[发明专利]半导体元件的耐压测定装置及耐压测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及对半导体元件的耐压进行测定的耐压测定装置及耐压测定方法，尤其涉及一种在被安装到封装中之前的晶片状态下，可以对具有高耐压的碳化硅半导体元件等功率器件的耐压进行测定的耐压测定装置及耐压测定方法。

背景技术

半导体元件通常在晶片上形成有多个，在分离成独立的元件之后，被封入到树脂制的封装等中。使用测定装置对各半导体元件是否具有规定性能进行评价，只将满足了评价标准的半导体元件作为制品进行贩卖。

在封装之后进行这样的评价的情况下，需要实施将独立的半导体元件一个一个插入到测定装置的测试头中(test head)的作业，对元件的处理(handling)需要劳力和时间。为了高效进行该作业，需要采用被称为处理机(handler)的大型搬送机构。

与之相对，如果在将元件分离之前的晶片状态下对半导体元件进行评价，则由于可以有效地评价多数元件，所以是方便的作法。其原因在于，由于在晶片上元件相互接近且规则地周期性排列，所以，只要通过使检查用的探头与每个元件接触来进行特性的测定，并在测定之后，使探头与相邻的元件相对移动，便能够有效地评价多数元件。

图8示意地表示了对晶片状态的半导体元件的特性进行测定的现有的普通测定装置200。测定装置200具备：载置台(stage)201、探头202及203、电压施加部204和电流测量部205。图9是表示使用了测定装置200的半导体元件的特性、尤其表示耐压的测定顺序的流程图。

首先，从放入有多个晶片1的盒(cassette)中将一个晶片1装载到载置台201上(步骤S201)。接着，进行晶片的校准(S211)。例如，利用未图示的CCD照相机等来检测在晶片1上被分离设置的多个校准标记(该校准标记通常是预先设定的晶片上的特定图案)，按照载置台201的移动方向(例如X、Y方向)与晶片1中的多个半导体元件的排列方向一致的方式使载置台201旋转(θ方向)。

然后，按照预先设定的晶片图(wafer map)使载置台移动，以便使探头202及203位于最初的测定对象的半导体元件上(S212)。接着，例如使载置台201上升，让探头202及203的前端与半导体元件的电极焊盘接触(S213)。

随后，利用电压施加部204对探头202及203或者载置台201施加电压。在使电压增加的同时，利用电流测量部205测量流过的电流，将成为所希望的电流值时的电压记录为耐压(S214)。

在耐压测定结束之后，使载置台201下降(S215)，对晶片1上的下一个元件进行测定(S216、S212～S215)。

在对最后的元件进行了测定之后(S216)，卸下晶片1(S217)，从盒中装载下一个晶片1(S210)。通过反复进行这些动作(S212～S216)，对盒内的所有晶片1的半导体元件进行耐压测定。

近年来，气候变暖成为瞩目的问题，为了降低二氧化碳，需要采用节省能源的技术。因此，用于对混合动力汽车、电动车等中所使用的马达进行逆变控制且动作电压及动作电流高的MOSFET、IGBT、二极管、双极型晶体管、JFET、SIT等功率器件的开发正在盛行。

对于这些功率器件而言，耐压是重要的性能之一，是必须进行评价的项目。不过，由于功率器件大多是具有几百V以上耐压的器件，所以，如果为了测定耐压而在探头间或探头与框体间施加高电压，则在这些部件之间将引起大气放电，存在测定装置的电源被破坏等问题。而且，存在着耐压的测定被沿面距离、空间距离和湿度等左右，难以准确地测定耐压的问题。因此，即便是不能在晶片上检查半导体元件的耐压、且耐压特性不足的元件，如果不是在进行元件分离而将其收纳到封装之后，则不能进行评价，也成为检查效率降低的原因。

为了解决这样的课题，专利文献1公开了一种图10(a)及图10(b)所示的耐压检查装置。图10(a)所示的检查装置具备载置台302、探头311P及312P，晶片301被支承在载置台302上。晶片301的整体被绝缘溶液351覆盖。载置台302和探头311P及312P分别与晶片351上的半导体元件的集电极313C和栅极311G及发射极312E电连接。由此，公开了通过在它们之间施加电压，能够测定耐压的技术。另外，图10(b)所示的检查装置具备充满了绝缘液322的槽321，被支承在载置台302上的晶片301以整体浸渍在绝缘溶液322中的状态来测定其耐压。

根据专利文献1，通过使用图10(a)及图10(b)所示的耐压检查装置，可以将耐压检查装置自身的测定耐压以往为2000V左右的提升到10kV左右。