JP2021128065A - 半導体装置の試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体チップに内蔵された寄生ダイオードの温度特性を予め取得する。次に、所定の設定温度に維持された半導体チップのおもて面にプローブ端子を接触させる。次に、プローブ端子を介して寄生ダイオードを導通させて順方向電圧を測定し、寄生ダイオードの温度特性に基づいて半導体チップの温度を取得する。次に、現状の半導体チップの温度と、半導体チップの試験時の設定温度と、の温度差分を算出する。プローブ端子を介して半導体装置に電圧印加してオンし発熱させることで、温度低下分(温度差分)だけ半導体チップの温度を段階的に上昇させる。半導体チップの温度を設定温度付近まで上昇させた後に、プローブ端子を介して半導体装置に電圧印加しての電気的特性を試験する。
【選択図】図3
Description
図1は、実施の形態にかかる半導体装置の試験方法を適用可能な半導体装置が作製(製造)された半導体ウエハをおもて面側から見たレイアウトを示す平面図である。図1には、実施の形態にかかる半導体装置の試験方法に用いる半導体チップ(半導体基板)10をダイシング(切断)する前の半導体ウエハ20を示す。図2は、実施の形態にかかる半導体装置の試験方法を適用可能な半導体装置の構造の一例を示す断面図である。図2には、半導体ウエハ20のダイシング(切断)後に半導体チップ10となる領域(以下、チップ領域とする)21に作製された半導体装置13の断面構造を示す。
上述した実施の形態にかかる半導体装置の試験方法について検証した。図5は、実施の形態にかかる半導体装置の試験経過時間と半導体チップの温度(チップ温度)との関係を示す特性図である。図6は、図5の試験装置の稼働から所定期間の半導体チップの温度を拡大して示す特性図である。図7は、従来の半導体装置の試験経過時間と半導体チップの温度(チップ温度)との関係を示す特性図である。図8は、図7の試験装置の稼働初期の半導体チップの温度を拡大して示す特性図である。図9は、図7の試験装置の稼働から所定期間経過後の半導体チップの温度を拡大して示す特性図である。
2 p型ベース領域
3 n+型ソース領域
4 トレンチ
5 ゲート絶縁膜
6 ゲート電極
7 層間絶縁膜
8 ソース電極
9 n型フィールドストップ領域
10,101 半導体チップ
11 n+型ドレイン領域
12 ドレイン電極
13 半導体装置
14 pn接合
15 寄生ダイオード
20 半導体ウエハ
21 半導体ウエハのチップ領域
22 半導体ウエハのスクライブライン
110 試験装置
111 搬送アーム
112,118 供給トレイ
113 試験ステージ
113a 真空チャック
114 プローブ端子
115 テスタ
116,117 配線
120 コンタクトブロック
121 セットプレート
122 プランジャーピン
123 スプリング
124 ベースユニット
T0 半導体チップの試験時の設定温度
t1 プリヒート時間
Claims (4)
- 半導体チップの両主面にそれぞれ設けられた第1表面電極および第2表面電極と、前記半導体チップの内部に寄生ダイオードを形成するpn接合と、を備えた半導体装置の試験方法であって、
前記半導体チップを、一方の主面の前記第1表面電極を金属のステージに接触させて当該ステージに載置し、前記第1表面電極を前記ステージに電気的に接続する載置工程と、
前記ステージの上の前記半導体チップの温度を上昇させて所定の設定温度で維持する設定工程と、
前記設定温度の前記半導体チップの他方の主面の前記第2表面電極にプローブ端子を接触させて電気的に接続し、前記プローブ端子を介して前記半導体チップの前記第1表面電極と前記第2表面電極との間に電圧を印加して電気的特性を試験する試験工程と、
を含み、
前記試験工程では、
前記寄生ダイオードの温度特性に基づいて前記半導体チップの温度を取得する取得工程と、
前記取得工程の後、前記プローブ端子を介して前記半導体チップの前記第1表面電極と前記第2表面電極との間に電圧を印加して前記半導体チップを発熱させることで、前記半導体チップを温度上昇させる発熱工程と、
を行った後に、前記半導体チップの前記電気的特性を試験し、
前記発熱工程では、前記取得工程で取得した前記半導体チップの温度と、前記設定工程で設定した前記半導体チップの前記設定温度と、の温度差分を温度上昇させることを特徴とする半導体装置の試験方法。 - 前記試験工程では、
連続して行う前記取得工程および前記発熱工程を1つの組として複数回繰り返し行い、
複数の前記組ごとに、前記取得工程で取得した前記半導体チップの温度と、前記設定工程で設定した前記半導体チップの前記設定温度と、の前記温度差分が所定誤差よりも大きい場合に、前記発熱工程において前記温度差分よりも低い温度で前記半導体チップを温度上昇させ、
前記温度差分を所定誤差以内にした後に、前記半導体チップの前記電気的特性を試験することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の試験方法。 - 前記取得工程では、前記寄生ダイオードの順方向電圧を測定し、前記寄生ダイオードの順方向特性から前記寄生ダイオードの順方向電圧の測定値に対応する温度を取得して前記半導体チップの温度とすることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の試験方法。
- 前記取得工程では、
前記プローブ端子の温度特性に基づいて、前記半導体チップに接触したときの前記プローブ端子の温度を取得し、
前記プローブ端子の温度と、前記設定工程で設定した前記半導体チップの前記設定温度と、に基づいて前記半導体チップの温度を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置の試験方法。
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