DE102011077778A1

DE102011077778A1 - Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102011077778A1
Application number: DE102011077778A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Narazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2031-06-18
Also published as: KR101248439B1; DE102011077778B4; US20120013349A1; US8519733B2; KR20120007957A; JP2012023229A; JP5618662B2

Abstract

Ein Messanschluss (10, 20) ist an einer Kante eines Halbleitersubstrats (1) so angeordnet, dass er von einer Gate-Elektrode (5) und einer Source-Elektrode (6) entfernt ist, die in einem Oberflächenabschnitt auf einer Seite (X1) in einer Dickerichtung des Halbleiterwafers (1) entfernt ist, wobei ein Elektrodenkontaktabschnitt (14) in Kontakt mit einer Drain-Elektrode (2) auf der anderen Seite (X2) in der Dickerichtung des Halbleiterwafers (1) ist und ein Anschlusskontaktabschnitt (12) auf der einen Seite (X1) in der Dickerichtung des Halbleiterwafers (1) frei liegt. Ein Messkopfanschluss (15) wird in Kontakt mit dem Anschlusskontaktabschnitt (12) des Messanschlusses (10, 20) gebracht, und der Messkopfanschluss (15) wird in Kontakt mit der Gate-Elektrode (5) und der Source-Elektrode (6) gebracht, wodurch elektrische Eigenschaften eines MOSFETs gemessen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements und ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterelements unter Verwendung desselben.
Bei den Herstellungsschritten für Halbleiterchips, die eine Halbleitervorrichtung bilden, wird ein sogenannter Wafer-Test durchgeführt, bei dem ein Leitungstest für Halbleiterelemente, die auf einem Halbleiterwafer (im Folgenden auch einfach als „Wafer” bezeichnet) gebildet sind, in einem Waferzustand durchgeführt wird. In einigen Fällen sind Elektroden eines Halbleiterelements nicht nur auf einer Seite in einer Dickerichtung des Wafers (im Folgenden als „Vorderflächenseite” bezeichnet) gebildet, sondern auch auf der anderen Seite in der Waferdickenrichtung (im Folgenden als „Rückflächenseite” bezeichnet). Bei einem bekannten Wafer-Test ist die Rückflächenseite des Wafers fest an einer leitenden Waferplattform gehalten. Um die Elektrode auf der Rückflächenseite (im Folgenden auch als „Rückflächenelektrode” bezeichnet) leitend zu machen, wird die Rückflächenelektrode über die Waferplattform, die als Elektrode verwendet wird, leitend gemacht.
Im Fall eines Wafers, auf dem ein Leistungs-MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor, Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als Halbleiterelement gebildet ist (im Folgenden auch als „Leistungs-MOSFET-Wafer” bezeichnet), ist eine Drain-Elektrode auf der Rückflächenseite gebildet, und eine Source-Elektrode und eine Gate-Elektrode sind auf der Vorderflächenseite gebildet. Daher wird die Rückflächenseite des Wafers fest auf der Waferplattform gehalten, um die Drain-Elektrode auf der Rückflächenseite elektrisch mit der Waferplattform zu verbinden, und die Gate-Elektrode und die Source-Elektrode auf der Vorderflächenseite werden mit einem Messkopfanschluss in Kontakt gebracht, um dadurch eine Anwendungselektrode bei dem Wafer-Test sicherzustellen.
Um eine höheren Leistungsfähigkeit einer Halbleitervorrichtung zu erzielen, wurde eine Entwicklung durchgeführt, einen Wafer dünner zu machen. Ein dünner Wafer verringert den Widerstand zwischen einem Drain und einer Source, was den Leitungsverlust verringert.
In einem Fall, in dem ein Wafer dünner gemacht ist, neigt der Wafer dazu, sich zu krümmen, was seine Handhabung schwieriger macht. Wenn beispielsweise ein Wafer-Test durchgeführt wird auf einem gekrümmten Wafer im Zustand eines Einzelwafers (im Folgenden als „Zustand eines bloßen Wafers” bezeichnet), wird der Wafer beschädigt, beispielsweise bekommt er Risse oder bricht. Daher kann ein Wafer-Test nicht in einem Zustand eines bloßen Wafers durchgeführt werden. Um einen Wafer-Test durchzuführen, muss der Wafer gehalten werden durch Anbringen eines fest zugeordneten Blattes oder eines isolierenden Substrate an der Rückfläche des Wafers.
In einem Fall, in dem der Wafer gehalten ist durch Anbringen eines fest zugeordneten Blattes oder dergleichen an der Rückseite des Wafers, ist der Wafer auch dann von der Waferplattform isoliert, wenn der Wafer fest an der Waferplattform gehalten wird. Das führt zu einem Problem, dass eine Elektrode auf einer Rückflächenseite des Wafers, beispielsweise eine Drain-Elektrode eines Leistungs-MOSFET im Fall eines Leistungs-MOSFET-Wafers, nicht leitend gemacht werden kann.
Um das oben genannte Problem zu lösen, wird ein Verfahren zum Durchführen eines Wafer-Tests verwendet, bei dem eine spezifische Elektrode auf der Vorderflächenseite des Wafers als Drain-Elektrode gebildet ist, oder ein Verfahren zum Durchführen eines Wafer-Tests, bei dem eine Source-Elektrode auf einer Vorderflächenseite eines angrenzenden Chips als Drain-Elektrode gebildet ist (s. z. B. JP H08-153763 A ).
Bei dem bekannten Verfahren, das beispielsweise in JP H08-153763 A beschrieben ist, wird ein Wafer-Test durchgeführt, indem eine Elektrode, die auf einer Vorderflächenseite eines Wafers gebildet ist, in leitenden Zustand gebracht wird und eine Spannung zwischen der Elektrode und einer Source-Elektrode angelegt wird, und somit breitet sich eine Verarmungsschicht von der Source-Seite nicht hinreichend zu einer Drain-Seite hin aus, die die Rückflächenseite des Wafer ist. Demzufolge können elektrische Eigenschaften eines Halbleiterelements nicht genau gemessen werden. Während beispielsweise ein anfänglicher Kanalleckstrom genau gemessen werden kann, kann der Leckstrom bei Anliegen einer hohen Spannung nicht genau gemessen werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements bereitzustellen, das in der Lage ist, von einer Seite in einer Dickenrichtung eines Wafers aus eine Elektrode auf der anderen Seite in der Dickenrichtung des Wafers in leitenden Zustand zu bringen und elektrische Eigenschaften eines Halbleiterelements, z. B. einen Leckstrom während des Anliegens einer hohen Spannung, genau zu messen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht weiter darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die das Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements verwendet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß Anspruch 1.
Bei dem Verfahren wird das Messen von Eigenschaften durchgeführt an einem Halbleiterelement, das eine Elektrode der einen Seite in einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in einer Dickerichtung eines Halbleitersubstrats enthält und eine Elektrode der anderen Seite in einem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats enthält. Das Verfahren enthält einen Anordnungsschritt und einen Messschritt.
In dem Anordnungsschritt wird ein Messanschluss, der einen ersten Leitabschnitt, der leitfähig ist, und einen zweiten Leitabschnitt enthält, der leitfähig ist und elektrisch mit dem ersten Leitabschnitt verbunden ist, enthält, so an einer Kante des Halbleitersubstrats angeordnet, dass er von der Elektrode der einen Seite entfernt ist, wobei der erste Leitabschnitt in Kontakt mit der Elektrode der anderen Seite auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats ist und der zweite Leitabschnitt auf der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats freiliegt.
In dem Messschritt werden die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterelements gemessen durch Bringen eines Messkopfanschlusses in Kontakt mit dem zweiten Leitabschnitt und der Elektrode der einen Seite von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus.
Gemäß dem Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements ist der Messanschluss, der den ersten Leitabschnitt und den zweiten Leitabschnitt enthält, in dem Anordnungsschritt an der Kante des Halbleitersubstrats angeordnet, und der Messkopfanschluss wird in dem Messschritt in Kontakt mit dem zweiten Leitabschnitt und der Elektrode der einen Seite gebracht, wodurch elektrische Eigenschaften eines Halbleiterelements gemessen werden.
Der Messanschluss ist so angeordnet, dass er von der Elektrode der einen Seite entfernt ist, wobei der erste Leitabschnitt in Kontakt mit der Elektrode der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats ist und der zweite Leitabschnitt auf der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats frei liegt. Somit kann die Elektrode der anderen Seite von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus leitend gemacht werden, indem der Messkopfanschluss von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus in Kontakt mit dem zweiten Leitabschnitt des Messanschlusses gebracht wird.
Daher können die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterelements auch in einem Fall, in dem ein isolierendes Stützelement an dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats angebracht ist, von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus genau gemessen werden, indem der Messkopfanschluss von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus in Kontakt mit dem zweiten Leitabschnitt des Messanschlusses und der Elektrode der einen Seite gebracht wird.
Es kann beispielsweise eine Spannung von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus zwischen die Elektrode der einen Seite und die Elektrode der anderen Seite angelegt werden, wodurch es möglich ist, eine Durchbruchspannung eines Halbleiterelements genau zu messen. Außerdem ist es möglich, einen Leckstrom genau zu messen, der erzeugt wird, wenn eine hohe Spannung zwischen der Elektrode der einen Seite und der Elektrode der anderen Seite anliegt.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6.
Das Verfahren enthält die Schritte des Vorbereitens eines Halbleitersubstrats, des Messens elektrischer Eigenschaften von Halbleiterelementen, des Gewinnens von Halbleiterchips und des Zusammenbauens einer Halbleitervorrichtung.
In dem Schritt des Vorbereitens des Halbleitersubstrats wird ein Halbleitersubstrat vorbereitet, das eine Mehrzahl von in ihm gebildeten Halbleiterelementen enthält, wobei jedes Halbleiterelement eine Elektrode der einen Seite in einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in einer Dickerichtung eines Halbleitersubstrats enthält und eine Elektrode der anderen Seite in einem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats enthält.
In dem Schritt des Messens elektrischer Eigenschaften von Halbleiterelementen werden die elektrischer Eigenschaften der Halbleiterelemente gemessen mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dem Schritt des Gewinnens von Halbleiterchips werden die Halbleiterchips gewonnen durch Schneiden des Halbleitersubstrats, so dass zumindest eines der Halbleiterelemente enthalten ist.
In dem Schritt des Zusammenbauens einer Halbleitervorrichtung wird eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Halbleiterchips zusammengebaut.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung wird ein Halbleitersubstrat vorbereitet, das eine Mehrzahl von in ihm gebildeten Halbleiterelementen enthält, und die elektrischen Eigenschaften der Halbleiterelemente werden mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen. Das Halbleitersubstrat wird so geschnitten, dass zumindest ein Halbleiterelement enthalten ist, wodurch die Halbleiterchips gewonnen werden. Eine Halbleitervorrichtung wird unter Verwendung der Halbleiterchips zusammengebaut.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zum Messen von Eigenschaften einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die elektrischen Eigenschaften der Halbleiterelemente von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats aus genau zu messen, selbst wenn ein isolierendes Stützelement an dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats angebracht ist.
Die Verwendung des Verfahrens zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements ermöglicht es, Halbleiterchips, die ein nicht defektes Halbleiterelement enthalten, zuverlässiger zu unterscheiden durch Unterscheiden der Halbleiterchips basierend auf den Messergebnissen. Demzufolge kann eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung von nicht defekten Halbleiterchips zusammengebaut werden, was eine Herstellungsausbeute einer Halbleitervorrichtung verbessert.
Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand eines Halbleiterwafers zeigt, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
2 ist eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Halbleiterwafer gesehen von der einen Seite in der Dickerichtung.
3 ist eine Schnittansicht, die die Umgebung eines in 1 gezeigten Messanschlusses vergrößert zeigt.
4 ist eine Draufsicht auf einen Halbleiterwafer gesehen von der einen Seite in der Dickerichtung, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand eines Halbleiterwafers zeigt, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Messanschluss eines weiteren Beispiels des Messanschlusses zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die einen Messanschluss noch eines weiteren Beispiels des Messanschlusses zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand eines Halbleiterwafers zeigt, wenn ein Wafertestverfahren gemäß der zugrunde liegenden Technik durchgeführt wird.
9 ist eine Draufsicht auf den in 8 gezeigten Halbleiterwafer gesehen von der einen Seite in der Dickerichtung.
10 ist eine Draufsicht, die einen Bereich zeigt, der als Halbleiterchip des in 9 gezeigten Halbleiterwafers dient, gesehen von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleiterwafers.
11 ist eine Draufsicht, die den Bereich zeigt, der als Halbleiterchip des in 9 gezeigten Halbleiterwafers dient, gesehen von der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleiterwafers.
12 zeigt eine Leckstrommessschaltung eines Leistungs-MOSFET.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Halbleiterwafer zeigt, wobei ein Halteelement an dessen Rückseite angebracht ist.
14 ist eine Draufsicht, die einen Halbleiterwafer zeigt, auf dem eine vorderflächenseitige Drainelektrode gebildet ist.
15 ist eine Schnittansicht, die ein Ausmaß zeigt, in dem sich eine Verarmungsschicht in dem Halbleiterwafer erstreckt, wenn die vorderflächenseitige Drainelektrode leitend gemacht wird.
16 ist eine Schnittansicht, die ein Ausmaß zeigt, in dem sich eine Verarmungsschicht in dem Halbleiterwafer erstreckt, wenn die rückflächenseitige Drainelektrode leitend gemacht wird.
Bevor ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, wird ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Technik beschrieben. Im Folgenden wird als Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements ein Wafer-Test-Verfahren beschrieben, bei dem elektrische Eigenschaften eines Halbleiterelements, das auf einem Halbleiter-Wafer (im Folgenden einfach als „Wafer” bezeichnet) gebildet ist, in einem Waferzustand gemessen werden.
8 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand eines Halbleiterwafers 51 zeigt, wenn das Wafer-Test-Verfahren der zugrunde liegenden Technik durchgeführt wird. 9 ist eine Draufsicht auf den in 8 gezeigten Halbleiterwafer gesehen von einer Seite X1 in einer Dickerichtung aus. 8 entspricht einer Schnittansicht entlang einer Schnittlinie B-B in der in 9 gezeigten Draufsicht. 10 ist eine Draufsicht, die einen Bereich zeigt, der als Halbleiterchip 54 des in 9 gezeigten Halbleiterwafers 51 dient, gesehen von der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 51 aus. 11 ist eine Draufsicht, die den Bereich zeigt, der als Halbleiterchip 54 des in 9 gezeigten Halbleiterwafers 51 dient, gesehen von der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 51 aus. Als zugrunde liegende Technik wird ein Wafer-Test-Verfahren für einen Fall beschrieben, in dem ein Leistungs-MOSFET 57 als Halbleiterelement bereitgestellt ist.
Über den gesamten Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 51 (im Folgenden auch als „Rückfläche” bezeichnet) ist eine Drain-Elektrode 52 des Leistungs-MOSFETs 57 gebildet. Der Halbleiterwafer 51 enthält eine Mehrzahl von Bereichen, die in einem unten beschriebenen Schritt als Halbleiterchips 54 in Stücke geteilt werden. Auch wenn das in 8 nicht gezeigt ist, sind in einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung (im Folgenden auch als „Vorderfläche” bezeichnet) des Halbleiterwafers 51 für jeden Bereich, der als Halbleiterchip 54 dient, eine Gate-Elektrode 55 und eine Source-Elektrode 56 des Leistungs-MOSFETs 57 bereitgestellt, wie es in 9 gezeigt ist.
Bei dem Wafer-Test wird der Halbleiterwafer 51 so gehalten, dass die andere Seite X2 in seiner Dickerichtung, d. h. seine Rückfläche, fest an einer leitenden Waferplattform 53 gehalten ist. Wenn ein Anschluss 50 der Waferplattform 53 leitend gemacht wird, wird die Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 51 über die Waferplattform 53 leitend gemacht.
In einem Fall, in dem elektrische Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 57 ausgewertet werden, werden die Gate-Elektrode 55 und die Source-Elektrode 56 jedes Bereichs, der als Halbleiterchip 54 des Halbleiterwafers 51 dient, in Kontakt mit einem Messkopfanschluss gebracht, um leitend gemacht zu werden.
12 zeigt eine Leckstrommessschaltung des Leistungs-MOSFETs 57. Im Fall des Messens eines Leckstroms zwischen einem Drain und einer Source wird beispielsweise, wie in 12 gezeigt, eine Spannung von einer Leistungsversorgung E an die Drain-Seite D angelegt, nachdem ein Gate G und eine Source S kurzgeschlossen wurden, und der fließende Strom wird gemessen.
13 ist eine Schnittansicht, die den Halbleiterwafer 51 zeigt, wobei ein Halteelement an dessen Rückfläche angebracht ist. In einem Fall, in dem der Halbleiterwafer 51 dünn ist, d. h. in einem Fall, in dem der Halbleiterwafer 51 eine kleine Dickenabmessung hat, neigt der Wafer dazu, sich zu krümmen, was seine Handhabung erschwert. Wenn beispielsweise ein Wafer-Test an dem gekrümmten Wafer im Zustand eines bloßen Wafers durchgeführt wird, wird der Wafer beschädigt, beispielsweise bekommt er Risse oder bricht, und somit kann der Wafer-Test nicht in dem Zustand des bloßen Waferzustands durchgeführt werden. Demzufolge ist das Stützelement 60, z. B. eine isolierende Platte, wie in 13 gezeigt, für die Rückflächenseite erforderlich, und somit kann die Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite auch dann nicht leitend gemacht werden, wenn der Halbleiterwafer 51 fest an der Waferplattform 53 gehalten wird.
14 ist eine Draufsicht, die den Halbleiterwafer 51 zeigt, auf dem eine vorderflächenseitige Drain-Elektrode 61 gebildet ist. Die oben beschriebene 13 entspricht einer Schnittansicht entlang einer Linie C-C in der in 14 gezeigten Draufsicht. In einem Fall, in dem das Stützelement 60 an der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 51 angebracht ist, ist die vorderflächenseitige Drain-Elektrode auf der Vorderfläche des Halbleiterwafers 51 gebildet, wie es beispielsweise in 14 gezeigt ist. Die vorderflächenseitige Drain-Elektrode 61 wird leitend gemacht, und eine Spannung wird zwischen die vorderflächenseitige Drain-Elektrode 61 und die Source-Elektrode 56 angelegt, was es ermöglicht, die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 57 auszuwerten.
15 ist eine Schnittansicht, die ein Ausmaß zeigt, in dem sich eine Verarmungsschicht 80 in dem Halbleiterwafer 51 erstreckt, wenn die vorderflächenseitige Drain-Elektrode leitend gemacht wird. 16 ist eine Schnittansicht, die ein Ausmaß zeigt, in dem sich eine Verarmungsschicht 81 in dem Halbleiterwafer 51 erstreckt, wenn eine rückflächenseitige Drain-Elektrode leitend gemacht wird. 15 und 16 zeigen als Beispiele für den in 9 gezeigten Leistungs-MOSFET 57 einen Halbleiterwafer 51, der einen Leistungs-MOSFET mit einem Graben-Gate-Aufbau enthält. Der Halbleiterwafer 51 enthält eine n⁺-Schicht 71, die eine hohe Dotierungskonzentration aufweist, eine n^–-Schicht 72, die in einem Oberflächenabschnitt auf einer Seite in einer Dickerichtung der n⁺-Schicht 71 angeordnet ist und eine p-Basisschicht 73, die gebildet ist durch Injizieren von p-Dotierungen in einen Oberflächenabschnitt auf einer Seite in einer Dickerichtung der n^–-Schicht 72.
Die Gate-Elektrode 55 wird über einer Gate-Isolierschicht 75 in einem Graben gebildet, der durch die p-Basisschicht 73 des Halbleiterwafers 51 hindurchdringt und bis in die n^–-Schicht 72 hineinreicht. Die Source-Elektrode 56 ist so gebildet, dass sie die Gate-Elektrode 55 über einer Zwischenlagenisolierschicht 76 bedeckt und in Kontakt mit einem Source-Bereich 74 und der p-Basisschicht 73 ist. Die vorderflächenseitige Drain-Elektrode 61 ist so gebildet, dass sie durch eine Öffnung der Zwischenlagenisolierschicht 76 hindurchtritt und in Kontakt mit der p-Basisschicht 73 ist.
In einem Fall, in dem eine Spannung zwischen der vorderflächenseitigen Drain-Elektrode 61 und der Source-Elektrode 56 angelegt ist, wodurch die vorderflächenseitige Drain-Elektrode 61 leitend gemacht wird, dehnt sich die Verarmungsschicht 80, wie in 15 gezeigt, nicht hinreichend zu der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 51, d. h. zu der Unterseite auf dem Blatt von 15, hin aus. Dementsprechend kann, wenn ein Defekt oder dergleichen in der Nähe der Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite vorhanden ist, ein Leckstrom, der sich aus diesem Defekt oder dergleichen ergibt, nicht genau gemessen werden, wodurch der Defekt oder dergleichen in der Nähe der Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite nicht unterschieden werden kann.
Wenn dagegen die Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite leitend gemacht wird und eine Spannung auf herkömmliche Weise zwischen die Drain-Elektrode 52 und die Source-Elektrode 56 angelegt wird, erstreckt sich die Verarmungsschicht 81 entlang einem elektrischen Feld, das in der n^–-Schicht 72 erzeugt wird, und sie erstreckt sich demzufolge bis in die Nähe der Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite. Wenn dabei eine Schicht frei von n⁺ existiert, die ein Abschnitt ist, in dem die n⁺-Schicht 71 aufgrund eines Musterdefekts oder dergleichen nicht gebildet ist, kann ein Defekt durch ein Ansteigen des Leckstroms unterschieden werden.
Um die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterelementen wie z. B. dem Leistungs-MOSFET 57 exakt zu messen, ist es erforderlich, tatsächlich die Drain-Elektrode 52 auf der Rückflächenseite zum Leiten zu bringen und einen Wafer-Test durchzuführen. Aus diesem Grunde werden bei dem Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung Aufbauten gemäß den unten beschriebenen Ausführungsformen verwendet.
1 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand eines Halbleiterwafers 1 zeigt, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 2 ist eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Halbleiterwafer gesehen von der einen Seite X1 in der Dickerichtung aus. 1 entspricht einer Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A-A in der in 2 gezeigten Draufsicht. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Umgebung eines in 1 gezeigten Messanschlusses vergrößert zeigt. In dieser Ausführungsform wird ein Wafer-Test-Verfahren für den Halbleiterwafer 1, der Leistungs-MOSFETs 7 als Halbleiterelemente enthält, als Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements beschrieben. Der Halbleiterwafer 1 entspricht einem Halbleitersubstrat.
Über eine gesamte Rückfläche des Halbleiterwafers 1, die ein Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in seiner Dickerichtung ist, ist eine Drain-Elektrode 2 des Leistungs-MOSFETs 7 gebildet. Die Rückfläche des Halbleiterwafers 1 ist über die Drain-Elektrode 2 an einem Stützelement 3 angebracht. Anders ausgedrückt, ist das Stützelement 3 an der Rückfläche des Halbleiterwafers 1 über die Drain-Elektrode 2 angebracht. Das Stützelement 3 entspricht einem Stützelement, das mit dem Halbleiterwafer 1 verbunden ist und den Halbleiterwafer 1 stützt. Das Stützelement 3 ist beispielsweise aus einem isolierenden Blatt gebildet, das gewonnen wird durch Formen eines isolierenden Materials in eine Blattform, oder aus einem isolierenden Substrat, das aus einem isolierenden Material gebildet ist.
Der Halbleiterwafer 1 enthält eine Mehrzahl von Bereichen, die in einem unten beschriebenen Schritt als Halbleiterchips 4 in Stücke geteilt werden. Auch wenn es in 1 nicht gezeigt ist, sind in dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 für jeden Bereich, der als Halbleiterchip 4 dient, eine Gate-Elektrode 5 und eine Source-Elektrode 6 des Leistungs-MOSFETs 7 gebildet, wie in 2 gezeigt.
Auf diese Weise enthält der Leistungs-MOSFET 7 die Gate-Elektrode 5 und die Source-Elektrode 6 in dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 und die Drain-Elektrode 2 in dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1. Die Gate-Elektrode 5 und die Source-Elektrode 6 entsprechen einer Elektrode der einen Seite und die Drain-Elektrode 2 entspricht einer Elektrode der anderen Seite.
Das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß dieser Ausführungsform wird wie folgt durchgeführt. Zunächst wird in einem Anordnungsschritt der Messanschluss 10 an einem Rand des Halbleiterwafers 1 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der Messanschluss 10 am dem Rand des Halbleiterwafers 1 angeordnet, der ein übriger Bereich des Halbleiterwafers 1 außer den Bereichen, die als Halbleiterchips 4 dienen, ist.
Der Messanschluss 10 enthält einen Anschlusskontaktabschnitt 12, mit dem ein Messkopfanschluss 15 in Kontakt gebracht wird, einen Elektrodenkontaktabschnitt 14, der in Kontakt mit der Drain-Elektrode 2 ist, die die Elektrode auf der anderen Seite ist, und einen Verbindungsabschnitt 13, der den Anschlusskontaktabschnitt 12 und den Elektrodenkontaktabschnitt 14 verbindet. Der Verbindungskontaktabschnitt 12 und der Elektrodenkontaktabschnitt 14 liegen einander gegenüber und sind integral mit dem Verbindungsabschnitt 13 gebildet. Der Anschlusskontaktabschnitt 12, der Verbindungsabschnitt 13 und der Elektrodenkontaktabschnitt 14 sind aus einem leitenden Material gebildet und weisen Leitfähigkeit auf. Das macht den Messanschluss 10 zu einem leitenden Anschluss, der Leitfähigkeit aufweist. Der Anschlusskontaktabschnitt 12 ist über den Verbindungsabschnitt 13 elektrisch mit dem Elektrodenkontaktabschnitt 14 verbunden. Der Elektrodenkontaktabschnitt 14 entspricht einem ersten leitenden Abschnitt und der Anschlusskontaktabschnitt 12 entspricht einem zweiten leitenden Abschnitt.
Der Messanschluss 10 ist so an dem Rand des Halbleiterwafers 1 angeordnet, dass der Elektrodenkontaktabschnitt 14 in Kontakt mit der Drain-Elektrode 2 auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 ist und dass der Anschlusskontaktabschnitt 12 auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 freiliegt. Weiter ist der Messanschluss 10 entfernt von den Gate-Elektroden 5 und den Source-Elektroden 6 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der Messanschluss 10 in dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 so angeordnet, dass der Anschlusskontaktabschnitt 12 entfernt von den Gate-Elektroden 5 und den Source-Elektroden 6 ist.
Der Messanschluss 10 ist auf diese Weise an dem Rand des Halbleiterwafers 1 angeordnet, wodurch es möglich ist, die Drain-Elektrode 2, die auf der Rückfläche des Halbleiterwafers 1 gebildet ist, die der Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in dessen Dickerichtung ist, über den Messanschluss 10 zu der Vorderflächenseite zu ziehen, die die eine Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 ist.
Insbesondere ist der Messanschluss 10 an dem Rand des Halbleiterwafers 1 so angeordnet, dass der Halbleiterwafer 1 zwischen dem Elektrodenkontaktabschnitt 14 und dem Anschlusskontaktabschnitt 12 eingebettet ist. Genauer gesagt, ist der Messanschluss 10 an dem Rand des Halbleiterwafers 1 so angeordnet, dass der Anschlusskontaktabschnitt 12 dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 gegenüberliegt. Anders ausgedrückt, ist der Anschlusskontaktabschnitt 12 auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet und bedeckt den Rand des Halbleiterwafers 1 von der einen Seite X1 in der Dickerichtung aus.
Der Elektrodenkontaktabschnitt 14 ist auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet und bedeckt den Rand des Halbleiterwafers 1 von der anderen Seite X2 in der Dickerichtung aus. Der Verbindungsabschnitt 13 ist an der Seite des Halbleiterwafers 1 angeordnet und verbindet den Rand auf einer Seite, die der Seite des Anschlusskontaktabschnitts 12 gegenüberliegt, der den Halbleiterwafer 1 bedeckt und den Rand auf einer Seite, die der Seite des Elektrodenkontaktabschnitts 14 gegenüberliegt, der den Halbleiterwafer 1 bedeckt. Der Anschlusskontaktabschnitt 12 und der Elektrodenkontaktabschnitt 14 sind so gebildet, dass sie ungefähr dieselbe Form und Abmessung haben, gesehen von der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 aus, und sie sind so angeordnet, dass sie einander ganz überlappen.
Während 1 und 3 zeigen, dass der Elektrodenkontaktabschnitt 14 des Messanschlusses 10 relativ dick ist, ist es tatsächlich vorzuziehen, dass, um eine Maßnahme gegen ein Krümmen des Halbleiterwafers 1 auf dem Stützelement 3 zu ergreifen, der Elektrodenkontaktabschnitt 14 des Messanschlusses 10 als viel dünnere Elektrode gebildet ist, verglichen mit der Drain-Elektrode 2 und dem Stützelement 3. Insbesondere ist vorzuziehen, dass der Elektrodenkontaktabschnitt 14 aus einem leitfähigen Band oder einem leitfähigen Dünnfilm gebildet ist.
Der Elektrodenkontaktabschnitt 14, der aus einem leitfähigen Band oder einem leitfähigen Dünnfilm gebildet ist, ist in der Lage, zu vermeiden, dass eine Krümmung des Halbleiterwafers aufgrund dessen, dass der Elektrodenkontaktabschnitt 14 zwischen die Drain-Elektrode 2 und das Stützelement 3 eingefügt ist, nicht korrigiert werden kann. Das heißt, es ist möglich, einen Einfluss aufgrund der Tatsache, dass der Elektrodenkontaktabschnitt 14 zwischen der Drain-Elektrode 2 und dem Stützelement 3 liegt, soweit wie möglich verringert werden kann, und demzufolge kann eine Krümmung des Halbleiterwafers 1 durch das Stützelement 3 korrigiert werden. Daher ist es möglich zu verhindern, dass der Halbleiterwafer 1 bei einem Wafer-Test beschädigt wird, beispielsweise Risse bekommt oder bricht.
In dieser Ausführungsform ist der Messanschluss 10 so angeordnet, dass der Halbleiterwafer 1 darin über eine isolierende Platte 11 eingebettet ist. Die isolierende Platte 11 ist zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Die isolierende Platte 11 muss eine elektrische Spannungsfestigkeit aufweisen, die größer gleich der Spannung ist, die an den Drain angelegt wird.
In dieser Ausführungsform hat der Halbleiterwafer 1 eine Diskform. Der Messanschluss 10 hat eine Ringform, insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische Form, und ist ganz in der Umfangsrichtung an der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Insbesondere ist der Messanschluss 10 so angeordnet, dass er mit seiner inneren Randkante die äußere Randkante des Halbleiterwafers 1 bedeckt. Insbesondere ist der Messanschluss 10 gebildet durch Verbinden der äußeren Randkanten des Anschlusskontaktabschnitts 12 und des Elektrodenkontaktabschnitts 14, die ringförmig, insbesondere als ringförmige Platte geformt sind, durch den ringförmigen, genauer gesagt zylindrischen Verbindungsabschnitt 13. Der Verbindungsabschnitt 13 ist außerhalb des Halbleiterwafers 1 in der Radialrichtung angeordnet. Der Messanschluss 10 ist so angeordnet, dass die äußere Randkante des Halbleiterwafers 1 in ihn eingebettet ist, und zwar insbesondere die äußere Randkante des Halbleiterwafers 1, die die Drain-Elektrode 2 enthält, durch die inneren Randkanten des Anschlusskontaktabschnitts 12 und des Elektrodenkontaktabschnitts 14.
Die Form des Halbleiterwafers 1 ist nicht auf eine Diskform beschränkt und kann eine andere Form haben, wie z. B. eine rechteckige Form. Die Form des Messanschlusses 10 wird so gewählt, dass er unter Berücksichtigung der Form des Halbleiterwafers 1 die äußere Randkante des Halbleiterwafers 1 in der Umfangsrichtung ganz bedeckt.
In dem Anordnungsschritt, in dem der Messanschluss 10 an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet wird, wird zunächst ein Anschlusselement, das durch integrales Bilden eines Anschlusskontaktabschnitts und eines Verbindungskontaktabschnitts gewonnen wird, vorbereitet durch Verbinden des ringförmigen, genauer gesagt zylindrischen Verbindungsabschnitts 13 mit der äußeren Randkante des ringförmigen, genauer gesagt als ringförmige Platte geformten Anschlusskontaktabschnitts 12 an dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung. Dieses Anschlusselement wird an der äußeren Randkante in dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angebracht. In dieser Ausführungsform ist die isolierende Platte 11 zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt 12 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Dementsprechend ist das Anschlusselement an der äußeren Randkante in dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 über die isolierende Platte 11 angebracht.
Danach wird der Elektrodenkontaktabschnitt 14 über der äußeren Randkante in dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet, insbesondere über der äußeren Randkante der Drain-Elektrode 2, die in dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 gebildet ist und dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Verbindungsabschnitts 13. Der Elektrodenkontaktabschnitt 14 ist beispielsweise angeordnet durch Anbringen eines leitenden Bandes oder eines leitenden Films darauf. Der Elektrodenkontaktabschnitt 14 ist ganz in der Umfangsrichtung der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 und des Verbindungsabschnitts 13 angebracht.
Wie oben beschrieben, wird der Messanschluss 10 bei dem Anordnungsschritt an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Dann wird in einem Befestigungsschritt das Stützelement 3 über die Drain-Elektrode an der Rückfläche des Halbleiterwafers 1 angebracht, die der Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in seiner Dickerichtung ist. Dann werden in einem Messschritt die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 gemessen, indem ein Messkopfanschluss in Kontakt mit dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10, der Gate-Elektrode 5 und der Source-Elektrode 6 gebracht wird. Die elektrischen Eigenschaften enthalten beispielsweise die Durchbruchspannung des Leistungs-MOSFETs 7 und den Leckstrom, der erzeugt wird, wenn eine hohe Spannung zwischen der Drain-Elektrode 2 und der Source-Elektrode 6 anliegt.
In dieser Ausführungsform ist der Messanschluss 10 in dem Anordnungsschnitt an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, und dementsprechend kann die Drain-Elektrode 2, die auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 gebildet ist, durch den Messanschluss 10 zu der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 gezogen werden. Demzufolge kann ein leitender Abschnitt, um die Drain-Elektrode 2 zum Leiten zu bringen, auf der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 verwirklicht werden. Insbesondere kann die Drain-Elektrode 2 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus leitend gemacht werden, indem der Messkopfanschluss 15 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus in Kontakt mit dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 gebracht wird. Die Gate-Elektrode 5 und die Source-Elektrode 6 sind auf der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 gebildet und sie können somit ähnlich wie bei der bekannten Technik von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus leitend gemacht werden, indem der Messkopfanschluss 15 mit der Gate-Elektrode 5 und der Source-Elektrode 6 in Kontakt gebracht wird.
Wie oben beschrieben, kann die Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite in dieser Ausführungsform von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus leitend gemacht werden, indem der Messkopfanschluss 15 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus in Kontakt mit dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 gebracht wird. Dementsprechend können auch in einem Fall, in dem das isolierende Stützelement 3 wie in 1 gezeigt, an der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 angebracht ist, die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 genau gemessen werden durch das Testverfahren des Durchführens einer Messung unter Verwendung eines Messkopfanschlusses. Insbesondere können die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus genau gemessen werden, indem der Messkopfanschluss 15 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus mit dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10, der Gate-Elektrode 5 und der Source-Elektrode 6 in Kontakt gebracht wird.
Beispielsweise kann eine Spannung zwischen die Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite und die Source-Elektrode 6 von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus angelegt werden, indem ein Messkopfanschluss von der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1 aus in Kontakt mit dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 und der Source-Elektrode 6 gebracht wird, wodurch die Durchbruchspannung des Leistungs-MOSFETs 7 mit dem Messkopfverfahren genau gemessen werden kann. Zusätzlich ist es möglich, den Leckstrom genau zu messen, der erzeugt wird, wenn eine hohe Spannung zwischen der Drain-Elektrode 2 und der Source-Elektrode 6 anliegt. Demzufolge kann mit höherer Genauigkeit festgestellt werden, ob der Leckstrom erhöht ist oder nicht, was es ermöglicht, genau einen Defekt in der Nähe der Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite zu unterscheiden.
Weiter ist der Messanschluss 10 in dieser Ausführungsform an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, sodass der Anschlusskontaktabschnitt 12 dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 gegenüberliegt, und die isolierende Platte 11 ist zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Demzufolge können der Messanschluss 10 und der Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 verglichen mit dem Fall, in dem die isolierende Platte 11 nicht bereitgestellt ist, zuverlässiger voneinander isoliert werden, wodurch es möglich ist, die Drain-Elektrode 2 und den Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 zuverlässiger voneinander zu isolieren. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass die Drain-Elektrode 2 und die Elektrode auf der Vorderflächenseite des Halbleiterwafers 1, beispielsweise die Source-Elektrode 6, kurzgeschlossen werden. Daher kann die Durchbruchspannung des Leistungs-MOSFETs 7 mit höherer Genauigkeit gemessen werden, indem bei dem Messkopfverfahren ein Messkopfanschluss in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 12 des Messanschlusses 10 und der Source-Elektrode 6 gebracht wird.
Die isolierende Platte 11 entspricht einem Isolierelement. Dieses Isolierelement, das zwischen dem Messanschluss 10 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist, ist nicht auf die isolierende Platte 11 eingeschränkt und kann ein beliebiges isolierendes Element sein, das isolierende Eigenschaften aufweist und eine elektrische Spannungsfestigkeit hat, die größer gleich der an den Drain angelegten Spannung ist.
4 ist eine Draufsicht auf einen Halbleiterwafer gesehen von der einen Seite X1 in der Dickerichtung aus, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform wird ein in 4 gezeigter Messanschluss 20 anstelle des oben genannten Messanschlusses 10 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, der in 1 bis 3 gezeigt ist. Das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß dieser Ausführungsform ist ähnlich wie das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass der in 4 gezeigte Messanschluss 20 verwendet wird, und daher ist die gemeinsame Beschreibung weggelassen. Außerdem sind Teile, die den oben beschriebenen aus 1 und 3 entsprechen, in 4 durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und die gemeinsame Beschreibung unterbleibt.
Der in der ersten Ausführungsform verwendete Messanschluss 10 hat wie oben beschrieben eine Ringform, genauer gesagt eine im Wesentlichen zylindrische Form, und ist über die gesamte äußere Randkante des Halbleiterwafers 1 hinweg angeordnet. Im Gegensatz dazu ist der in dieser Ausführungsform verwendete Messanschluss 20 an einem Teil der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, insbesondere einem Teil in der Umfangsrichtung an der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1.
Der Messanschluss 20 gemäß dieser Ausführungsform ist ähnlich wie der in 1 bis 3 gezeigte Messanschluss 10 der ersten Ausführungsform, außer dass er an einem Teil der äußeren Umfangskante in der Umfangsrichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist. Der Messanschluss 20 gemäß dieser Ausführungsform enthält ähnlich wie der Messanschluss 10 gemäß der ersten Ausführungsform den Anschlusskontaktabschnitt 12, den Verbindungsabschnitt 13 und den Elektrodenkontaktabschnitt 14, die oben genannt und in 3 gezeigt sind.
In dieser Ausführungsform hat der Anschlusskontaktabschnitt 12 eine Form eines ausgefüllten Rechtecks und ist so angeordnet, dass sich seine Längsrichtung entlang einer Radialrichtung des Halbleiterwafers 1 erstreckt. Der Elektrodenkontaktabschnitt 14 hat die Form eines rechteckigen Blattes und ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung sich entlang der Radialrichtung des Halbleiterwafers 1 erstreckt. Der Anschlusskontaktabschnitt 12 und der Elektrodenkontaktabschnitt 14 sind so gebildet, dass sie von der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers aus gesehen dieselbe Form und Abmessung haben, und sie sind so angeordnet, dass sie einander ganz überlappen.
Der Anschlusskontaktabschnitt 12 und der Elektrodenkontaktabschnitt 14 sind so angeordnet, dass ihre einen Enden in der Längsrichtung einen Teil des äußeren Randabschnitts in dem Umfang des Halbleiterwafers 1 bedecken. Die anderen Enden des Anschlusskontaktabschnitts 12 und des Elektrodenkontaktabschnitts 14 in der Längsrichtung sind durch den Verbindungsabschnitt 13 miteinander verbunden. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist auch in dieser Ausführungsform die isolierende Platte 11 zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt 12 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet, insbesondere zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt 12 und der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1, wie es in 3 gezeigt und oben beschrieben ist.
In dieser Ausführungsform wird der Messanschluss 20, bei dem der Elektrodenkontaktabschnitt 14 und der Anschlusskontaktabschnitt 12 einander gegenüberliegen und integral zusammen mit dem Verbindungsabschnitt 13 gebildet sind, als Messanschluss in einem Anordnungsschritt vorbereitet. Dann wird der Messanschluss 20 an einem Teil der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, insbesondere an einem Teil an der äußeren Randkante in der Umfangsrichtung des Halbleiterwafers 1, sodass der Halbleiterwafer 1 zwischen dem Elektrodenkontaktabschnitt 14 und dem Anschlusskontaktabschnitt 12 eingebettet ist. Demzufolge kann der Messanschluss 20 leicht an einem Teil der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet werden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist der Messanschluss 20 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, und somit kann die Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 von dessen Vorderflächenseite aus leitend gemacht werden, was es ermöglicht, die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 genau zu messen. Weiter ist der Messanschluss 20 in dieser Ausführungsform an einem Abschnitt an der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet, und somit kann verglichen mit der ersten Ausführungsform die Menge des Anschlussmaterials, das ein Material für die Herstellung des Messanschlusses 20 ist, verringert sein.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand des Halbleiterwafers 1 zeigt, wenn ein Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein isolierendes Element, wie z. B. die in 3 gezeigte isolierende Platte, nicht zwischen dem Messanschluss 10 und dem Oberflächenanschluss auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß dieser Ausführungsform ist ähnlich wie das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht zwischen dem Messanschluss 10 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist, und daher unterbleibt die gemeinsame Beschreibung. Außerdem sind Teile, die dem oben Beschriebenen von 1 bis 3 entsprechen, in 5 durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und die gemeinsame Beschreibung unterbleibt.
Auch in dieser Ausführungsform ist wie bei der ersten Ausführungsform ein Messanschluss 10 an der Kante des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Demzufolge kann die Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 von seiner Vorderflächenseite aus leitend gemacht werden, was eine genaue Messung der elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 ermöglicht. Weiter ist in dieser Ausführungsform ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht zwischen dem Messanschluss 10 und dem Oberflächenanschluss auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet, und somit ist es möglich, das Auftreten einer Fehlfunktion zu vermeiden, beispielsweise einer Fehlfunktion, bei der eine Messung aufgrund einer Verschlechterung eines isolierenden Elements nicht durchgeführt werden kann.
Während in dieser Ausführungsform ein Fall beschrieben wurde, bei dem ein Aufbau verwendet wird, bei dem ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht in der ersten Ausführungsform angeordnet ist, kann der Aufbau, bei dem ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht angeordnet, auch in dem Fall verwendet werden, in dem der Messanschluss 20 der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Die oben beschriebenen Messanschlüsse 10 und 20, die in der ersten bis dritten Ausführungsform verwendet werden, enthalten, wie in 3 gezeigt, den Anschlusskontaktabschnitt 12, den Verbindungsabschnitt 13 und den Elektrodenkontaktabschnitt 14. Der Aufbau des Messanschlusses ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. 6 ist eine Schnittansicht, die einen Messanschluss 21 zeigt, der ein weiteres Bespiel für einen Messanschluss ist. 7 ist eine Schnittansicht, die einen Messanschluss 22 zeigt, der noch ein weiteres Beispiel für den Messanschluss ist. Der Messanschluss kann, wie in 6 und 7 gezeigt, einen vereinfachten Aufbau haben.
Der in 6 gezeigte Messanschluss 21 hat einen Aufbau, bei dem der Anschlusskontaktabschnitt 12 von dem oben beschriebenen und in 3 gezeigten Messanschluss 10 entfernt ist. Anders ausgedrückt enthält der in 6 gezeigte Messanschluss den Elektrodenkontaktabschnitt 14 und den Verbindungsabschnitt 13 des Messanschlusses 10, der in 3 gezeigt ist. In diesem Fall wirkt der Verbindungsabschnitt 13 als Anschlusskontaktabschnitt. Das heißt, dass der in 6 gezeigte Messanschluss 21 dadurch aufgebaut wird, dass der Verbindungsabschnitt 13, der ein Anschlusskontaktabschnitt ist, mit dem Elektrodenkontaktabschnitt 14 verbunden wird. Bei dem in 6 gezeigten Messanschluss 21 entspricht der Elektrodenkontaktabschnitt 14 dem ersten Leitabschnitt und der Verbindungsabschnitt 13 entspricht dem zweiten Leitabschnitt.
Ähnlich wie der Messanschluss 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist der in 6 gezeigte Messanschluss 21 ganz in der Umfangsrichtung an der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Der Aufbau des in 6 gezeigten Messanschlusses 21 kann auch auf den Messanschluss 20 gemäß der zweiten Ausführungsform angewendet werden, sodass er an einem Teil der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist. Alternativ kann der Aufbau des Messanschlusses 21 auf die dritte Ausführungsform angewendet werden, sodass ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht zwischen dem Messanschluss 21 und dem Oberflächenanschluss auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist.
Der in 7 gezeigte Messanschluss 22 hat einen Aufbau, bei dem der Anschlusskontaktabschnitt 12 und der Verbindungsabschnitt 13 von dem oben genannten und in 3 gezeigten Messanschluss 10 entfernt sind. Anders ausgedrückt, enthält der in 7 gezeigte Messanschluss 22 den Elektrodenkontaktabschnitt 14 des in 3 gezeigten Messanschlusses 10. In diesem Fall wirkt der Elektrodenkontaktabschnitt 14 auch als Anschlusskontaktabschnitt. Bei dem in 7 gezeigten Messanschluss 22 entspricht der Elektrodenkontaktabschnitt 14 dem ersten Leitabschnitt und dem zweiten Leitabschnitt. Insbesondere entspricht eine innere Randkante des Elektrodenkontaktabschnitts 14, die der Abschnitt ist, die in Kontakt mit der Drain-Elektrode 2 ist, dem ersten Leitabschnitt. Der Teil des Elektrodenkontaktabschnitts 14, der ein verbleibender Teil außer dem Teil ist, der in Kontakt mit der Drain-Elektrode 2 ist, und der auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 freilegt, d. h. die äußere Randkante des Elektrodenkontaktabschnitts 14, entspricht dem zweiten Leitabschnitt.
Ähnlich wie der Messanschluss 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist der in 7 gezeigte Messanschluss 22 ganz in der Umfangsrichtung an der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet. Der Aufbau des in 7 gezeigten Messanschlusses 22 kann auch auf den Messanschluss 20 gemäß der zweiten Ausführungsform angewendet werden, sodass er an einem Teil der äußeren Randkante des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist. Alternativ kann der Aufbau des Messanschlusses 22 auf die dritte Ausführungsform angewendet werden, sodass ein isolierendes Element, wie z. B. die isolierende Platte 11, nicht zwischen dem Messanschluss 22 und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angeordnet ist.
Unter Verwendung der vereinfachten Messanschlüsse 21 und 22, wie sie in 6 und 7 gezeigt sind, können ähnliche Wirkungen wie die der ersten bis dritten Ausführungsform erzielt werden. Insbesondere kann die Drain-Elektrode 2 auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 von dessen Vorderflächenseite aus leitend gemacht werden, was es möglich macht, die Wirkung zu erzielen, die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFETs 7 genau zu messen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durchgeführt unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements. Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird zunächst der Halbleiterwafer 1 hergerichtet. Der Halbleiterwafer 1 wird beispielsweise gewonnen, indem ein bloßer Wafer, der durch dünnes Schneiden eines Rohlings gewonnen wird, Behandlungen unterworfen wird, wie z. B. Ionenimplantation von n- oder p-Dotierungen, Ätzen, Bilden einer Isolierschicht und Bilden des Leistungs-MOSFETs 7 (im Folgenden einfach als „MOSFET” bezeichnet). Wie in der oben beschriebenen 2 gezeigt, ist zumindest ein MOSFET 7 in jedem Bereich des Wafers gebildet, der als Halbleiterchip 4 des Halbleiterwafers 1 dient. In dieser Ausführungsform ist ein MOSFET 7 für jeden Bereich gebildet, der als Halbleiterchip 4 dient.
Als Nächstes werden die elektrischen Eigenschaften des MOSFET 7, der auf dem Halbleiterwafer 1 gebildet ist, durch das oben beschriebene Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemessen. Danach wird der Halbleiterwafer so geschnitten, dass zumindest ein MOSFET 7 enthalten ist, wodurch die Halbleiterchips 4 gewonnen werden. In dieser Ausführungsform wird der Halbleiterwafer 1 für jeden Bereich geschnitten, der als in der oben beschriebenen 2 gezeigten Halbleiterchip 4 dient, um dadurch die Halbleiterchips 4 zu gewinnen. Die Halbleitervorrichtung wird mit den gewonnenen Halbleiterchips 4 zusammengebaut. In diesem Fall werden Halbleiterchips, die einen MOSFET 7 enthalten, der als nicht defekt bestimmt wurde, d. h. für den bei der Messung der Eigenschaften eines Halbleiterelements unter Verwendung des Verfahrens zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements festgestellt wurde, dass er ein nicht-defektes Teil ist, als Halbleiterchip 4 verwendet.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements können die elektrischen Eigenschaften des MOSFET 7 auch in dem Fall, in dem das isolierende Stützelement 3 an dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite X2 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 angebracht ist, von der einen Seite X1 in der Dickerichtung des Halbleiterwafers 1 aus genau gemessen werden. Das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird durchgeführt unter Verwendung des oben genannten Verfahrens zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements, wodurch es möglich ist, die Halbleiterchips 4, die einen nicht defekten MOSFET 7 enthalten, zuverlässiger zu unterscheiden durch Unterscheiden der Halbleiterchips 4 basierend auf den Messergebnissen der elektrischen Eigenschaften des MOSFET 7. Demzufolge kann die Halbleitervorrichtung mit den nicht defekten Halbleiterchips 4 aufgebaut werden. Das führt zu einer Verbesserung der Herstellungsausbeute einer Halbleitervorrichtung.
Das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist wirkungsvoll für einen dünnen Wafer, der beträchtlich gekrümmt ist, und insbesondere ist es wirkungsvoll für einen Wafer mit einer Dicke von 120 μm oder weniger, bei dem ein Stützelement für einen Wafer beim Schleifen eines Wafers erforderlich ist. Anders ausgedrückt, ist das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung besonders wirkungsvoll für das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung des Halbleiterwafers 1 mit einer Dickenabmessung von 120 μm oder weniger und es ist möglich, eine besonders hohe Wirkung zu erzielen, wenn es auf das oben genannte Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung angewendet wird.
Das Verfahren zum Messen der Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf Fälle anwendbar, in denen Halbleitervorrichtungen hergestellt werden unter Verwendung von Halbleiterwafern, die aus verschiedenen Halbleitersubstraten gebildet sind, die nicht durch den Typ des Halbleiterwafers 1 eingeschränkt sind. Beispielsweise kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Fall angewendet werden, in dem eine Halbleitervorrichtung hergestellt wird unter Verwendung eines Halbleiterwafers, der aus einem Siliziumcarbid-Substrat (SiC) gebildet ist. Eine Halbleitervorrichtung, die ein Halbleiterelement unter Verwendung von Siliziumcarbid enthält (im Folgenden auch als „Siliziumcarbidhalbleiterelement” bezeichnet), wird hergestellt unter Verwendung eines Halbleiterwafers, der aus einem SiC-Substrat gebildet ist. Ein Siliziumcarbidhalbleiterelement ist in der Entwicklung als eine Vorrichtung, von der erwartet wird, dass sie einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei dem eine Halbleitervorrichtung, die das oben genannte Siliziumcarbidhalbleiterelement enthält, von dem erwartet wird, dass es einen hohen Wirkungsgrad aufweist, ist es möglich, ähnliche Wirkungen wie bei der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform zu erzielen durch Anwenden des Verfahrens zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung. insbesondere kann eine Wirkung erzielt werden, dass die Drainelektrode 2 auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 von dessen Vorderflächenseite aus leitend gemacht werden kann, und dementsprechend können die elektrischen Eigenschaften des Leistungs-MOSFET 7 genau gemessen werden.
Während in den jeweils oben beschriebenen Ausführungsformen ein Fall beschrieben wurde, in dem ein MOSFET 7 als Halbleiterelement verwendet wurde, ist ein Halbleiterelement nicht auf eine Leistungs-MOSFET eingeschränkt. Beliebige Halbleiterelemente sind möglich, so lange sie eine Elektrode auf der Rückflächenseite des Halbleiterwafers 1 aufweisen, und ähnliche Wirkungen wie die der jeweiligen Ausführungsformen können erzielt werden, beispielsweise für einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT, insulated gate bipolar transistor) oder eine Diode.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 08-153763 A [0007, 0008]

Claims

Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements (7), wobei das Halbleiterelement (7) eine Elektrode der einen Seite (5, 6) in einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in einer Dickerichtung eines Halbleitersubstrats (1) enthält und eine Elektrode der anderen Seite (2) in einem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) enthält und das Verfahren enthält: einen Anordnungsschritt des Anordnens eines Messanschlusses (10, 20) an einer Kante des Halbleitersubstrats (1), wobei der Messanschluss (10, 20) einen ersten Leitabschnitt (14), der leitfähig ist, und einen zweiten Leitabschnitt (12) enthält, der leitfähig ist und elektrisch mit dem ersten Leitabschnitt (14) so verbunden ist, dass er von der Elektrode der einen Seite (5, 6) beabstandet ist, wobei der erste Leitabschnitt (14) in Kontakt mit der Elektrode der anderen Seite (2) auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) ist und der zweite Leitabschnitt (12) auf der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) freiliegt, und einen Messschritt des Messens elektrischer Eigenschaften des Halbleiterelements (7) durch Bringen eines Messkopfanschlusses (15) in Kontakt mit dem zweiten Leitabschnitt (12) und der Elektrode der einen Seite (5, 6) von der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) aus.
Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements (7) gemäß Anspruch 1, wobei der Messanschluss (20) in dem Anordnungsschritt an einem Teil der Kante des Halbleitersubstrats (1) angeordnet wird.
Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements (7) gemäß Anspruch 2, wobei in dem Anordnungsschritt der Messanschluss (20) als Messanschluss vorbereitet wird, wobei der Messanschluss (20) den ersten Leitabschnitt (14) und den zweiten Leitabschnitt (12) integral so gebildet enthält, dass sie einander gegenüberliegen, und der Messanschluss (20) so an dem Teil der Kante des Halbleitersubstrats (1) angeordnet wird, dass das Halbleitersubstrats (1) zwischen den ersten Leitabschnitt (14) und den zweiten Leitabschnitt (12) eingefügt ist.
Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements (7) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Anordnungsschritt der Messanschluss (10, 20) so an der Kante des Halbleitersubstrats (1) angeordnet wird, dass der zweite Leitabschnitt (12) einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) gegenüberliegt, und ein Isolierelement (11) mit isolierenden Eigenschaften zwischen dem zweiten Leitabschnitt (12) und dem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) angeordnet ist.
Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements (7) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiter zwischen dem Anordnungsschritt und dem Messschritt enthält: einen Anbringungsschritt des Anbringens eines Stützelements (3) an dem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1).
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats, das eine Mehrzahl von in ihm gebildeten Halbleiterelementen (7) enthält, wobei jedes Halbleiterelement (7) eine Elektrode der einen Seite (5, 6) in einem Oberflächenabschnitt auf der einen Seite in einer Dickerichtung eines Halbleitersubstrats (1) enthält und eine Elektrode der anderen Seite (2) in einem Oberflächenabschnitt auf der anderen Seite in der Dickerichtung des Halbleitersubstrats (1) enthält, Messen elektrischer Eigenschaften der Halbleiterelemente (7) mit dem Verfahren zum Messen von Eigenschaften eines Halbleiterelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 Gewinnen von Halbleiterchips (4) durch Schneiden des Halbleitersubstrats, so dass zumindest eines der Halbleiterelemente (7) enthalten ist, und Zusammenbauen einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Halbleiterchips (4).
Verfahren Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Halbleitersubstrat (1) eine Dicke von 120 μm oder weniger hat.
Verfahren Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Halbleitersubstrat (1) ein Siliziumcarbidsubstrat (SiC) ist.