JPH08502822A - 半導体デバイスの加速的劣化テストのための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ある継続時間だけ所定のレベルの電流を用いて半導体デバイスにパルスを供給して不適切部分を劣化させかつ適切部分を安定化させるステップと、電流パルスの供給後に半導体デバイスに対する所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を測定するステップとを有する、半導体デバイスのテスト方法である。また、ウエハ上の半導体デバイスに電流パルスを供給する接触プローブと、このプローブに電気的に接続されウエハ上の半導体デバイスの所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を測定する測定手段と、この測定手段に電気的に接続されウエハ上の半導体デバイスから発せられる放射光を検出する光学的検出手段とを有する、ウエハ上の半導体デバイスをテストするシステムが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体デバイスの加速的劣化テストのための装置及び方法 発明の分野 本発明は、半導体デバイスのテストに関し、更に詳しくは、半導体デバイスの 加速的劣化テスト（ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｔｅｓ ｔｉｎｇ）に関する。 発明の背景 過去において、半導体デバイスの故障パフォーマンスを予測する又はテストす るために様々な方法が用いられてきた。半導体デバイスのほとんどの製造業者は 、顧客によって使用される際に弱いデバイスが故障するのを回避するため、これ らの様々な方法を用いている。製造業者は、デバイスの信頼性を高め、返却を防 止し、製造業者によるサービス・コールを削減し、顧客の不満足を防止するため に、デバイスの良好なパフォーマンスを望んでいる。 半導体デバイスの寿命に典型的に関連する広く知られた現象は、「インファン ト・モータリティ（乳児死亡（率）：ｉｎｆａｎｔ ｍｏｒｔａｌｉｔｙ）」と して知られている。この用語は、新しい素子において観察される比較的高い故障 率を表すのに用いられている。素子の初期の高い故障率は通常、短い動作時間の 後に低い値に急落し、比較的長い時間の間、低いまま留まる。半導体デバイスに おける「インファント・モータリティ」の影響を回避するために、インファント ・モータリティの期間が経過するまで、これらの素子を「バーンイン（ｂｕｒｎ −ｉｎ）」するのが通常である。この「バーンイン」は、典型的には、デバイス に高い順電流を交互に流し、また定格のピーク逆電圧又はデバイスでの温度変化 にほぼ等しい逆バイアス電圧を印加することを含んでいる。これらの「バーンイ ン」のシステム及び方法の例は、Ｓｍｉｔｈ他による米国特許第５０４７７１１ 号「集積回路のウエハ・レベル・バーンイン」、Ｆｉｇａｌによる米国特許第５ ０３０９０５号「１分未満のバーンイン」、Ｆｒｅｙによる米国特許第４２１５ ３０９号「高効率スイッチング回路」などに記載されている。 しかし、「バーンイン」テストでは、半導体デバイスに関しての、順電流だけ を与えることによっては検出され得ない種々の問題や、このデバイスが劣化曲線 において高い初期故障率を超えている場合に生じる問題を検出することはできな い。たとえば、高電圧サージが電気的システムにおいては生じることが多く、該 電気的システムは、半導体デバイスを製造者によって特定されるよりも高い電圧 に露出されることが多い。瞬間的な電力サージが生じれば、それにより通常、デ バイスの故障が生じる降伏（ブレークダウン）電圧が決定される。降伏電圧は、 たとえばＰｅｔｅｒｓｏｎによる米国特許第４３０７３４２号「電子デバイスの テスト方法及び装置」に記載されているシステム又は方法によってテストされ、 予測することができる。 発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ・ダイオードなどの半導体デバイスから発 せられる放射光をテストするために、他のシステム及び方法が試みられてきた。 これらのシステム及び方法は、たとえば、Ｔｉｅｄｊｅによる米国特許第４５７ ８６４１号「半導体ウエハのキャリア寿命測定システム」、Ｙａｎｅによる米国 特許第４７９７６０９号「外部光検出を用いないＬＥＤモニタリング」、Ｔａｎ ａｋａによる米国特許第５０６５００７号「半導体の発光素子から出力される光 の測定装置」、Ｂａｔｔによる米国特許第４６１１１１６号「発光ダイオードの 光強度テスタ」などに記載されている。 また、ＰＮ接合ダイオードやバイポーラトランジスタなどの半導体デバイスに 高い電流サージを用いてパルスを与え、関心対象の半導体接合にダメージを誘導 するテスト・システム及び方法も試みられてきた。これらのシステム及び方法の 例は、Ｐｅｔｒｅｅによる米国特許第３９７８４０５号「電流パルス法によるＰ Ｎ接合デバイスのダメージ・スレショルド」、Ｈａｗｋｅｓ他による米国特許第 ４３０１４０３号「電気回路テスト」などに記載されている。 半導体デバイスをテストする別の既知の方法は、同じ物質から作られたデバイ スのグループすなわちロットを統計的にサンプリングし、デバイスのグループ全 体のパフォーマンスをこの統計的なサンプルに基づいて予測する（ｐｒｏｊｅｃ ｔ）ことによるものである。たとえば、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、又はＡｌＧａＡ ｓなどのよりマチュアなＬＥＤ物質においては、ＬＥＤのダイスを含むウエハは 、通常線を描かれて（スクライブされて）切られ、その次に統計的にサンプリン グされる。ＬＥＤのサンプルは、種々の光学的及び電気的パフォーマンス特性に 関して初期にテストされる。ＬＥＤの統計的なサンプルの劣化（ｄｅｇｒａｄａ ｔｉｏｎ）テスト又は他のテストに基づいて、ＬＥＤダイスのウエハ全体が許容 されるか又は拒絶される。ＬＥＤ半導体デバイスに対するこの技法に関しては、 Ｇｉｌｌｅｓｓｅｎ他による書物「Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ｓ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」（１９９１）の§３−３−７（ｐｐ．９８−９ ９）に記載されている。このような統計的サンプリングは、パフォーマンスが予 測可能であるマチュアな半導体物質については役立つのであるが、シリコン・カ ーバイドなどの、それほどマチュアではない半導体物質を選択する場合には、適 切な技法ではない。 ＬＥＤなどの半導体デバイスのウエハをプローブするなどの、他の技法も知ら れている。これらの技法は、典型的には、完全に処理されたウエハの品質と歩留 まり（ｙｉｅｌｄ）とをテストするのに用いられる器具である「ウエハ・プロー バ（ｗａｆｅｒ ｐｒｏｂｅｒ）」に関している。このプローバは、ウエハのエ ッジ上の第１のデバイスにプローブを接触させて、ユーザが種々の測定を行うこ とを可能にする。該第１のデバイスに関する測定が終了すると、プローバはウエ ハを次のダイオードまで所定距離だけ移動させる。測定サイクルの間に得られた データが、次に、許容するか拒絶するかに関して評価され、失格したダイオード はインク・ドットによってマークされる。この技法に関しては、上述のＧｉｌｌ ｅｓｓｅｎ他による書物の§３−３−６（ｐ．９７）に開示されている。しかし 、このウエハ・プローバの技法は、統計的サンプリング技法と同様に、いくつか のマチュアな半導体物質については適切であるが、それほどマチュアでない半導 体物質を時間の経過に伴って測定する方法を必ずしも実現できるものではなく、 よって、上述した顧客の不満の原因になる。また、それほどマチュアでない物質 を用いて製造されるデバイスのパフォーマンスは、これらが比較的最近に開発さ れたために、統計的に予測可能でない場合もある。たとえば、発光ダイオードを 含む種々の半導体デバイスのためのＳｉＣの使用などは、商業的にはほんの最近 に実現可能となったばかりである。これらの物質から作られるデバイスに関して は、本発明の発明者の一人であるＥｄｍｏｎｄによる米国特許第４９１８４９７ 号及び第５０２７１６８号「シリコン・カーバイドにおいて形成された青色発光 ダイオード」に開示されている。このように、それほどマチュアではない物質で は、異なるテスト装置及び方法が必要になる。 したがって、一群のデバイスに対してパフォーマンスが統計的に予測可能では ない半導体デバイスをテストするための、一定時間にわたるパフォーマンスを予 測する装置及び方法に対する実現要求が存在している。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、半導体デバイスの劣化を加速させて種々のパフ ォーマンス特性を測定することによる半導体デバイスのテスト方法を提供するこ とである。 本発明のこの目的及び他の目的及び効果は、不適切なデバイスを劣化させ適切 なデバイスを安定化するのに必要な十分に高い電流を用いて半導体デバイスに電 流パルスを与え、この電流パルスの供給前、供給中、供給後の光学的及び（又は ）電気的パフォーマンス特性を測定する装置及び方法によって達成される。 更に詳しくは、本発明による半導体デバイスのテスト方法は、ある継続時間だ け所定の量の電流を用いて前記半導体デバイスにパルスを供給し不適切部分を劣 化させ適切部分を安定化させるステップと、この電流パルスの供給前、供給中、 及び（又は）供給後に、所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を測定する ステップと、を含んでいる。 本発明によるウエハ上の半導体デバイスのテスト・システムは、ウエハ上の半 導体デバイスに電流パルスを与える接触プローブと、プローブに電気的に接続さ れウエハ上の半導体デバイスの所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を測 定する測定手段と、この測定手段に電気的に接続されウエハ上の半導体デバイス から発せられる放射光を検出する光学的検出手段とを備えている。 図面の簡単な説明 本発明の上述及び他の目的及び効果と、それらが達成される態様は、以下で述 べる本発明の詳細な説明を、好適実施例が図解されている添付の図面と共に考慮 することによって、より容易に明らかになるであろう。 図１は、本発明による半導体デバイスのテスト方法の概略を図解している。 図２Ａ及び図２Ｂは、本発明による、種々の電流パルスのレベルを時間にわた って与えることによる半導体デバイスの劣化を図解している。 図３は、本発明による、ＬＥＤなどの半導体デバイスのウエハをテストするシ ステムの概略図である。 好適実施例の説明 以下では、本発明を、その好適実施例が示されている添付の図面を参照しなが ら説明する。全体を通じて、同じ要素には同じ参照番号が付されている。 図１は、本発明による、ＬＥＤなどの半導体デバイスをテストする方法の概略 図を示している。ブロック１０に示されているように、テストされるデバイスは 、順電圧（Ｖ_F）、光強度（ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）、色相（ｌｉｇ ｈｔ ｈｕｅ）などの所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性に関して初期 的に測定される。デバイスが、ブロック２０に示すように、この初期測定テスト に合格すると、デバイスは更に解析される。デバイスが初期測定テストに合格し ない場合には、ブロック２５に示されるように、このデバイスに関するテストは 終了しデバイスは拒絶される。初期にデバイスのパフォーマンス特性を測定し、 かつデバイスが許容可能であると判断された後で、ブロック３０に示されるよう に、電流パルスが所定の時間の間だけデバイスに与えられるが、これは不適切な デバイスを劣化させかつ適切な部分を安定化させるためである。この電流パルス の供給の所定の時間は通常約２．２秒であり、電流密度は通常約３３３３アンペ ア（Ａ）／平方センチ（ｃｍ²）であるが、１６６６Ａ／ｃｍ²から５０００Ａ／ ｃｍ²の範囲であればよい。次に、ブロック４０、５０、６０に示されているよ うに、半導体デバイスは電流パルスの供給中に測定され、電気的又は光学的パフ ォーマンス特性を評価することができるし、あるいは、ブロック８５、９０、１ ００に示すように、急激に冷却するにまかせてから、これらの特性を測定する こともできる。また、これらの特性は、電流パルスの供給中とその後とで測定す ることもできる。パフォーマンス特性が適切な場合には、ブロック７０、１１０ に示されるように、デバイスは合格、すなわち、受け入れられる。特性が不適切 である場合には、ブロック８０、１２０に示されるように、デバイスは不合格で あり、拒絶されてインクでマークされる。テストされたデバイスは、シリコン・ カーバイド（ＳｉＣ）で形成された青色発光ダイオードであった。この方法は、 ＳｉＣで形成された緑色発光ダイオードを含む種々の他の半導体デバイスに対し ても、用いることができる。 図２Ａに図示されているように、図１のブロック３０においてデバイスに供給 される電流のレベル又は量がより短い継続時間の間に増加するほど、デバイスの 劣化がより少ない。このように、ＬＥＤダイなどの適切なデバイスを安定化させ 受け入れさせるための電流のレベルと、不適切なデバイスを劣化させて拒絶させ る電流のレベルとの間の関係が、グラフによって概略的に示されている。電流密 度は、テストされているデバイスに依存して変動するが、ＳｉＣデバイスに対し ては約３３３３Ａ／ｃｍ²が適用可能であり、この密度によれば不適切なＬＥＤ デバイスに劣化を生じさせることができる。図２Ｂには、高レベルの電流（たと えば、３３３３Ａ／ｃｍ²）を用いてパルスを供給した場合に、不適切なデバイ スにおいて生じる放射すなわち光強度が示されている。 ウエハ・プローバを使用して半導体デバイスをテストすることは、当業者には 周知である。本発明の方法によれば、ウエハ・プローバを用いてＳｉＣなどの半 導体物質のウエハ上の個々のＬＥＤにパルスを与え、その上のデバイスのパフォ ーマンス特性を測定することもできる。 たとえば、ＬＥＤに関しては、この方法によれば、Ｖ_Fや逆電流（Ｉ_R）などに 加えて、光強度、色、色劣化を測定することができる。一般的に、ＬＥＤ及びそ れ以外の半導体デバイスに対する測定は、順電圧、逆電圧、順電流、逆電流、色 相（ヒュー）、色相劣化、光出力電力、光出力電力劣化、光強度、光強度劣化、 視感度効率（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｆｆｉｃａｃｙ）、色、色劣化、ピーク色波 長、支配的（ｄｏｍｉｎａｎｔ）色波長、応答速度、容量、熱抵抗、電力消費、 及びこれらの組み合わせの中の１つ又は複数を含んでいる。しかし、これらの 測定は、これらの特定デバイス特性に限定されるものではない。 また、これらの測定と種々のコンピュータ・ソフトウェア・プログラムとから 、ＬＥＤなどの半導体デバイスのパフォーマンスの全体を計算し、このデバイス のウエハに対してマッピングすることができる。このマッピングは、時間と、半 導体ウエハ上の許容不可能及び許容可能なデバイスの位置配置とにわたる、電気 的又は光学的パフォーマンス特性のグラフを含むことができる。このタイプのマ ッピング情報は、半導体材料の品質、材料処理の技法、及びテストされるデバイ スに関する種々の他の情報に関して、製造者にフィードバックされる。 図３は、ＬＥＤなどの半導体デバイスのウエハをテストする装置を示している 。２１０としてそれぞれ示された１０個の接触プローブの中の少なくとも１つが 、電流パルスを、図１に示されている方法に従ってウエハ上のＬＥＤに与える。 電流パルスの電流密度は、比較的高く、通常は約３３３３Ａ／ｃｍ²である。測 定手段２３０が接触プローブ２１０に電気的に接続されており、ウエハ上の半導 体デバイスの所定の電気的パフォーマンス特性を測定する。測定手段２３０は、 ３つの光強度計２３１、２３２、２４５とコンピュータ２３５とを有しており、 テストの間に測定を行う。光ファイバ・プローブ２４１、２４２すなわちセンサ などの光学的検出手段２４０が測定手段２３０に電気的に接続されており、ウエ ハ上のＬＥＤデバイスから発せられる放射光や青及び緑の範囲の色相を検出する 。色相の測定は、青色通過及び緑色通過フィルタを通過し個別のデバイスそれぞ れの上の色相の比率を測定し検出することによって行われる。ウエハ上の許容不 可能なデバイスは、インク・ウェル２６０を用いてマークされる。 図面と明細書とにおいて、本発明の典型的な好適実施例を開示してきた。特定 の用語を用いてはあるが、それらの用語は、限定を意味しない一般的で説明の意 味で用いられており、本発明の範囲は、次の請求の範囲によって確定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年１０月１０日 【補正内容】 ３４条補正 請求の範囲全文を、以下の通り補正する 請求の範囲 １．半導体デバイスをテストする方法において、 所定のレベルの電流（３０）を用いて、テストされている半導体デバイスにパ ルスを供給するステップと、 電流パルスの供給後に、半導体デバイスに対する所定の電気的又は光学的パフ ォーマンス特性（５０）を測定するステップと を含んでおり、 電流パルスの電流レベルは、テストされている半導体デバイスの平均的動作電 流レベルよりも高く、 パルスを供給する時間は、テストされている不適切なデバイスを劣化させかつ テストされている適切なデバイスを安定化させるために、１５秒よりも短い継続 時間である ことを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ２．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、テストされる半導 体デバイスは、光電子デバイスであることを特徴とする半導体デバイス・テスト 方法。 ３．請求項２記載の半導体デバイス・テスト方法において、テストされる半導 体デバイスは、発光ダイオードであることを特徴とする半導体デバイス・テスト 方法。 ４．請求項１、２又は３記載の半導体デバイス・テスト方法において、テスト される半導体デバイスは、発光ダイオードからなる発光ダイオード・ウエハであ ることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ５．請求項１、２、３、４又は５記載の半導体デバイス・テスト方法において 、該方法はさらに、所定のレベルの電流を用いて半導体デバイスにパルスを供給 するステップに先立って、半導体デバイスの所定の電気的又は光学的パフォーマ ンス特性を初期的に測定する初期測定ステップを含んでいることを特徴とする半 導体デバイス・テスト方法。 ６．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、半 導体デバイスの所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を測定するステップ は、電流（４０）を用いて半導体デバイスにパルスを供給するステップの間にも 実行されることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ７．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、半 導体デバイスの所定の電気的又は光学的パフォーマンス特性を初期的に測定する 初期測定ステップは、順電圧、逆電圧、順電流、逆電流、色相（ヒュー）、色相 劣化、光出力電力、光出力電力劣化、光強度、光強度劣化、視感度効率、色、色 劣化、ピーク色波長、支配色波長、応答速度、容量、熱抵抗、電力消費、及びこ れらの組み合わせから成るグループから選択されるパフォーマンス特性を測定す るステップを含むことを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ８．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、電 流パルスの所定の電流密度は、１６６６Ａ／ｃｍ²〜５０００Ａ／ｃｍ²の範囲で あることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ９．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、電 流パルスの所定の電流密度は、約３３３３Ａ／ｃｍ²であることを特徴とする半 導体デバイス・テスト方法。 １０．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、 半導体デバイスは、シリコン・カーバイドから形成されていることを特徴とする 半導体デバイス・テスト方法。 １１．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、 半導体デバイスは、シリコン・カーバイドから形成された青色発光ダイオードで あることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 １２．請求項１、２、３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、 該方法はさらに、テスト中の半導体デバイスに対する電気的パフォーマンス特性 をマッピングするステップを含んでいることを特徴とする半導体デバイス・テス ト方法。 １３．請求項３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、初期測定 ステップに先行して、発光ダイオードのウエハをプローブ装置の上に設置しウエ ハ上の各発光ダイオードの電気的又は光学的パフォーマンス特性を個別に測定す るステップが実行されることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 １４．請求項３又は４記載の半導体デバイス・テスト方法において、該方法は さらに、ウエハ上の発光ダイオードが電流パルスの供給期間中に測定された所定 の電気的パフォーマンス特性に達しない場合には、該発光ダイオードにインクを 用いてマークするステップを含んでいることを特徴とする半導体デバイス・テス ト方法。 明細書の第１頁下から６行目〜第２頁第１９行目の『この「バーンイン」は・ ・・記載されている。』を、以下のとおり補正する。 『この「バーンイン」は、典型的には、デバイスに高い順電流を交互に流し、ま た定格のピーク逆電圧又はデバイスでの温度変化にほぼ等しい逆バイアス電圧を 印加することを含んでいる。これらの「バーンイン」のシステム及び方法の例は 、Ｓｍｉｔｈ他による米国特許第５０４７７１１号「集積回路のウエハ・レベル ・バーンイン」、Ｆｉｇａｌによる米国特許第５０３０９０５号「１分未満のバ ーンイン」、Ｃｈｉｋ他による米国特許第４４８９４７７号「レーザ・ダイオー ドのスクリーニング方法」、Ｆｒｅｙによる米国特許第４２１５３０９号「高効 率スイッチング回路」などに記載されている。 しかし、「バーンイン」テストでは、半導体デバイスに関しての、順電流だけ を与えることによっては検出され得ない種々の問題や、このデバイスが劣化曲線 において高い初期故障率を超えている場合に生じる問題を検出することはできな い。たとえば、高電圧サージが電気的システムにおいては生じることが多く、該 電気的システムは、半導体デバイスを製造者によって特定されるよりも高い電圧 に露出されることが多い。瞬間的な電力サージが生じれば、それにより通常、デ バイスの故障が生じる降伏（ブレークダウン）電圧が決定される。降伏電圧は、 たとえばＰｅｔｅｒｓｏｎによる米国特許第４３０７３４２号「電子デバイスの テスト方法及び装置」に記載されているシステム又は方法によってテストされ、 予測することができる。 発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ・ダイオードなどの半導体デバイスから発 せられる放射光をテストするために、他のシステム及び方法が試みられてきた。 これらのシステム及び方法は、たとえば、Ｔｉｅｄｊｅによる米国特許第４５７ ８６４１号「半導体ウエハのキャリア寿命測定システム」、Ｙａｎｅによる米国 特許第４７９７６０９号「外部光検出を用いないＬＥＤモニタリング」、Ｔａｎ ａｋａによる米国特許第５０６５００７号「半導体の発光素子から出力される光 の測定装置」、Ｂａｔｔによる米国特許第４６１１１１６号「発光ダイオードの 光強度テスタ」などに記載されている。』 明細書の第３頁第１６行目〜第４頁第１２行目の『この・・・ことである』を 、以下のとおり補正する。 『このプローバは、ウエハのエッジ上の第１のデバイスにプローブを接触させて 、ユーザが種々の測定を行うことを可能にする。該第１のデバイスに関する測定 が終了すると、プローバはウエハを次のダイオードまで所定距離だけ移動させる 。測定サイクルの間に得られたデータが、次に、許容するか拒絶するかに関して 評価され、失格したダイオードはインク・ドットによってマークされる。この技 法に関しては、上述のＧｉｌｌｅｓｓｅｎ他による書物の§３−３−６（ｐ．９ ７）、及びＣｈａｎによる米国特許第４７７５６４０号「電子デバイスのテスト 方法及び装置」に開示されている。しかし、このウエハ・プローバの技法は、統 計的サンプリング技法と同様に、いくつかのマチュアな半導体物質については適 切であるが、それほどマチュアでない半導体物質を時間の経過に伴って測定する 方法を必ずしも実現できるものではなく、よって、上述した顧客の不満の原因に なる。また、それほどマチュアでない物質を用いて製造されるデバイスのパフォ ーマンスは、これらが比較的最近に開発されたために、統計的に予測可能でない 場合もある。たとえば、発光ダイオードを含む種々の半導体デバイスのためのＳ ｉＣの使用などは、商業的にはほんの最近に実現可能となったばかりである。こ れらの物質から作られるデバイスに関しては、本発明の発明者の一人であるＥｄ ｍｏｎｄによる米国特許第４９１８４９７号及び第５０２７１６８号「シリコン ・カーバイドにおいて形成された青色発光ダイオード」に開示されている。この ように、それほどマチュアではない物質では、異なるテスト装置及び方法が必要 になる。』 したがって、一群のデバイスに対してパフォーマンスが統計的に予測可能では ない半導体デバイスをテストするための、一定時間にわたるパフォーマンスを予 測する装置及び方法に対する実現要求が存在している。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、半導体デバイスの劣化を加速させて種々のパフ ォーマンス特性を測定することによる半導体デバイスのテスト方法を提供するこ とである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 カーター，カルビン・エイチ，ジュニアー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27516，キャリー，ノース・ドローブリッ ジ・レーン 114 (72)発明者 ウォルツ，ダグラス・ジー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27707，ダーラム，クラウン・ヒル・ドラ イブ 4015

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．半導体デバイスをテストするテスト方法において、 ある継続時間だけ所定のレベルの電流を用いて半導体デバイスにパルスを供給 し、不適切部分を劣化させかつ適切部分を安定化させるステップと、 電流パルスの供給後に、半導体デバイスに対する所定の電気的又は光学的パフ ォーマンス特性を測定するステップと を含むことを特徴とする半導体デバイス・ステスト方法。 ２．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、該方法はさらに、 所定のレベルの電流を用いて半導体デバイスにパルスを与えるステップに先立っ て、半導体デバイスの所定の電気的パフォーマンス特性を初期的に測定するステ ップを含んでいることを特徴とする半導体デバイス・テスト方法。 ３．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、所定の電気的パフ ォーマンス特性を測定するステップは、電流を用いて半導体デバイスにパルスを 供給するステップの期間中に実行されることを特徴とする半導体デバイス・テス ト方法。 ４．請求項２記載の半導体デバイス・テスト方法において、所定の電気的又は 光学的パフォーマンス特性を初期的に測定するステップは、順電圧、逆電圧、順 電流、逆電流、色相、色相劣化、光出力電力、光出力電力劣化、光強度、光強度 劣化、視感度効率、色、色劣化、ピーク色波長、支配色波長、応答速度、容量、 熱抵抗、電力消費、及びこれらの組み合わせから成るグループから選択される特 性を測定するステップを含んでいることを特徴とする半導体デバイス・テスト方 法。 ５．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、電流パルスの所定 の電流密度は、１６６６Ａ／ｃｍ²〜５０００Ａ／ｃｍ²の範囲であることを特徴 とする半導体デバイス・テスト方法。 ６．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、電流パルスの所定 の電流密度は、約３３３３Ａ／ｃｍ²であることを特徴とする半導体デバイス・ テスト方法。 ７．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、半導体デバイスは 、シリコン・カーバイドから形成されていることを特徴とする半導体デバイス・ テスト方法。 ８．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、半導体デバイスは 、シリコン・カーバイドから形成された青色発光ダイオードであることを特徴と する半導体デバイス・テスト方法。 ９．請求項１記載の半導体デバイス・テスト方法において、該方法はさらに、 テスト中の半導体デバイスに対する電気的パフォーマンス特性をマッピングする ステップを含んでいることを特徴とするはさらにデバイス・テスト方法。 １０．発光ダイオードをテストする方法において、 ある継続時間だけ所定のレベルの電流を用いて発光ダイオードにパルスを供給 して、不適切部分を劣化させかつ適切部分を安定化させるステップと、 電流パルスの供給後に、発光ダイオードに対する所定の電気的又は光学的パフ ォーマンス特性を測定するステップと を含んでいることを特徴とする発光ダイオード・テスト方法。 １１．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、該方法はさら に、所定のレベルの電流を用いて発光ダイオードにパルスを供給するステップに 先立って、発光ダイオードの所定の電気的パフォーマンス特性を初期的に測定す る初期測定ステップを含んでいることを特徴とする発光ダイオード・テスト方法 。 １２．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、所定の電気的 又は光学的パフォーマンス特性を測定するステップは、電流パルスの供給期間中 に実行されることを特徴とする発光ダイオード・テスト方法。 １３．請求項１１記載の発光ダイオード・テスト方法において、初期測定ステ ップに先行して、発光ダイオードのウエハをプローブ装置の上に設置し該ウエハ 上の各発光ダイオードの電気的又は光学的パフォーマンス特性を個別に測定する ステップが実行されることを特徴とする発光ダイオード・テスト方法。 １４．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、該方法はさら に、電流パルスの供給期間中に測定された所定の電気的又は光学的パフォーマン ス特性が適合しない場合に、ウエハ上の発光ダイオードを廃棄するステップを含 んでいることを特徴とする発光ダイオード・テスト方法。 １５．請求項１２記載の発光ダイオード・テスト方法において、該方法はさら に、ウエハ上の発光ダイオードが電流パルスの間に測定された所定の電気的又は 光学的パフォーマンス特性に達しない場合には、該発光ダイオードにインクを用 いてマークするステップを含んでいることを特徴とする発光ダイオード・テスト 方法。 １６．請求項１１記載の発光ダイオード・テスト方法において、所定の電気的 又は光学的パフォーマンス特性を初期的に測定する初期測定ステップは、順電圧 、逆電圧、順電流、逆電流、色相、色相劣化、光出力電力、光出力電力劣化、光 強度、光強度劣化、視感度効率、色、色劣化、ピーク色波長、支配色波長、応答 速度、容量、熱抵抗、電力消費、及びこれらの組み合わせから成るグループから 選択される特性を測定するステップを含んでいることを特徴とする発光ダイオー ド・テスト方法。 １７．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、発光ダイオー ドは、シリコン・カーバイドから形成されていることを特徴とする発光ダイオー ド・テスト方法。 １８．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、発光ダイオー ドは、シリコン・カーバイドから形成された青色発光ダイオードであることを特 徴とする発光ダイオード・テスト方法。 １９．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、電流パルスの 所定の電流密度は、１６６６Ａ／ｃｍ²〜５０００Ａ／ｃｍ²の範囲であることを 特徴とする発光ダイオード・テスト方法。 ２０．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、電流パルスの 所定の電流密度は、約３３３３Ａ／ｃｍ²であることを特徴とする発光ダイオー ド・テスト方法。 ２１．請求項１０記載の発光ダイオード・テスト方法において、該方法はさら に、テスト中の発光ダイオードに対する電気的又は光学的パフォーマンス特性を マッピングするステップを含んでいることを特徴とする発光ダイオード・テスト 方法。 ２２．ウエハ上の半導体デバイスをテストする装置において、 ウエハ上の半導体デバイスに電流パルスを供給する接触プローブと、 接触プローブに電気的に接続されており、ウエハ上の半導体デバイスの所定の 電気的又は光学的パフォーマンス特性を測定する測定手段と、 該測定手段に電気的に接続されており、ウエハ上の半導体デバイスから発せら れる放射光を検出する光学的検出手段と を備えていることを特徴とする半導体デバイス・テスト装置。 ２３．請求項２２記載の半導体デバイス・テスト装置において、測定手段は、 光強度計と計算デバイスとを備えていることを特徴とする半導体デバイス・テス ト装置。 ２４．請求項２２記載の半導体デバイス・テスト装置において、光学的検出手 段は、光ファイバ・プローブを備えていることを特徴とする半導体デバイス・テ スト装置。 ２５．請求項２２記載の半導体デバイス・テスト装置において、該システムは さらに、電流パルスをウエハ上の複数の半導体デバイスに与える複数の接触プロ ーブを備えていることを特徴とする半導体デバイス・テスト装置。