng)由鍵合線50與導(dǎo)電圖案44b連接。

根據(jù)圖17的布局可知，能夠?qū)F(xiàn)有的3相逆變器模塊的外殼部分利用于第六實施方式涉及的功率模塊27。

[功率模塊的檢查流程]

圖18是表示圖16的功率模塊27的通電試驗的流程的流程圖。圖18的各步驟能夠通過以計算機為基礎(chǔ)而構(gòu)成的自動檢查裝置執(zhí)行。

參照圖18，在進行向mos晶體管的體二極管的通電之前，首先，進行mos晶體管q1、q3的電氣特性的測定(步驟s410)和mos晶體管q2、q4的電氣特性的測定(步驟s420)。步驟s410、s420哪個先執(zhí)行都可以。作為電氣特性，例如測定正向壓降和/或正向泄漏電流。

然后，通過使直流電流以規(guī)定時間在從負(fù)側(cè)端子nm1向輸出端子o1的方向上流過，從而使正向電流流過mos晶體管q1的體二極管，通過使直流電流以規(guī)定時間在從負(fù)側(cè)端子nd1向輸出端子o2的方向上流過，從而使正向電流流過mos晶體管q3的體二極管(步驟s430)。然后，通過使直流電流以規(guī)定時間在從輸出端子o1向正側(cè)端子pm1的方向上流過，從而使正向電流流過mos晶體管q2的體二極管，通過使直流電流以規(guī)定時間在從輸出端子o2向正側(cè)端子pd1的方向上流過，從而使正向電流流過mos晶體管q4的體二極管(步驟s440)。步驟s430、s440哪個先執(zhí)行都可以。

在上述的通電步驟s430、s440之后，進行mos晶體管q1、q3的電氣特性的測定(步驟s450)和mos晶體管q2、q4的電氣特性的測定(步驟s460)。測定內(nèi)容與步驟s410、s420相同。步驟s450、s460哪個先執(zhí)行都可以。

然后，基于mos晶體管q1、q3的電氣特性在通電步驟s430前后的變化，分別判定mos晶體管q1、q3是否合格(步驟s470)。然后，基于mos晶體管q2、q4的電氣特性在通電步驟s440前后的變化，分別判定mos晶體管q2、q4是否合格(步驟s480)。例如，如果mos晶體管的正向壓降和/或正向泄漏電流幾乎不變，則判斷為mos晶體管合格，但在它們的值變化而超過閾值的情況下，判斷為mos晶體管不合格。步驟s470、s480哪個先執(zhí)行都可以。

[效果]

根據(jù)上述的第六實施方式的功率模塊27，能夠在通電試驗時通過與經(jīng)過續(xù)流二極管d1、d2的路徑不同的相對應(yīng)的路徑，使正向電流僅流過mos晶體管q1、q2、q3、q4的體二極管，因此能夠高效地進行低品質(zhì)的mos晶體管芯片的篩選。在通常使用時，并聯(lián)連接mos晶體管q1、q3，并聯(lián)連接mos晶體管q2、q4，因此能夠減小mos晶體管導(dǎo)通時的導(dǎo)通電阻。

并且，通過使用在圖17中說明的芯片配置以及導(dǎo)線配線，從而能夠提供可沿用現(xiàn)有的3相逆變器模塊的外殼部分的半橋模塊。

[3相逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)]

圖19是表示3相逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖，該3相逆變器系統(tǒng)使用了圖16的功率模塊。通過使用3臺圖16的功率模塊27(分別設(shè)為功率模塊27a、27b、27c)，從而能夠構(gòu)成3相逆變器系統(tǒng)127。

具體而言，參照圖19，功率模塊27a、27b、27c各自的正側(cè)端子pm1、pd1與共用的正側(cè)輸入節(jié)點np連接，功率模塊27a、27b、27c各自的負(fù)側(cè)端子nd1、nm1與共用的負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn連接，對正側(cè)輸入節(jié)點np與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn之間施加直流電壓。功率模塊27a的輸出端子o1、o2與用于對u相交流電壓進行輸出的共用的u相輸出節(jié)點no1連接。功率模塊27b的輸出端子o1、o2與用于對v相交流電壓進行輸出的共用的v相輸出節(jié)點no2連接。功率模塊27c的輸出端子o1、o2與用于對w相交流電壓進行輸出的共用的w相輸出節(jié)點no3連接。

＜附記＞

如果對上述的實施方式的一部分進行概括，則如下所示。

(1)第一實施方式的功率模塊20具有框體30、第一端子n、第二端子mo1、第三端子p、第四端子do1、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。第一端子n、第二端子mo1、第三端子p以及第四端子do1固定于框體30，能夠與外部連接。第一mos晶體管q1收容于框體30，連接于第一及第二端子之間(n、mo1)，從第二端子mo1向第一端子n的方向是正向。第二mos晶體管q2收容于框體30，連接于第二及第三端子之間(mo1、p)，從第三端子p向第二端子mo1的方向是正向。第一肖特基勢壘二極管d1收容于框體30，陽極與第一端子n連接，陰極與第四端子do1連接。第二肖特基勢壘二極管d2收容于框體30，陰極與第三端子p連接，陽極與第四端子do1連接。在第二端子mo1，除了第一及第二mos晶體管q1、q2的體二極管之外，不連接其他任何二極管。

(2)第二實施方式的功率模塊21具有框體30、第一端子nm1、第二端子o1、第三端子pm1、第四端子nd1、第五端子pd1、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。第一端子nm1、第二端子o1、第三端子pm1、第四端子nd1以及第五端子pd1固定于框體30，能夠與外部連接。第一mos晶體管q1收容于框體30，連接于第一及第二端子之間(nm1、o1)，從第二端子o1向第一端子nm1的方向是正向。第二mos晶體管q2收容于框體30，連接于第二及第三端子之間(o1、pm1)，從第三端子pm1向第二端子o1的方向是正向。第一肖特基勢壘二極管d1收容于框體30，陰極與第二端子o1連接，陽極與第四端子nd1連接。第二肖特基勢壘二極管d2收容于框體30，陽極與第二端子o1連接，陰極與第五端子pd1連接。

(3)第三實施方式的功率模塊22在第一實施方式的功率模塊20的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有第五端子mo2、第六端子do2、第三mos晶體管q3、第四mos晶體管q4、第三肖特基勢壘二極管d3以及第四肖特基勢壘二極管d4。第五端子mo2以及第六端子do2固定于框體30，能夠與外部連接。第三mos晶體管q3收容于框體30，連接于第一及第五端子之間(n、mo2)，從第五端子mo2向第一端子n的方向是正向。第四mos晶體管q4收容于框體30，連接于第三及第五端子之間(p、mo2)，從第三端子p向第五端子mo2的方向是正向。第三肖特基勢壘二極管d3收容于框體30，陽極與第一端子n連接，陰極與第六端子do2連接。第四肖特基勢壘二極管d4收容于框體30，陰極與第三端子p連接，陽極與第六端子do2連接。

(4)第三實施方式的變形例涉及的功率模塊23在上述的第三實施方式的功率模塊22的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有第七端子mo3、第八端子do3、第五mos晶體管q5、第六mos晶體管q6、第五肖特基勢壘二極管d5以及第六肖特基勢壘二極管d6。第七端子mo3以及第八端子do3固定于框體30，能夠與外部連接。第五mos晶體管q5收容于框體30，連接于第一及第七端子之間(n、mo3)，從第七端子mo3向第一端子n的方向是正向。第六mos晶體管q6收容于框體30，連接于第三及第七端子之間(p、mo3)，從第三端子p向第七端子mo3的方向是正向。第五肖特基勢壘二極管d5收容于框體30，陽極與第一端子n連接，陰極與第八端子do3連接。第六肖特基勢壘二極管d6收容于框體30，陰極與第三端子p連接，陽極與第八端子do3連接。

(5)第四實施方式涉及的功率模塊24在第二實施方式的功率模塊21的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有第六端子nm2、第七端子o2、第八端子pm2、第九端子nd2、第十端子pd2、第三mos晶體管q3、第四mos晶體管q4、第三肖特基勢壘二極管d3以及第四肖特基勢壘二極管d4。第六端子nm2、第七端子o2、第八端子pm2、第九端子nd2以及第十端子pd2固定于框體30，能夠與外部連接。第三mos晶體管q3收容于框體30，連接于第六及第七端子之間(nm2、o2)，從第七端子o2向第六端子nm2的方向是正向。第四mos晶體管q4收容于框體30，連接于第七及第八端子之間(o2、pm2)，從第八端子pm2向第七端子o2的方向是正向。第三肖特基勢壘二極管d3收容于框體30，陰極與第七端子o2連接，陽極與第九端子nd2連接。第四肖特基勢壘二極管d4收容于框體30，陽極與第七端子o2連接，陰極與第十端子pd2連接。

(6)第四實施方式的變形例涉及的功率模塊25在上述的第四實施方式的功率模塊24的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有第十一端子nm3、第十二端子o3、第十三端子pm3、第十四端子nd3、第十五端子pd3、第五mos晶體管q5、第六mos晶體管q6、第五肖特基勢壘二極管d5以及第六肖特基勢壘二極管d6。第十一端子nm3、第十二端子o3、第十三端子pm3、第十四端子nd3以及第十五端子pd3固定于框體30，能夠與外部連接。第五mos晶體管q5收容于框體30，連接于第十一及第十二端子之間(nm3、o3)，從第十二端子o3向第十一端子nm3的方向是正向。第六mos晶體管q6收容于框體30，連接于第十二及第十三端子之間(o3、pm3)，從第十三端子(pm3)向第十二端子(o3)的方向是正向。第五肖特基勢壘二極管d5收容于框體30，陰極與第十二端子o3連接，陽極與第十四端子nd3連接。第六肖特基勢壘二極管d6收容于框體30，陽極與第十二端子o3連接，陰極與第十五端子pd3連接。

(7)第六實施方式的功率模塊27在上述的第二實施方式的功率模塊21的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有第六端子o2、第三mos晶體管q3以及第四mos晶體管q4。第六端子o2固定于框體30，能夠與外部連接。第三mos晶體管q3收容于框體30，連接于第四及第六端子之間(nd1、o2)，從第六端子o2向第四端子nd1的方向是正向。第四mos晶體管q4收容于框體30，連接于第五及第六端子之間(pd1、o2)，從第五端子pd1向第六端子o2的方向是正向。

(8)上述的第六實施方式的功率模塊27還具有：絕緣基板40，其收容于框體；以及第一導(dǎo)電圖案46b、第二導(dǎo)電圖案44a、第三導(dǎo)電圖案42a、第四導(dǎo)電圖案46a、第五導(dǎo)電圖案42b以及第六導(dǎo)電圖案44b，它們形成于絕緣基板40之上，分別與第一端子nm1、第二端子o1、第三端子pm1、第四端子nd1、第五端子pd1以及第六端子o2連接。第一mos晶體管q1的正側(cè)的主電極以及第一肖特基勢壘二極管d1的陰極軟釬焊連接于第二導(dǎo)電圖案44a。第二mos晶體管q2的正側(cè)的主電極軟釬焊連接于第三導(dǎo)電圖案42a。第三mos晶體管q3的正側(cè)的主電極軟釬焊連接于第六導(dǎo)電圖案44b。第四mos晶體管q4的正側(cè)的主電極以及第二肖特基勢壘二極管d2的陰極軟釬焊連接于第五導(dǎo)電圖案42b。第一mos晶體管q1的負(fù)側(cè)的主電極經(jīng)由配線與第一導(dǎo)電圖案46b連接。第二mos晶體管q2的負(fù)側(cè)的主電極以及第二肖特基勢壘二極管d2的陽極經(jīng)由配線與第二導(dǎo)電圖案44a連接。第三mos晶體管q3的負(fù)側(cè)的主電極以及第一肖特基勢壘二極管d1的陽極經(jīng)由配線與第四導(dǎo)電圖案46a連接。第四mos晶體管q4的負(fù)側(cè)的主電極經(jīng)由配線與第六導(dǎo)電圖案44b連接。

(9)第五實施方式的功率模塊26具有框體30、第一端子n、第二端子o、第三端子p、第一mos晶體管q1、第二mos晶體管q2、第一肖特基勢壘二極管d1以及第二肖特基勢壘二極管d2。第一端子n、第二端子o以及第三端子p固定于框體30，能夠與外部連接。第一mos晶體管q1收容于框體30，連接于第一及第二端子之間(n、o)，從第二端子o向第一端子n的方向是正向。第二mos晶體管q2收容于框體30，連接于第二及第三端子之間(o、p)，從第三端子p向第二端子o的方向是正向。第一肖特基勢壘二極管d1收容于框體30，與第一mos晶體管q1并聯(lián)，陽極與第一端子n連接且陰極與第二端子o連接。第二肖特基勢壘二極管d2收容于框體30，與第二mos晶體管q2并聯(lián)，陽極與第二端子o連接且陰極與第三端子p連接。第一交叉點處的電流值處于功率模塊26的額定電流的±10％的范圍內(nèi)，該第一交叉點是正向電流流過第一mos晶體管q1的體二極管時的電流電壓特性與正向電流流過第一肖特基勢壘二極管d1時的電流電壓特性的交叉點。第二交叉點處的電流值處于功率模塊26的額定電流的±10％的范圍內(nèi)，該第二交叉點是正向電流流過第二mos晶體管q2的體二極管時的電流電壓特性與正向電流流過第二肖特基勢壘二極管d2時的電流電壓特性的交叉點。

(10)在上述(9)中，第一及第二肖特基勢壘二極管d1、d2分別包含在陰極電極層65的表面形成的電阻層66。

(11)在上述(9)中，第一及第二肖特基勢壘二極管d1、d2分別是結(jié)勢壘肖特基構(gòu)造。

(12)在上述(1)～(11)中，各mos晶體管q1～q6以及各肖特基勢壘二極管d1～d6是使用帶隙比硅大的半導(dǎo)體材料而形成的。

(13)第三實施方式的3相逆變器系統(tǒng)123將從正側(cè)輸入節(jié)點np以及負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn輸入的直流電壓變換為3相交流電壓，將該3相交流電壓從第一相輸出節(jié)點no1、第二相輸出節(jié)點no2、第三相輸出節(jié)點no3輸出。3相逆變器系統(tǒng)123具有上述(4)所述的功率模塊23。第一端子n與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn連接。第三端子p與正側(cè)輸入節(jié)點np連接。第二以及第四端子mo1、do1與第一相輸出節(jié)點no1連接。第五以及第六端子mo2、do2與第二相輸出節(jié)點no2連接。第七以及第八端子mo3、do3與第三相輸出節(jié)點no3連接。

(14)第四實施方式的3相逆變器系統(tǒng)125將從正側(cè)輸入節(jié)點np以及負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn輸入的直流電壓變換為3相交流電壓，將該3相交流電壓從第一相輸出節(jié)點no1、第二相輸出節(jié)點no2、第三相輸出節(jié)點no3輸出。3相逆變器系統(tǒng)具有上述(6)所述的功率模塊25。第一、第四、第六、第九、第十一以及第十四端子nm1、nd1、nm2、nd2、nm3、nd3與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn連接。第三、第五、第八、第十、第十三、第十五端子pm1、pd1、pm2、pd2、pm3、pd3與正側(cè)輸入節(jié)點np連接。第二端子o1與第一相輸出節(jié)點no1連接。第七端子o2與第二相輸出節(jié)點no2連接。第十二端子o3與第三相輸出節(jié)點no3連接。

(15)第六實施方式的3相逆變器系統(tǒng)127將從正側(cè)輸入節(jié)點np以及負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn輸入的直流電壓變換為3相交流電壓，將該3相交流電壓從第一相輸出節(jié)點no1、第二相輸出節(jié)點no2、第三相輸出節(jié)點no3輸出。3相逆變器系統(tǒng)127具有3臺上述(7)所述的功率模塊27即第一功率模塊27a、第二功率模塊27b以及第三功率模塊27c。各功率模塊27a、27b、27c的第一及第四端子nm1、nd1與負(fù)側(cè)輸入節(jié)點nn連接。各功率模塊27a、27b、27c的第三以及第五端子pm1、pd1與正側(cè)輸入節(jié)點np連接。第一功率模塊27a的第二以及第六端子o1、o2與第一相輸出節(jié)點no1連接。第二功率模塊27b的第二以及第六端子o1、o2與第二相輸出節(jié)點no2連接。第三功率模塊27c的第二以及第六端子o1、o2與第三相輸出節(jié)點no3連接。

(16)提供上述(1)或(2)所述的功率模塊(20、21)的檢查方法。該檢查方法具有：第一通電步驟，使直流電流在從第一端子(n、nm1)向第二端子(mo1、o1)的方向上流過；第二通電步驟，使直流電流在從第二端子(mo1、o1)向第三端子(p、pm1)的方向上流過；基于第一mos晶體管q1的電氣特性在第一通電步驟前后的變化而判定第一mos晶體管q1的品質(zhì)的步驟；以及基于第二mos晶體管q2的電氣特性在第二通電步驟前后的變化而判定第二mos晶體管q2的品質(zhì)的步驟。

針對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本次公開的實施方式在所有方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書示出，意在包含與權(quán)利要求書等同的含義以及范圍內(nèi)的全部變更。