[发明专利]半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及使各种半导体装置测试能够一体地进行的半导体测试装置、半导体测试电路连接装置和半导体测试方法，并且特别涉及功率半导体模块测试方法的合理化、测试条件(波形)的改善以及由此改良的半导体测试装置。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等所代表的功率半导体产品的最后测试和制造工序期间的各种测试大体上分为热阻测试、直流参数测试和交流参数测试。由于通常这些测试各自使用的测试电路不同，因此使用相互独立的半导体测试装置。

功率半导体产品的热阻测试是用于测量封装体的放热特性并保证其品质的测试。此外，在直流参数测试中，测量静态特性例如半导体元件泄漏电流或导通电压。这里，直流参数测试也可以被称为直流参数特性测试、静态特性测试，或者使用构成直流特性的特性名称，称为击穿电压、泄漏电流、正向电压测试、栅极阈值电压值测试等。为了半导体元件的直流参数测试，也存在着可以一并测试直流特性的直流测试器或者也包括热阻测试功能的直流/热阻测试器，并且通常使用这些测试器之一来进行最后测试和工序中的测试。

同时，功率半导体产品的交流参数测试是用于测量当半导体元件进行开关动作时的下降时间、包含在半导体元件中的高速二极管(FWD：free wheeling diode)的反向恢复时间等所代表的开关特性等并保证其品质的测试。同样在交流参数测试的情况下，其可以被称为动态特性测试，或者通过用于测量个别交流特性的测试的名称来称呼。例如，其可以是开关特性测试、负载短路测试、短路安全工作区(SCSOA)测试、反向偏置安全工作区(RBSOA)测试、雪崩测试或反向恢复特性测试。在交流参数测试中，开关测试(关断测试和反向偏置安全工作区测试)和FWD反向恢复特性测试在原理上可以用共用测试电路来执行，并且一体测试装置通常被用于这两种测试。然而，由于不同于开关测试电路的电路对于负载短路测试和SCSOA测试而言是必需的，因此使用独立的负载短路测试器来进行这些测试。

以这样的方式，当装运功率半导体产品时，通常使用大约四台测试器即直流测试器、热阻测试器(或直流/热阻一体测试器)、开关测试器和负载短路测试器来进行测试。

以下，将基于图17至22给出现有的功率半导体模块用的测试器的概要的描述。

图17是示出现有的开关测试用的测试电路的配置的电路图。这里，示出了在驱动三相交流电动机时所使用的六合一(六合一)模块的开关测试中所使用的测试电路。图18是示出提供给图17的测试电路的测量信号的实例的时间图。现有的被测试装置用的测试顺序也在日本特开JP-A-2009-229259中示出。

利用该测试电路，可以测试作为被测试装置(DUT)的例如由六个IGBT构成的六合一型IGBT模块1。直流电源3通过保护开关电路2连接在IGBT模块1的P端子和N端子之间。此外，具有相当大容量的电解电容器4通常与直流电源3并联连接，以便供应足以能够从作为电源单元的直流电源3流通规定电流的电荷。栅极驱动单元51分别单独地连接到开关电路2的IGBT和各U至Z相的IGBT的栅极和辅助发射极端子(栅极驱动发射极端子)。电感器6作为负载用星形接法连接到IGBT模块1的输出用的U端子、V端子和W端子。

在图18所示的时间图中，双脉冲选通信号连续地施加到各相。这是为了进行IGBT关断时的关断特性(开关特性)或RBSOA测试，以及为了与IGBT导通时的IGBT导通特性测试同时地进行相对臂的FWD(例如当进行U相切换时的X相FWD)的反向恢复特性测试。当在关断时由于电路电感而发生的冲击电压超过DUT耐压时，如有必要，可以通过将缓冲电路连接在P端子和N端子之间或者被测试相IGBT的集电极和发射极之间来实现对冲击电压的抑制(参考Fuji Electric Systems Co.，Ltd.“Fuji IGBT Module Application Manual”(第5-8至5-14页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/applic ation/index.html)。