JP6559745B2 - 半導体デバイス検査装置、半導体デバイス検査方法、そのプログラム、半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1〜図3は、本実施形態に係る半導体デバイスが作り込まれるSiCウエハの例を示す図である。図1は、SiCウエハ10の上視図を示し、図2は、オン基板であるSiCウエハ10Aを(0001)面で切断した際の断面図を示し、図3は、オフ基板であるSiCウエハ10Bを(0001)面で切断した際の断面図を示している。なお、以下の説明において、SiC結晶の結晶方位における<0001>方向と垂直な面を(0001)面といい、<11−20>方向と垂直な面を(11−20)面といい、<−1100>方向と垂直な面を(−1100)面という。また、(0001)面はSi面もしくは基底面とも称され、(000−1)面はC面とも称される。
つぎに、第2の実施形態に係る半導体デバイス検査装置、半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査プログラムについて、図面を用いて詳細に説明する。
つぎに、第3の実施形態に係る半導体デバイス検査装置、半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査プログラムについて、図面を用いて詳細に説明する。
つぎに、第4の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
上述した第4の実施形態では、半導体デバイス20をベース基板41に搭載する際にベース基板41に機械的負荷を与えて曲げておくことで、通常状態において半導体デバイス20に常に所定方向の圧縮力又は引張力が加えられる構成を例示したが、このような構成に限定されない。例えば図16又は図17に示すように、線膨張係数が半導体デバイス20とは異なるベース基板51/52を用い、半導体デバイス20をベース基板51/52に搭載する際の処理温度を半導体デバイス20を動作させる際の温度とは異なる温度とすることで、動作時に半導体デバイス20に常に所定方向の圧縮力又は引張力が加えられる構成とすることも可能である。
上述した第4及び第5の実施形態では、ベース基板41の曲げに対する復元力やベース基板51/52と半導体デバイス20との線膨張係数の差を利用して半導体デバイス20に所定方向の圧縮力又は引張力が常に加えられる構成を例示したが、このような構成に限定されない。例えば図18又は図19に示すように、半導体デバイス20を搭載するベース基板41が通常の状態で曲げられた構成とすることで、半導体デバイス20に常に所定方向の圧縮力又は引張力が加えられる構成とすることも可能である。
つぎに、第7の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。図22は、本実施形態に係る半導体装置の実装構造例を示す図であり、(a)はその上視図であり、(b)はその側視図である。
つぎに、第8の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。図23は、本実施形態に係る半導体装置の概略構成例を示す図であり、(a)はその上視図であり、(b)はその<−1100>方向に沿った断面図である。
Claims (20)
- 半導体デバイスに欠陥が発生する電流の閾値を増加させる方向である所定方向の内部応力を前記半導体デバイスに発生させる作用部と、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる前記内部応力の大きさを制御する応力制御部と、
前記半導体デバイスと電気的に接続するプローブと、
前記プローブを介して前記半導体デバイスに電流を流すプローブ制御部と、
前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させていない状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第1電流と、前記作用部が前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させた状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングする制御部と、
を備える半導体デバイス検査装置。 - 前記半導体デバイスは、上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1面上に形成された炭化珪素膜と、前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域とを備え、
前記内部応力は、前記炭化珪素基板又は前記炭化珪素膜におけるすべり面上のせん断応力である、
請求項1に記載の半導体デバイス検査装置。 - 前記作用部は、少なくとも前記炭化珪素膜と前記炭化珪素基板との界面近傍から前記炭化珪素膜の表面までの領域において前記所定方向の前記内部応力が発生するように前記半導体デバイスに機械的負荷を与える請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記作用部は、少なくとも前記炭化珪素膜と前記炭化珪素基板との界面近傍に存在する基底面転位と刃状転位との分岐部付近において前記所定方向の前記内部応力が発生するように前記半導体デバイスに機械的負荷を与える請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記所定方向は、前記炭化珪素膜と前記炭化珪素基板との界面近傍から前記炭化珪素膜の表面までの領域において発生した転位の進展方向の±15度の角度範囲に含まれる方向である請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記所定方向は、前記炭化珪素基板又は前記炭化珪素膜の結晶方位における<11−20>方向又は<−1100>方向に対して±15度の範囲に含まれる方向である請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記作用部は、前記半導体デバイスに圧縮力又は引張力を加えることで、前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させる請求項1に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記作用部は、前記半導体デバイスを反らすことで、前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させる請求項1に記載の半導体デバイス検査装置。
- 前記半導体デバイスは、前記炭化珪素基板とは異なる線膨張係数を持つベース基板に固着されており、
前記作用部は、前記半導体デバイスの温度を、前記半導体デバイスを前記ベース基板に固着した際の温度とは異なる温度に制御することで、前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させる請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。 - 前記炭化珪素膜は、エピタキシャル成長法により形成された膜である請求項2に記載の半導体デバイス検査装置。
- 半導体デバイスに欠陥が発生する電流の閾値を増加させる方向である所定方向の内部応力が発生していない前記半導体デバイスに流れる第1電流を測定し、
前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定し、
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングする 半導体デバイス検査方法。 - 作用部が、半導体デバイスに欠陥が発生する電流の閾値を増加させる方向である所定方向の内部応力を前記半導体デバイスに発生させていない状態で前記半導体デバイスに流れる第1電流を測定するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる前記内部応力の大きさを制御するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定するステップと
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて前記半導体デバイスをスクリーニングするステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1面上に形成された炭化珪素膜と、前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域とを備えた半導体デバイスと、
前記半導体デバイスに欠陥が発生する電流の閾値を増加させる方向である所定方向の内部応力を前記半導体デバイスに発生させるように前記半導体デバイスと固着したベース基板と、
を備える半導体装置。 - 上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板の第1面上に炭化珪素膜を形成する工程と、
前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域に半導体素子を作り込む工程と、
前記炭化珪素基板および前記炭化珪素膜を含む半導体デバイスにおける少なくとも前記素子形成領域に、前記半導体デバイスに欠陥が発生する電流の閾値を増加させる方向である所定方向の内部応力が発生するように、前記半導体デバイスをベース基板に固着する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - 半導体デバイスに所定方向の内部応力を発生させる作用部と、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる前記内部応力の大きさを制御する応力制御部と、
前記半導体デバイスと電気的に接続するプローブと、
前記プローブを介して前記半導体デバイスに電流を流すプローブ制御部と、
前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させていない状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第1電流と、前記作用部が前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させた状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングする制御部と、を備え、
前記半導体デバイスは、上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1面上に形成された炭化珪素膜と、前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域とを備え、
前記内部応力は、前記炭化珪素基板又は前記炭化珪素膜におけるすべり面上のせん断応力である、
半導体デバイス検査装置。 - 半導体デバイスに圧縮力を加えること、前記半導体デバイスに引張力を加えること、又は、前記半導体デバイスを反らすことで、所定方向の内部応力を発生させる作用部と、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる前記内部応力の大きさを制御する応力制御部と、
前記半導体デバイスと電気的に接続するプローブと、
前記プローブを介して前記半導体デバイスに電流を流すプローブ制御部と、
前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させていない状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第1電流と、前記作用部が前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させた状態で前記プローブを介して前記半導体デバイスに流れた第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングする制御部と、
を備える半導体デバイス検査装置。 - 所定方向の内部応力が発生していない半導体デバイスに流れる第1電流を測定し、
前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定し、
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングし、
前記半導体デバイスは、上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1面上に形成された炭化珪素膜と、前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域とを備え、
前記内部応力は、前記炭化珪素基板又は前記炭化珪素膜におけるすべり面上のせん断応力である、
半導体デバイス検査方法。 - 所定方向の内部応力が発生していない半導体デバイスに流れる第1電流を測定し、
前記半導体デバイスに前記所定方向の前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定し、
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて、前記半導体デバイスをスクリーニングし、
前記内部応力は、前記半導体デバイスに圧縮力を加えること、前記半導体デバイスに引張力を加えること、又は、前記半導体デバイスを反らすことで発生される、
半導体デバイス検査方法。 - 作用部が半導体デバイスに内部応力を発生させていない状態で前記半導体デバイスに流れる第1電流を測定するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる内部応力の大きさを制御するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定するステップと
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて前記半導体デバイスをスクリーニングするステップと、をコンピュータに実行させ、
前記半導体デバイスは、上面である第1面が結晶の基底面に対してオフ角を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1面上に形成された炭化珪素膜と、前記炭化珪素膜から前記炭化珪素基板の上層にかけて設けられた素子形成領域とを備え、
前記内部応力は、前記炭化珪素基板又は前記炭化珪素膜におけるすべり面上のせん断応力である、
プログラム。 - 作用部が半導体デバイスに内部応力を発生させていない状態で前記半導体デバイスに流れる第1電流を測定するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに発生させる内部応力の大きさを制御するステップと、
前記作用部が前記半導体デバイスに前記内部応力を発生させた状態で前記半導体デバイスに流れる第2電流を測定するステップと
前記第1電流と前記第2電流とに基づいて前記半導体デバイスをスクリーニングするステップと、をコンピュータに実行させ、
前記作用部は、前記半導体デバイスに圧縮力を加えること、前記半導体デバイスに引張力を加えること、又は、前記半導体デバイスを反らすことで、前記半導体デバイスに所定方向の前記内部応力を発生させる、
プログラム。
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