JP4867639B2 - 半導体素子評価装置及び半導体素子評価方法 - Google Patents
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Description
図4は電界効果トランジスタの電気的特性を測定する装置の回路図である。
このような一時的な絶縁状態が持続すると、損傷を受けているにも係わらず、見かけ上、損傷が和らいだ状態になり、その後の漏れ電流試験でゲート電極とエミッタ電極間に発生する漏れ電流が観測されない場合がある。即ち、不良半導体素子が潜在したまま看過され、半導体モジュールとして完成することになる。
図1は半導体素子評価装置の要部を説明する回路図である。
そして、DUT11のエミッタ(E)電極に接触針12を接触させ、接触針12を介し、エミッタ(E)電極には電源13の負極側を接続している。また、コレクタ(C)電極は、半導体素子評価装置のステージ(不図示)に搭載し、ステージを介し、コレクタ(C)電極には電源13の正極側を接続している。また、コレクタ(C)電極と電源13の正極側との間には、スイッチ14と、試験抵抗15及び試験コイル16が直列接続されている。そして、試験抵抗15の両端には、大電流測定回路17が並列接続され、IGBT素子内に流れる大電流を試験抵抗15の両端の電圧降下により測定する。尚、電源13の負極側は接地されている。
また、半導体素子評価装置10には、DUT11のエミッタ(E)電極とゲート(G)電極の間に、別の通電経路が設けられている。
図2は半導体素子評価装置の要部を説明する回路図である。この図面では、図1と同一の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
図2の回路において、動特性試験を行うには、スイッチ14を閉じて、エミッタ(E)電極とコレクタ(C)電極間に電源13によって電圧(例えば1.2kV)を印加する。スイッチ42を開いて、GDU31からDUT11をオン状態またはオフ状態とするための信号を出力し、ゲート用抵抗18を介してゲート(G)に電圧を印加する。このときスイッチ41は閉じておく。
このように、絶縁ゲートをスイッチングさせることによって、半導体素子のコレクタ(C)・エミッタ(E)間に大電流を通電させたり、遮断させたりすることができる。この大電流を大電流測定回路17で測定することにより、DUT11の動特性を試験することができる。
この通電経路では、エミッタ(E)電極とゲート(G)電極の間に、電源32または33と、検出抵抗22が上記と同一の接触針12を介して、直列接続されている。さらに、検出抵抗22の両端には、漏れ電流測定回路23が並列接続されている。そして、スイッチ素子35または36を導通させた場合、電源32または33によって、エミッタ(E)電極とゲート(G)電極の間に所定の電圧が印加されると、ゲート(G)電極とエミッタ(E)電極間の漏れ電流(例えば、数nA〜数μA)を検出抵抗22の両端の電圧降下により測定することができる。
このように、半導体素子評価装置30は、半導体素子評価装置30に設置された接触針12を半導体素子の電極に接触する手段と、接触針12を経由して半導体素子の動特性試験を行う手段と、動特性試験で用いた接触針12をDUT11から離すことなく同一の接触状態によって、接触針12を経由して半導体素子の静特性試験を行う手段と、を備えていることに特徴がある。特に、この半導体素子評価装置30では、上記の説明に加え、静特性試験を行う場合に、ゲート(G)電極を制御する制御回路部、即ちGDU31に設置された電源32,33によって、絶縁ゲートとエミッタ電極との間に電源電位を印加することを特徴としている。
図3は半導体素子評価方法のフローを説明するチャート図である。
また、必要な場合には、ダイシング前のウエハ基板に配列された状態の半導体素子について、半導体素子評価装置10によって大電流スイッチング試験及びゲート・エミッタ間の漏れ電流試験を行ってもよい。
尚、上記の説明では、DUT11としてIGBT素子を用いたが、例えばパワーMOSFETを用いた場合は、上記の説明エミッタ電極をソース電極に、コレクタ電極をドレイン電極に置き換えることで、パワーMOSFETの評価・製造にも本実施の形態を容易に転用することができる。
11 DUT
12 接触針
13,21,32,33 電源
14,20,41,42 スイッチ
15 試験抵抗
16 試験コイル
17 大電流測定回路
18 ゲート用抵抗
19 GDU
22 検出抵抗
23 漏れ電流測定回路
34 制御回路
35,36 スイッチ素子
Claims (6)
- 半導体素子の電気的特性を評価する半導体素子評価装置において、
前記半導体素子評価装置に設置された接触針を前記半導体素子の電極に接触させる接触針接触手段と、
前記接触針を経由して前記半導体素子の動特性試験を行う第1の試験手段と、
前記接触針を経由して前記半導体素子の静特性試験を行う第2の試験手段と、
を備え、
前記接触針接触手段は、前記接触針を前記半導体素子の前記電極に接触させて、前記第1の試験手段及び前記第2の試験手段が前記動特性試験及び前記静特性試験の一方と他方を連続して行うとき、前記接触針を前記電極から離すことなく同一の接触状態を維持したままにすることを特徴とする半導体素子評価装置。 - 前記半導体素子が絶縁ゲートを有する半導体素子であることを特徴とする請求項1記載の半導体素子評価装置。
- 前記静特性試験を行う場合には、前記絶縁ゲートを制御する制御回路部に設置された電源の電位を、前記絶縁ゲートと前記電極との間に印加することを特徴とする請求項2記載の半導体素子評価装置。
- 半導体素子の電気的特性を評価する半導体素子評価方法において、
半導体素子評価装置に設置された接触針を前記半導体素子の電極に接触するステップと、
前記接触針を経由して前記半導体素子の動特性試験及び静特性試験の一方を行うステップと、
前記接触針を前記半導体素子の前記電極から離すことなく同一の接触状態を維持したまま、前記接触針を経由して前記半導体素子の前記動特性試験及び前記静特性試験の他方を行うステップと、
を有することを特徴とする半導体素子評価方法。 - 前記動特性試験及び前記静特性試験の一方は前記動特性試験であり、前記動特性試験及び前記静特性試験の他方は前記静特性試験であることを特徴とする請求項4記載の半導体素子評価方法。
- 前記半導体素子がウエハ基板に配列された半導体素子またはチップ状に分断された半導体素子であることを特徴とする請求項4または5記載の半導体素子評価方法。
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