JP7319494B2 - 半導体装置、半導体装置の検査装置、及び、半導体装置の検査方法 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)~図1(e)は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。 図1(a)は、平面図である。図1(b)は、図1(a)のA1-A2線断面図である。図1(c)は、図1(a)のB1-B2線断面図である。図1(d)は、図1(a)のC1-C2線断面図である。図1(e)は、図1(a)のD1-D2線断面図である。
図2に示すように、半導体装置の検査装置210は、第1プローブ71、第2プローブ72、第3プローブ73、第4プローブ74、及び、制御部70を含む。制御部70は、第1プローブ71、第2プローブ72、第3プローブ73及び第4プローブ74と電気的に接続される。制御部70は、半導体装置110を検査可能である。
図3に示すように、第1検査状態ST1において、第1プローブ71と第2プローブ72との間に電流が供給される。複数の第1フレーム接続部材51Wの1つの抵抗を抵抗R1とする。複数の第1フレーム接続部材51Wの数を数N1とする。このとき、第3プローブ73と第4プローブ74との間に生じる電位差V1によって測定される抵抗Rxは、R1/N1である。測定される抵抗Rxが、定められた値の範囲から外れていた場合、複数の第1フレーム接続部材51Wの不良が検出できる。
図4に示すように、参考例の半導体装置119においては、第1パッド電極61及び第1パッド接続部材61Wが設けられていない。半導体装置119の検査においては、第1プローブ71は、第1フレーム電極51と電気的に接続され、第2プローブ72は、第2フレーム電極52と電気的に接続される。例えば、第1プローブ71と第2プローブ72との間に電流が供給され、第1プローブ71と第2プローブ72との間の電位差が検出される。検出される電位差に基づいて、検査が行われる。
半導体装置119において、複数の第1フレーム接続部材51Wの1つの抵抗を抵抗R1とし、複数の第1フレーム接続部材51Wの数を数N1とする。複数の第2フレーム接続部材52Wの1つの抵抗を抵抗R2とし、複数の第2フレーム接続部材52Wの数を数N2とする。第1トランジスタ10の内部の抵抗を抵抗R3とする。抵抗R3は、例えば、窒化物半導体層10sなどの抵抗に基づく。このような参考例において、第1プローブ71と第2プローブ72との間に生じる電位差によって測定される抵抗Rxは、R1/N1+R2/N2+R3である。参考例においては、抵抗Rxは、検出対象である複数の第1フレーム接続部材51Wの抵抗の他に、他の抵抗(例えば、抵抗R2及び抵抗R3など)にも依存する。従って、参考例においては、検出対象の複数の第1フレーム接続部材51Wの状態を高い精度で検出することが困難である。
図7に示すように、半導体装置の検査装置210は、第1プローブ71、第2プローブ72、第3プローブ73、第4プローブ74、及び、制御部70を含む。
図8に示すように、実施形態に係る半導体装置112も、第1トランジスタ10、及び、第1実装部材50と、を含む。半導体装置112においては、第1実装部材50は、第3パッド電極63及び第3パッド接続部材63Wを含む。この例では、第1実装部材50は、第4パッド電極64及び第4パッド接続部材64Wをさらに含む。半導体装置112におけるこれ以外の構成は、半導体装置111と同様である。
図10(a)及び図10(b)は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図11は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する等価回路図である。
図10(a)は、図9のE1-E2線断面図である。図10(b)は、図9のF1-F2線断面図である。
図13は、第2実施形態に係る半導体装置の検査状態を例示する模式的平面図である。 図13に示すように、第2実施形態に係る半導体装置120は、第1トランジスタ10、及び、第1実装部材50を含む。半導体装置120における第1トランジスタ10の構成は、半導体装置110における第1トランジスタ10の構成と同様で良い。例えば、第1トランジスタ10は、第1素子電極11、第2素子電極12及び第3素子電極13を含み、窒化物半導体層10s(図1(e)参照)を含む。以下、半導体装置120における第1実装部材50の例について説明する。
図14(a)に示すように、検査装置220は、第1プローブ71、第2プローブ72、及び、制御部70を含む。制御部70は、第1プローブ71及び第2プローブ72と電気的に接続される。制御部70は、半導体装置120を検査可能である。
第3実施形態は、半導体装置の検査装置210に係る。
既に説明したように、検査装置210は、第1~第4プローブ71~74、及び、制御部70を含む(図2参照)。制御部70は、半導体装置110を検査可能である。図2に示すように、半導体装置110において、第1実装部材50は、第1フレーム電極51と、複数の第1フレーム接続部材51Wと、第2フレーム電極52と、第2フレーム接続部材52Wと、第1パッド電極61と、第1パッド接続部材61Wと、を含む。
第4実施形態は、半導体装置の検査装置220に係る。
既に説明したように、検査装置210は、第1プローブ71、第2プローブ72、及び、制御部70を含む(図14(a)参照)。制御部70は、半導体装置120を検査可能である。半導体装置120において、第1実装部材50は、複数の第1フレーム電極51と、複数の第1フレーム接続部材51Wと、別の複数の第1フレーム接続部材51WAと、を含む。複数の第1フレーム接続部材51Wは、第1素子電極11と、複数の第1フレーム電極51の1つと、を電気的に接続する。別の複数の第1フレーム接続部材51WAは、第1素子電極11と、複数の第1フレーム電極51の別の1つと、を電気的に接続する。
第5実施形態は、半導体装置の検査方法に係る。第5実施形態に係る半導体装置の検査方法は、例えば、図2に例示した検査装置210に基づく検査方法である。この検査方法では、例えば、図2に例示した第1検査状態ST1が採用される。第1検査状態ST1において、第1プローブ71を第1フレーム電極51の第1部分51aと電気的に接続させ、第2プローブ72を第2フレーム電極52と電気的に接続させ、第3プローブ73を第1パッド電極61と電気的に接続させ、第4プローブ74を第1フレーム電極51の第2部分51bと電気的に接続させる。第1検査状態ST1において、第1プローブ71と第2プローブ72との間に流れる電流を検出して、複数の第1フレーム接続部材51Wの少なくとも一部を検査する。複数の第1フレーム接続部材51Wを高い精度で検査できる。
第6実施形態は、半導体装置の検査方法に係る。第6実施形態に係る半導体装置の検査方法は、例えば、図14(a)に例示した検査装置220に基づく検査方法である。図14(a)に関して説明したように、第1プローブ71が複数の第1フレーム電極51の1つと電気的に接続され、第2プローブ72が複数の第1フレーム電極51の別の1つと電気的に接続された第1検査状態ST1において、第1プローブ71と第2プローブ72との間に流れる電流を検出して、複数の第1フレーム接続部材51W(及び別の複数の第1フレーム接続部材51WAなど)の少なくとも一部を検査する。複数の第1フレーム接続部材51W(及び別の複数の第1フレーム接続部材51WAなど)を高い精度で検査できる。
Claims (15)
- 第1素子電極、第2素子電極及び第3素子電極を含み、窒化物半導体層を含む第1トランジスタと、
第1実装部材と、
第4素子電極、第5素子電極及び第6素子電極を含む第2トランジスタと、
を備え、
前記第1実装部材は、
第1フレーム電極と、
前記第1素子電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する複数の第1フレーム接続部材と、
第1パッド電極と、
前記第1素子電極と前記第1パッド電極とを電気的に接続する第1パッド接続部材と、
を含み、
前記第5素子電極は、前記第1フレーム電極と電気的に接続され、
前記第1トランジスタは、ノーマリオン型であり、
第1アノード及び第1カソードを含む第1ダイオードと、
第2アノード及び第2カソードを含む第2ダイオードと、
をさらに備え、
前記第1アノードは、前記第3素子電極と電気的に接続され、
前記第1カソードは、前記第2アノードと電気的に接続され、
前記第2カソードは、前記第2素子電極と電気的に接続された、半導体装置。 - 前記第2トランジスタは、シリコン半導体層を含み、
前記第2トランジスタは、ノーマリオフ型である、請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、
第5パッド電極と、
前記第5パッド電極と前記第4素子電極とを電気的に接続する第5パッド接続部材と、
をさらに含む、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、実装基板をさらに含み、
前記実装基板は、前記第1トランジスタと対向する第1基板面を含み、
前記第1フレーム電極、前記第1パッド電極、及び、前記第1トランジスタは、前記第1基板面の上に設けられた、請求項1~3のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、実装基板をさらに含み、
前記実装基板は、前記第1トランジスタと対向する第1基板面を含み、
前記実装基板から前記第1フレーム電極への第1方向における前記窒化物半導体層の位置は、前記第1方向における前記第1基板面の位置と、前記第1方向における前記第1素子電極の位置と、の間、前記第1方向における前記第1基板面の前記位置と、前記第1方向における前記第2素子電極の位置と、の間、前記第1方向における前記第1基板面の前記位置と、前記第1方向における前記第3素子電極の位置と、の間にある、請求項1~3のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、
第2フレーム電極と、
前記第2素子電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する複数の第2フレーム接続部材と、
第2パッド電極と、
前記第2素子電極と前記第2パッド電極とを電気的に接続する第2パッド接続部材と、
をさらに含む、請求項1~5のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、
第3パッド電極と、
前記第3パッド電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する第3パッド接続部材と、
をさらに含み、
前記第1フレーム電極の少なくとも一部は、前記第1パッド電極と前記第3パッド電極との間にある、請求項6記載の半導体装置。 - 前記第1実装部材は、
第4パッド電極と、
前記第4パッド電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する第4パッド接続部材と、
をさらに含み、
前記第2フレーム電極の少なくとも一部は、前記第2パッド電極と前記第4パッド電極との間にある、請求項7記載の半導体装置。 - 前記複数の第1フレーム接続部材の数は、20以上100以下である、請求項1~8のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記複数の第1フレーム接続部材は、Au及びCuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項1~9のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 第1素子電極、第2素子電極及び第3素子電極を含み、窒化物半導体層を含む第1トランジスタと、
第1実装部材と、
を備え、
前記第1実装部材は、
第1フレーム電極と、
前記第1素子電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する複数の第1フレーム接続部材と、
第1パッド電極と、
前記第1素子電極と前記第1パッド電極とを電気的に接続する第1パッド接続部材と、
を含み、
前記第1実装部材は、
第2フレーム電極と、
前記第2素子電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する複数の第2フレーム接続部材と、
第2パッド電極と、
前記第2素子電極と前記第2パッド電極とを電気的に接続する第2パッド接続部材と、
をさらに含み、
前記第1実装部材は、
第3パッド電極と、
前記第3パッド電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する第3パッド接続部材と、
をさらに含み、
前記第1フレーム電極の少なくとも一部は、前記第1パッド電極と前記第3パッド電極との間にあり、
前記第1実装部材は、
第4パッド電極と、
前記第4パッド電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する第4パッド接続部材と、
をさらに含み、
前記第2フレーム電極の少なくとも一部は、前記第2パッド電極と前記第4パッド電極との間にあり、
前記第2素子電極と前記第4パッド電極とを直接的に接続する接続部材が設けられない、半導体装置。 - 第1プローブと、
第2プローブと、
第3プローブと、
第4プローブと、
前記第1プローブ、前記第2プローブ、前記第3プローブ及び前記第4プローブと電気的に接続され、半導体装置を検査可能な制御部と、
を備え、
前記半導体装置は、
第1素子電極、第2素子電極及び第3素子電極を含み、窒化物半導体層を含む第1トランジスタと、
第1実装部材と、
を含み、
前記第1実装部材は、
第1フレーム電極と、
前記第1素子電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する複数の第1フレーム接続部材と、
第2フレーム電極と、
前記第2素子電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する第2フレーム接続部材と、
第1パッド電極と、
前記第1素子電極と前記第1パッド電極とを電気的に接続する第1パッド接続部材と、
を含み、
前記制御部は、前記第1プローブが前記第1フレーム電極の第1部分と電気的に接続され、前記第2プローブが前記第2フレーム電極と電気的に接続され、前記第3プローブが前記第1パッド電極と電気的に接続され、前記第4プローブが前記第1フレーム電極の第2部分と電気的に接続された第1検査状態において、前記第1プローブと前記第2プローブとの間に電流を供給したときの、前記第3プローブと前記第4プローブとの間の電位差を検出して、前記複数の第1フレーム接続部材の少なくとも一部を検査可能である、半導体装置の検査装置。 - 前記半導体装置は、第4素子電極、第5素子電極及び第6素子電極を含む第2トランジスタをさらに含み、
前記第5素子電極は、前記第1フレーム電極と電気的に接続され、
前記第1トランジスタは、ノーマリオン型であり、
前記第1実装部材は、
第5パッド電極と、
前記第5パッド電極と前記第4素子電極とを電気的に接続する第5パッド接続部材と、
第5フレーム電極と、
前記第5フレーム電極と前記第4素子電極とを電気的に接続する複数の第5フレーム接続部材と、
をさらに含み、
前記制御部は、前記第1プローブが前記第5フレーム電極の第5部分と電気的に接続され、前記第2プローブが前記第1パッド電極と電気的に接続され、前記第3プローブが前記第5パッド電極と電気的に接続され、前記第4プローブが前記第5フレーム電極の第6部分と電気的に接続された第3検査状態において、前記第1プローブと前記第2プローブとの間に電流を供給したときに前記第1プローブと前記第2プローブとの間に流れる電流を検出して、前記複数の第5フレーム接続部材の少なくとも一部を検査可能である、請求項12記載の半導体装置の検査装置。 - 半導体装置の検査方法であって、
前記半導体装置は、
第1素子電極、第2素子電極及び第3素子電極を含み、窒化物半導体層を含む第1トランジスタと、
第1実装部材と、
を含み、
前記第1実装部材は、
第1フレーム電極と、
前記第1素子電極と前記第1フレーム電極とを電気的に接続する複数の第1フレーム接続部材と、
第2フレーム電極と、
前記第2素子電極と前記第2フレーム電極とを電気的に接続する第2フレーム接続部材と、
第1パッド電極と、
前記第1素子電極と前記第1パッド電極とを電気的に接続する第1パッド接続部材と、
を含み、
第1プローブを前記第1フレーム電極の第1部分と電気的に接続させ、第2プローブを前記第2フレーム電極と電気的に接続させ、第3プローブを前記第1パッド電極と電気的に接続させ、第4プローブを前記第1フレーム電極の第2部分と電気的に接続させた第1検査状態において、前記第1プローブと前記第2プローブとの間に流れる電流を検出して、前記複数の第1フレーム接続部材の少なくとも一部を検査する、半導体装置の検査方法。 - 前記半導体装置は、第4素子電極、第5素子電極及び第6素子電極を含む第2トランジスタをさらに含み、
前記第5素子電極は、前記第1フレーム電極と電気的に接続され、
前記第1トランジスタは、ノーマリオン型であり、
前記第1実装部材は、
第5パッド電極と、
前記第5パッド電極と前記第4素子電極とを電気的に接続する第5パッド接続部材と、
第5フレーム電極と、
前記第5フレーム電極と前記第4素子電極とを電気的に接続する複数の第5フレーム接続部材と、
をさらに含み、
前記第1プローブが前記第5フレーム電極の第5部分と電気的に接続され、前記第2プローブが前記第1パッド電極と電気的に接続され、前記第3プローブが前記第5パッド電極と電気的に接続され、前記第4プローブが前記第5フレーム電極の第6部分と電気的に接続された第3検査状態において、前記第1プローブと前記第2プローブとの間に電流を供給したときの、前記第3プローブと前記第4プローブとの間の電位差を検出して、前記複数の第5フレーム接続部材の少なくとも一部を検査する、請求項14記載の半導体装置の検査方法。
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