KR20230057205A - 전력 반도체 소자의 검사 방법, 및 이를 위한 검사 시스템 - Google Patents
전력 반도체 소자의 검사 방법, 및 이를 위한 검사 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
전력 반도체 소자의 검사 방법이 제공된다. 상기 전력 반도체 소자의 검사 방법은, 상기 전력 반도체 소자에 제1 및 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 및 제2 참조 값을 획득하는 단계, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 테스트 빔을 조사하는 단계, 상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 및 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 및 제2 측정 값을 획득하는 단계, 및 상기 제1 참조 값 및 상기 제1 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 결함 발생 여부를 확인하고, 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 출원은 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 전력 반도체 소자로 조사되는 테스트 빔에 의한 전력 반도체 소자의 드레인 및 소스 사이의 결함 발생 여부 및 전력 반도체 소자의 게이트 절연막의 손상을 확인할 수 있는 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템에 관련된 것이다.
반도체 검사장비는 주검사 장비(Main Tester), Probe Station, 핸들러 (Handler), 번인(Burn-In)장비로 크게 구분할 수 있으며, 웨이퍼 상태에서 칩의 정상여부를 검사하는 Probe Station 등의 웨이퍼 검사장비, 반도체 전후 공정을 마친 후 최종단계에서 패키지의 정상적인 작동유무를 평가하는 핸들 러와 같은 콤포넌트 검사장비, 그리고 PCB에 반도체 소자가 여러 개 장착되어 있는 모듈 상태에서 제대로 작동하는지를 검사하는 모듈 검사장비로 분류할 수 있다.
반도체 소자가 미세화됨에 따라서, 다양한 반도체 검사 장치가 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록 특허 공보 10-1679527에는 피검사 디바이스인 반도체 디바이스에 조사되는 광을 발생시키는 광 발생부와, 상기 반도체 디바이스를 구동시키는 테스트 신호를 상기 반도체 디바이스에 인가하는 테스트 신호 인가부와, 상기 광이 상기 반도체 디바이스에 조사되었을 때 상기 반도체 디바이스에서 반사된 반사광을 검출하여, 검출신호를 출력하는 광검출부와, 상기 검출 신호가 입력되고, 상기 검출 신호의 위상 정보인 제1 위상 정보를 계측하는 제1 스펙트럼 애널라이저와, 소정의 주파수의 레퍼런스 신호를 생성하는 레퍼런스 신호 생성부와, 상기 레퍼런스 신호가 입력되고, 상기 레퍼런스 신호의 위상 정보인 제2 위상 정보를 계측하는 제2 스펙트럼 애널라이저와, 상기 제1 위상 정보 및 상기 제2위상 정보에 기초하여, 상기 소정의 주파수에 있어서의 상기 검출 신호의 위상정보를 도출하는 해석부를 구비하고, 상기 제1 스펙트럼 애널라이저는 상기 제1 스펙트럼 애널라이저를 동작시키는 기준 신호의 주파수에 대한 상기 제1 위상 정보를 계측하고, 상기 제2 스펙트럼 애널라이저는 상기 제2 스펙트럼 애널라이저를 동작시키는 기준 신호의 주파수에 대한 상기 제2 위상 정보를 계측하고, 상기 제1 스펙트럼 애널라이저의 기준 신호의 주파수와 위상과, 상기 제2 스펙트럼 애널라이저의 기준 신호의 주파수와 위상이 동기하고 있는 반도체 디바이스 검사 장치가 개시되어 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고신뢰성의 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 불량 유형을 실시간 확인할 수 있는 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 불량 유형을 실시간 확인할 수 있는 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, DC 및 AC 동작에 따른 불량을 확인할 수 있는 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 빔(beam)에 의한 손상을 확인할 수 있는 전력 반도체 소자의 검사 방법 및 이를 위한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 전력 반도체 소자의 검사 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자의 검사 방법은, 게이트, 게이트 절연막, 드레인, 및 소스를 갖는 전력 반도체 소자를 테스트 보드에 배치하는 단계, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 참조 값을 획득하는 단계, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제2 테스트 신호를 인가하여 출력된 제2 참조 값을 획득하는 단계, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 테스트 빔을 조사하는 단계, 상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 측정 값을 획득하는 단계, 상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제2 측정 값을 획득하는 단계, 및 상기 제1 참조 값 및 상기 제1 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 결함 발생 여부를 확인하고, 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 테스트 빔이 조사된 후 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 펄스 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제2 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 제2 테스트 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자의 검사 방법은, 상기 전력 반도체 소자에 상기 테스트 빔을 조사하기 전, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제3 테스트 신호를 인가하여 출력된 제3 참조 값을 획득하는 단계, 상기 전력 반도체 소자에 상기 테스트 빔을 조사한 후, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제3 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제3 측정 값을 획득하는 단계, 및 상기 제3 참조 값 및 상기 제3 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제3 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단선시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 제3 테스트 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 게이트, 드레인, 및 소스를 포함하는 전력 반도체 소자가 배치된 테스트 보드 및 테스트 빔을 조사하는 빔 소스를 포함하는 상기 전력 반도체 소자의 검사 시스템에 있어서, 상기 테스트 보드는, 상기 전력 반도체 소자가 배치되는 피시험 반도체 소자 배치 영역, 상기 전력 반도체 소자의 상기 소스 및 상기 드레인을 단락시키고 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하는 제1 신호 제어부, 및 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 제2 테스트 전압을 인가하는 제2 신호 제어부를 포함하고, 상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사되기 전, 그리고 상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사된 후, 각각 상기 제1 신호 제어부 및 상기 제2 신호 제어부가 동작하여, 상기 전력 반도체 소자를 검사하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 반도체 소자는 복수로 제공되고, 복수의 상기 전력 반도체 소자가, 상기 피시험 반도체 소자 배치 영역 상에 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 신호 제어부 및 상기 제2 신호 제어부는 교대로 동작하는 것을 포함할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에 따르면, 전력 반도체 소자에 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 참조 값을 획득하고, 상기 전력 반도체 소자에 제2 테스트 신호를 인가하여 출력된 제2 참조 값을 획득하고, 상기 전력 반도체 소자에 테스트 빔을 조사하여, 상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 측정 값이 획득되고, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제2 측정 값이 획득될 수 있다.
상기 제1 참조 값 및 상기 제1 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 결함 발생 여부를 확인하고, 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부가 확인될 수 있다.
즉, 상기 테스트 빔에 의한 상기 전력 반도체 소자의 불량 유형이 용이하게 확인될 수 있음은 물론, 실시간으로 확인될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 및 제2 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 및 제2 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시 예의 변형 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 내지 제3 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 내지 제3 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 보다 상세하게 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사에 활용되는 테스트 보드의 설계를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 및 제2 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 및 제2 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시 예의 변형 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 내지 제3 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 내지 제3 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 보다 상세하게 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사에 활용되는 테스트 보드의 설계를 예시적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 출원 명세서에서 “빔”은 방사선을 포함하는 것으로, 알파입자, 중성자, 양성자 등의 방사선 입자를 포함하는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원 명세서에서 피시험 반도체 소자에 발생하는 에러는 주로 single event upset(SEU), multi bit upset(MBU), multi cell upset(MCU) 등 Soft Error를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
또한, 본 출원의 명세서에 기재된 반도체 소자의 검사 시스템을 제조 및 판매를 실시하는 주체와 본 출원 명세서에 기재된 반도체 소자 검사 방법을 수행하는 주체가 다를 수 있음은 자명하다.
또한, 시계열적으로 기재된 방법 청구항에서, 각 단계가 수행되는 순서는 단순히 기재된 순서에 한정되지 않고, 내포된 기술적 의미에 따라서 순서가 한정되는 것으로 해석되며, 내포된 기술적 의미에 따라서 순서가 한정되지 않는 단계들은 각 단계들의 수행 순서에 제한이 없는 것으로 해석된다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 및 제2 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 및 제2 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 게이트, 게이트 절연막, 드레인, 및 소스를 갖는 전력 반도체 소자(200)가 테스트 보드(100)에 배치될 수 있다(S110).
상기 전력 반도체 소자(200)는, 피시험 반도체 소자로, MOSFET, IGBT 등 게이트 구조를 포함하는 반도체 소자일 수 있다.
도 2에서는 상기 테스트 보드(100)에 하나의 상기 전력 반도체 소자(200)가 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 상기 테스트 보드(100)에 복수의 상기 전력 반도체 소자(200)가 배치될 수 있다.
또는, 일 변형 예에 따르면, 상기 테스트 보드(100)에는 적어도 하나의 상기 전력 반도체 소자(200)와 적어도 하나의 다른 종류의 피시험 반도체 소자가 배치될 수 있다.
상기 전력 반도체 소자(200)은 전력 반도체 단일 칩(chip)일 수도 있고, 전력 반도체 칩을 포함하는 복합 회로를 갖는 패키징 칩일 수도 있다.
상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 제1 테스트 신호가 인가되고, 상기 전력 반도체 소자(200)로부터 출력되는 제1 참조 값이 획득될 수 있다(S120).
상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에는 전압이 인가되지 않는 것을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트의 출력 값은 0이고, 상기 드레인 및 상기 소스의 출력 값은 각각 상기 제1 테스트 전압과 동일한 값일 수 있다. 상기 제1 참조 값은, 상기 제1 테스트 신호가 인가된 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스에서 출력되는 값, 또는 상기 드레인 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값으로 정의될 수 있다.
상기 제1 참조 값을 획득한 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 제2 테스트 신호가 인가되고, 상기 전력 반도체 소자(200)로부터 출력되는 제2 참조 값이 획득될 수 있다(S130).
상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제2 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 드레인 및 상기 소스에 전압을 인가하지 않고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 제2 테스트 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트의 출력 값은 상기 제2 테스트 전압과 동일한 값이고, 상기 드레인 및 상기 소스의 출력 값은 각각 0일 수 있다. 상기 제2 참조 값은, 상기 제2 테스트 신호가 인가된 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스에서 출력되는 값 또는 상기 게이트 및 상기 드레인 사이 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값으로 정의될 수 있다.
상술된 실시 예에서, 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 상기 제1 참조 값을 획득한 이후, 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 상기 제2 참조 값을 획득하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 상기 제2 참조 값을 획득한 후 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 상기 제1 참조 값을 획득할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 테스트 빔(300)이 조사될 수 있다(S140).
상기 테스트 빔(300)은 본 출원 명세서의 상용구 및 전제부(boilerplate)에서 기재된 것과 같이, 방사선을 포함하는 것으로, 알파입자, 중성자, 양성자 등의 방사선 입자를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 테스트 빔(300)이 조사된 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 측정 값이 획득될 수 있다(S150).
상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사된 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사되기 전 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계와 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 상술된 바와 같이, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압이 인가되고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값, 또는 상기 드레인 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값 이 상기 제1 측정 값으로 정의될 수 있다.
상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 테스트 빔(300)이 조사된 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제2 측정 값이 획득될 수 있다(S160).
상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사된 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제2 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사되기 전 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제2 테스트 신호를 인가하는 단계와 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 상술된 바와 같이, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 드레인 및 상기 소스에 전압을 인가하지 않고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 상기 제2 테스트 전압을 인가한 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값 또는 상기 게이트 및 상기 드레인 사이 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값이 상기 제2 측정 값으로 정의될 수 있다.
상기 제1 참조 값 및 상기 제1 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 제1 타입 결함 여부가 확인되고, 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자(200)의 제2 타입 결함 여부가 확인될 수 있다(S170).
상기 제1 타입 결함은, 상기 전력 반도체 소자(200)로 조사된 상기 테스트 빔(300)에 의해, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스 사이에서 발생된 결함일 수 있다.
상기 제2 타입 결함은, 상기 전력 반도체 소자(200)로 조사된 상기 테스트 빔(300)에 의해, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트 절연막에서 발생된 손상일 수 있다.
상기 제1 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 인가되는 경우, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에는 전압이 인가되지 않고, 상기 드레인 및 상기 소스에 고전압인 상기 제1 테스트 전압이 인가된다. 만약, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 드레인 및 상기 소스 사이에서 결함이 발생되지 않았다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제1 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제1 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)은 실질적으로(substantially) 서로 동일하다. 반면, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 드레인 및 상기 소스 사이에서 결함이 발생하였다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제1 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제1 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)은 실질적으로 서로 상이하다. 예를 들어, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에는 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 큰 값을 갖지만, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 결함이 발생한 경우, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다.
결론적으로, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에 측정된 상기 제1 참조 값 및 상기 테스트 빔(300)의 조사 후에 측정된 상기 제1 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 결함 발생 여부가 용이하게 확인될 수 있다.
상기 제2 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 인가되는 경우, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에는 상기 제2 테스트 전압이 인가되고, 상기 드레인 및 상기 소스는 단락되고 상기 드레인 및 상기 소스에 전압이 인가되지 않는다. 만약, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 게이트 절연막에 손상이 발생하지 않았다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제2 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제2 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)은 실질적으로 서로 동일하다. 반면, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 게이트 절연막에 손상이 발생하였다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제2 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제2 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)은 실질적으로 서로 상이하다. 예를 들어, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에는 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 및 상기 드레인 사이, 그리고 상기 게이트 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 큰 값을 갖지만, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 결함이 발생한 경우, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 및 상기 상기 드레인 사이, 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다.
결론적으로, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에 측정된 상기 제2 참조 값 및 상기 테스트 빔(300)의 조사 후에 측정된 상기 제2 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트 절연막의 손상 여부가 용이하게 확인될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 참조 값을 획득하는 단계, 제1 및 제2 측정 값을 획득하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 참조 값과 상기 제1 및 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 결함 여부를 확인하는 단계는 하나의 유닛 사이클(unit cycle)로 정의될 수 있고, 상기 유닛 사이클은 복수회 반복 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 유닛 사이클이 복수회 반복 수행되는 경우, 상기 전력 반도체 소자에 인가되는 상기 제1 및 제2 테스트 전압은, 상기 유닛 사이클의 반복 횟수가 증가함에 따라서, 점차적으로 높은 레벨 값을 가질 수 있다. 즉, 더 고전압이 상기 전력 반도체 소자에 인가될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 반도체 소자의 항복 전압의 기준 %에 해당되는 전압부터 인가되어, 상기 유닛 사이클의 반복 횟수가 증가함에 따라서, 상기 제1 및 제2 테스트 전압이 점차적으로 높은 레벨 값을 가질 수 있다.
일 변형 예에 따르면, 상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사된 후, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사되기 전 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계와 다를 수 있다.
구체적으로, 상기 테스트 빔(300)이 상기 전력 반도체 소자(200)에 조사된 후 상기 전력 반도체 소자(200)에 제1 테스트 신호를 인가하는 단계에서, 상기 드레인 및 상기 소스가 단락되고 상기 드레인 및 상기 소스에 상기 제1 테스트 전압이 인가된 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 펄스 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 반도체 소자(200)에 대한 교류 테스트가 수행될 수 있다. 상기 펄스 전압은 도 8을 참조하여 후술되는 게이트 드라이버에 의해 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 인가될 수 있다.
즉, 전력 반도체 소자의 주된 어플리케이션은 전기차, ESS 등의 인버터로 주로 활용되는 것으로, 인버터의 역할은 DC의 전력을 AC로 변환해 주는 역할을 수행한다. DC를 AC로 변환 변환하기 위해 전력 반도체 소자의 게이트에 펄스 전압이 인가될 수 있으며, 이러한 과정이 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 모사될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 실시 예와 달리, 본 출원의 실시 예의 변형 예에 따르면, 제3 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 더 인가되어 제3 참조 값 및 제3 측정 값이 더 획득될 수 있다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 출원의 실시 예의 변형 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법이 설명된다.
도 4는 본 출원의 실시 예의 변형 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사되기 전 제1 참조 값 내지 제3 참조 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 방법에서 테스트 빔이 조사된 후 제1 측정 값 내지 제3 측정 값을 획득하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 것과 동일한 방법으로, 상기 테스트 빔(300)이 조사되기 전 상기 제1 및 제2 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 인가되어 상기 제1 및 제2 참조 값이 획득될 수 있고, 상기 테스트 빔(300)이 조사된 후 상기 제1 및 제2 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 인가되어 상기 제1 및 제2 측정 값이 획득될 수 있다.
본 출원의 실시 예의 변형 예에 따른 전력 반도체 소자(200)의 검사 방법은, 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 테스트 빔(300)을 조사하기 전, 상기 테스트 보드(100)의 상기 전력 반도체 소자(200)에 제3 테스트 신호를 인가하여 출력된 제3 참조 값을 획득하는 단계, 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 테스트 빔(300)을 조사한 후, 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제3 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제3 측정 값을 획득하는 단계, 및 상기 제3 참조 값 및 상기 제3 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계(상기 제2 타입 결합 여부)를 더 포함할 수 있다.
상기 테스트 빔(300)을 조사하기 전, 및 상기 테스트 빔(300)을 조사한 후, 상기 전력 반도체 소자(200)에 상기 제3 테스트 신호를 인가하는 단계는, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 드레인 및 상기 소스가 단선된 상태에서 전압을 인가하지 않고, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에 제3 테스트 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트의 출력 값은 상기 제3 테스트 전압과 동일한 값이고, 상기 드레인 및 상기 소스의 출력 값은 각각 0일 수 있다. 상기 제3 참조 값은, 상기 테스트 빔(300)이 조사되기 전 상기 제3 테스트 신호가 인가된 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스에서 출력되는 값으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 제3 측정 값은, 상기 테스트 빔(300)이 조사된 후 상기 제3 테스트 신호가 인가된 상태에서, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스에서 출력되는 값으로 정의될 수 있다.
상기 제3 테스트 신호가 상기 전력 반도체 소자(200)에 인가되는 경우, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트에는 상기 제3 테스트 전압이 인가되고, 상기 드레인 및 상기 소스는 단선되고 상기 드레인 및 상기 소스에 전압이 인가되지 않는다. 만약, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 게이트 절연막에 손상이 발생하지 않았다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제3 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값 또는 상기 게이트 및 상기 드레인 사이 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제3 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값 또는 상기 게이트 및 상기 드레인 사이 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이에서 측정된 저항 값)은 실질적으로 서로 동일하다. 반면, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 상기 게이트 절연막에 손상이 발생하였다면, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전 측정된 상기 제3 참조 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)과 상기 테스트 빔(300)의 조사 후 측정된 상기 제3 측정 값(상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스의 출력 값)은 실질적으로 서로 상이하다. 예를 들어, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에는 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 및 상기 드레인 사이, 그리고 상기 게이트 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 큰 값을 갖지만, 상기 테스트 빔(300)의 조사에 의해 결함이 발생한 경우, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 및 상기 상기 드레인 사이, 그리고 상기 게이트 및 상기 소스 사이의 저항은 상대적으로 작은 것을 가질 수 있다.
결론적으로, 상기 테스트 빔(300)의 조사 전에 측정된 상기 제3 참조 값 및 상기 테스트 빔(300)의 조사 후에 측정된 상기 제3 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트 절연막의 손상 여부가 용이하게 확인될 수 있다.
전력 반도체 소자, 특히 IGBT 혹은 MOSFET등 게이트를 포함하며 vertical 구조의 전력 반도체 소자에 있어서, 게이트의 고장은 통상적으로 거리 상 가까운 소스단에서 문제가 발생하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 것과 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값의 비교를 통해 확인될 수 있지만, 예상하지 못한 추가적인 에러의 발생 및 검사의 신뢰도 향상을 위해, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 제3 참조 값 및 상기 제3 측정 값을 추가적으로 비교하여, 상기 전력 반도체 소자(200)의 상기 게이트 절연막의 손상 여부가 확인될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 전력 반도체 소자의 검사 방법을 수행하기 위한 전력 반도체 검사 시스템이 설명된다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 게이트, 드레인, 및 소스를 포함하는 전력 반도체 소자가 배치된 테스트 보드(100) 및 테스트 빔을 조사하는 빔 소스(310)를 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 시스템이 제공된다.
상기 테스트 보드(100)는, 제1 신호 제어부(110), 제2 신호 제어부(120), 및 피시험 반도체 소자 배치 영역(140)을 포함할 수 있다.
상기 피시험 반도체 소자 배치 영역(140)에는 상기 전력 반도체 소자가 배치될 수 있다. 상기 전력 반도체 소자는 복수로 제공되고, 복수의 상기 전력 반도체 소자가, 상기 피시험 반도체 소자 배치 영역(140) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 피시험 반도체 소자 배치 영역(140)에 복수의 소켓이 제공되고, 복수의 상기 전력 반도체 소자는 복수의 상기 소켓에 각각 장착될 수 있다.
상기 제1 신호 제어부(110)는 상기 전력 반도체 소자의 상기 소스 및 상기 드레인을 단락시키고 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하고 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 전압이 인가되지 않도록, 스위치를 제어 및 구성할 수 있다. 즉, 상기 테스트 보드(100) 상에 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스를 연결하는 복수의 스위치들이 제공될 수 있고, 상기 스위치들의 on/off를 통해 상술된 바와 같이, 상기 전력 반도체 소자의 상기 소스 및 상기 드레인이 단락되고 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압이 인가되고 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 전압이 인가되지 않을 수 있다.
상기 제1 신호 제어부(110)는, 복수의 스위치의 그룹, 및/또는 이들을 제어하는 제어부를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
상기 제2 신호 제어부(120)는 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 드레인 및 상기 소스에 전압을 인가하지 않고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 제2 테스트 전압이 인가되도록, 스위치를 제어 및 구성할 수 있다. 즉, 상술된 바와 같이, 상기 테스트 보드(100) 상에 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트, 상기 드레인, 및 상기 소스를 연결하는 복수의 스위치들이 제공될 수 있고, 상기 스위치들의 on/off를 통해 상술된 바와 같이, 상기 전력 반도체 소자의 상기 소스 및 상기 드레인이 단락되고 상기 드레인 및 상기 소스에 전압이 인가되지 않고 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 상기 제2 테스트 전압이 인가될 수 있다.
상기 제2 신호 제어부(120)는, 복수의 스위치의 그룹, 및/또는 이들을 제어하는 제어부를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사되기 전, 그리고 상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사된 후, 각각 상기 제1 신호 제어부(110) 및 상기 제2 신호 제어부(120)가 동작하여, 상기 전력 반도체 소자에 대한 검사가 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 테스트 빔의 조사 전 제1 참조 값, 제2 참조 값, 및 제3 참조 값이 획득될 수 있고, 상기 테스트 빔의 조사 후 제1 측정 값, 제2 측정 값, 및 제3 측정 값이 획득될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 참조 값과 상기 제1 내지 제3 측정 값은 상기 제어부(150)로 전달되어, 상호 비교될 수 있고, 이로 인해, 상기 전력 반도체 소자에 대한 검사가 수행될 수 있다.
상기 제어부(150)는, 상술된 바와 같이, 상기 전력 반도체 소자의 출력 값들인 제1 내지 제3 참조 값과 상기 제1 내지 제3 측정 값을 비교할 수 있고, 상기 테스트 보드(100)에서 수행되는 상기 전력 반도체 소자의 검사에 대한 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 테스트 보드(100)와는 별개의 하드웨어로 구성되어, 상기 테스트 빔이 조사되는 챔버 외부에 배치될 수 있다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사 시스템을 보다 상세하게 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, UUT Board, Daughter Board, ADC Board, Core Board, Interface Board가 제공된다.
상기 UUT Board는 전력 반도체 소자가 실장되어 테스트 빔에 노출되는 보드로, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 테스트 보드일 수 있다.
상기 Daughter Board는 Core Board 측의 릴레이 제어 시그널을 UUT Board에 전달하고, UUT Board에 실장된 전력 반도체 소자의 정보를 신호로 받아 Core Board로 전달할 수 있다.
상기 ADC Board는 실시간으로 누설 전류를 센싱할 수 있고, 상기 Core Board는 시퀀스 프로그램을 포함하고, 상기 Interface Board는 상기 UUT Board 및 상기 Daughter Board에 필요한 전압을 제공할 수 있다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자의 검사에 활용되는 테스트 보드의 설계를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 테스트 보드는 복수의 전력 반도체 소자가 장착되는 소켓을 복수로 갖는 피시험 반도체 소자 배치 영역을 포함할 수 있다. 복수의 상기 전력 반도체 소자가 배치되는 복수의 상기 소켓은, 테스트 빔이 조사되는 원주를 따라서 배열될 수 있다.
또한, 피시험 반도체 소자인 전력 반도체 소자의 연결 관계를 제어하는 지능형 스위치들이 복수로 제공될 수 있고, 지능형 스위치들의 on/off 조합에 따라서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 전력 반도체 소자의 검사가 수행되어, 제1 내지 제3 참조 값, 및 제1 내지 제3 측정 값이 획득될 수 있다.
또한, 복수의 퓨즈가 제공되어, 전력 반도체 소자의 단선 시, 이를 감지하고 회로가 보호될 수 있다.
또한, 피시험 반도체 소자인 전력 반도체 소자에 적절한 전압을 제공하기 위한 게이트 드라이버가 피시험 반도체 소자 배치 영역에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 인턱턴스 값이 감소하여 고주파 동작이 용이할 수 있지만, 테스트 빔이 게이트 드라이버로 조사되어 게이트 드라이버에 손상 및 fail이 발생할 수 있다.
일 변형 예에 따르면, 상기 게이트 드라이버는 상기 테스트 보드에 배치되지 않고, 도 7을 참조하여 설명된 Daughter Board에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 게이트 드라이버로 테스트 빔이 직접 조사되지 않을 수 있고 이로 인해 게이트 드라이버의 손상이 예방될 수 있다. 다만, 이 경우 인덕턴스 값의 증가를 고려하여 주파수 값을 감소시킬 수 있다.
즉, 상기 전력 반도체 소자로 전압을 공급하는 게이트 드라이버의 배치에 따라서 주파수 값이 컨트롤될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 테스트 보드
110: 제1 신호 제어부
120: 제2 신호 제어부
140: 피시험 반도체 소자 배치 영역
150: 제어부
200: 전력 반도체 소자
300: 테스트 빔
310: 빔 소스
110: 제1 신호 제어부
120: 제2 신호 제어부
140: 피시험 반도체 소자 배치 영역
150: 제어부
200: 전력 반도체 소자
300: 테스트 빔
310: 빔 소스
Claims (9)
- 게이트, 게이트 절연막, 드레인, 및 소스를 갖는 전력 반도체 소자를 테스트 보드에 배치하는 단계;
상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 참조 값을 획득하는 단계;
상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제2 테스트 신호를 인가하여 출력된 제2 참조 값을 획득하는 단계;
상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 테스트 빔을 조사하는 단계;
상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제1 측정 값을 획득하는 단계;
상기 테스트 빔이 조사된 후, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 상기 제2 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제2 측정 값을 획득하는 단계; 및
상기 제1 참조 값 및 상기 제1 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스 사이의 결함 발생 여부를 확인하고, 상기 제2 참조 값 및 상기 제2 측정 값을 비교하여 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계를 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는,
상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 제2 항에 있어서,
상기 테스트 빔이 조사된 후 상기 전력 반도체 소자에 상기 제1 테스트 신호를 인가하는 단계는,
상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 펄스 전압을 인가하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력 반도체 소자에 상기 제2 테스트 신호를 인가하는 단계는,
상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 제2 테스트 전압을 인가하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력 반도체 소자에 상기 테스트 빔을 조사하기 전, 상기 테스트 보드의 상기 전력 반도체 소자에 제3 테스트 신호를 인가하여 출력된 제3 참조 값을 획득하는 단계;
상기 전력 반도체 소자에 상기 테스트 빔을 조사한 후, 상기 전력 반도체 소자에 상기 제3 테스트 신호를 인가하여 출력되는 제3 측정 값을 획득하는 단계; 및
상기 제3 참조 값 및 상기 제3 측정 값을 비교하여, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 절연막의 손상 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 제5 항에 있어서,
상기 전력 반도체 소자에 상기 제3 테스트 신호를 인가하는 단계는,
상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단선시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트에 제3 테스트 전압을 인가하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 방법.
- 게이트, 드레인, 및 소스를 포함하는 전력 반도체 소자가 배치된 테스트 보드 및 테스트 빔을 조사하는 빔 소스를 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 시스템에 있어서,
상기 테스트 보드는,
상기 전력 반도체 소자가 배치되는 피시험 반도체 소자 배치 영역;
상기 전력 반도체 소자의 상기 소스 및 상기 드레인을 단락시키고 상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스에 제1 테스트 전압을 인가하는 제1 신호 제어부; 및
상기 전력 반도체 소자의 상기 드레인 및 상기 소스를 단락시키고, 상기 전력 반도체 소자의 상기 게이트 제2 테스트 전압을 인가하는 제2 신호 제어부를 포함하고,
상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사되기 전, 그리고 상기 테스트 빔이 상기 전력 반도체 소자에 조사된 후, 각각 상기 제1 신호 제어부 및 상기 제2 신호 제어부가 동작하여, 상기 전력 반도체 소자를 검사하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 시스템.
- 제7 항에 있어서,
상기 전력 반도체 소자는 복수로 제공되고,
복수의 상기 전력 반도체 소자가, 상기 피시험 반도체 소자 배치 영역 상에 배치되는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 시스템.
- 제7 항에 있어서,
상기 제1 신호 제어부 및 상기 제2 신호 제어부는 교대로 동작하는 것을 포함하는 전력 반도체 소자의 검사 시스템.
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