本申請(qǐng)是基于2012年6月18日提出的中國國家申請(qǐng)?zhí)?01210200517.6申請(qǐng)(半導(dǎo)體測試夾具以及使用該夾具的耐壓測定方法)的分案申請(qǐng)，以下引用其內(nèi)容。

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試夾具以及使用了該半導(dǎo)體測試夾具的耐壓測定方法，特別涉及能夠適合使用于寬帶隙半導(dǎo)體的耐壓測定的半導(dǎo)體測試夾具以及使用了該半導(dǎo)體測試夾具的耐壓測定方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于使用了作為高耐壓的半導(dǎo)體的寬帶隙半導(dǎo)體的功率器件半導(dǎo)體來說，在安裝于封裝之前的芯片的狀態(tài)下進(jìn)行電特性的測定(以下，也稱為測試)。在電特性的測定項(xiàng)目中包括耐壓測定。對(duì)功率器件來說，耐壓作為重要的性能之一而被舉出，耐壓測定是必定應(yīng)該進(jìn)行的項(xiàng)目。

作為以往的用于對(duì)一般的高耐壓功率器件半導(dǎo)體的芯片(以下，也稱為半導(dǎo)體芯片)的電特性進(jìn)行測定的裝置，例如有如下裝置：使探針與在載置臺(tái)上載置的半導(dǎo)體芯片的表面接觸并施加電壓，由此，進(jìn)行電特性的試驗(yàn)(測定)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，還存在將半導(dǎo)體晶片(芯片)浸漬到絕緣溶液中對(duì)電特性進(jìn)行測定的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)2、3)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-337247號(hào)公報(bào)(圖10)；

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-100819號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)3：日本特許第4482061號(hào)公報(bào)。

高耐壓的功率器件半導(dǎo)體具有數(shù)百伏以上的耐壓，從在半導(dǎo)體芯片的表面所形成的電極至芯片端部的距離短。因此，在專利文獻(xiàn)1中，在進(jìn)行半導(dǎo)體芯片的耐壓測定時(shí)，若對(duì)與半導(dǎo)體芯片的表面電極接觸的探針和與半導(dǎo)體芯片的背面電極接觸的載置臺(tái)施加高電壓，則在半導(dǎo)體芯片的表面電極和載置臺(tái)之間，大氣被絕緣破壞而發(fā)生放電(大氣放電、沿面放電)，存在半導(dǎo)體芯片的破壞或測定裝置的電源發(fā)生破損等的問題。

另外，大氣放電還受到沿面距離、空間距離、大氣的濕度、溫度、壓力、由在半導(dǎo)體芯片的表面形成的保護(hù)膜的吸濕等的影響，所以，存在由于發(fā)生大氣放電而不能夠準(zhǔn)確測定耐壓的問題。因此，即使是耐壓特性不準(zhǔn)確的半導(dǎo)體芯片，如果不是在將該半導(dǎo)體芯片組裝在封裝中之后，則不能夠進(jìn)行評(píng)價(jià)(準(zhǔn)確的耐壓測定)，成為使測定的效率大幅下降的原因。

另外，碳化硅或氮化鎵等寬帶隙半導(dǎo)體的材料具有比硅酮大1位的絕緣擊穿電場，所以，能夠使為了確保耐壓而設(shè)置的芯片的終端結(jié)構(gòu)縮小化。若使終端結(jié)構(gòu)縮小化，則相比主體(bulk)中的絕緣擊穿電場，從在終端部形成的保護(hù)膜的開口端至芯片的端部的距離的大氣的絕緣擊穿電場小，存在容易發(fā)生沿面放電這樣的問題。進(jìn)而，在具有mos(metaloxidesemiconductor：金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，也存在由于放電而使柵極氧化膜受到損傷這樣的問題。

另外，專利文獻(xiàn)2、3是為了避免上述放電對(duì)半導(dǎo)體芯片造成影響而提出的技術(shù)，但是，由于需要用于供給或排出絕緣溶液的設(shè)備，所以，花費(fèi)成本，存在不能夠廉價(jià)地對(duì)半導(dǎo)體芯片的電特性進(jìn)行測定的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決這些問題而提出的，其目的在于提供一種能夠在不產(chǎn)生大氣放電的情況下廉價(jià)地對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行耐壓測定的半導(dǎo)體測試夾具以及使用了該半導(dǎo)體測試夾具的耐壓測定方法。

為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體測試夾具，其特征在于，具有：夾具座，配設(shè)有探針和以在平面視圖中包圍探針的方式設(shè)置的絕緣物；以及載置臺(tái)，與夾具座的配設(shè)有探針以及絕緣物的一側(cè)的面對(duì)置配置，能夠在夾具座側(cè)的面上載置被檢體，在載置臺(tái)上載置被檢體并使夾具座和載置臺(tái)向彼此接近的方向移動(dòng)時(shí)，探針與在被檢體上形成的電極接觸，并且，絕緣物與被檢體以及載置臺(tái)這二者接觸。

另外，本發(fā)明提供一種使用半導(dǎo)體測試夾具對(duì)被檢體的耐壓進(jìn)行測定的耐壓測定方法，該半導(dǎo)體測試夾具具有：夾具座，配設(shè)有探針和以在平面視圖中包圍探針的方式設(shè)置的絕緣物；載置臺(tái)，與夾具座的配設(shè)有探針以及絕緣物的一側(cè)的面對(duì)置配置，能夠在夾具座的面上載置被檢體，該耐壓測定方法的特征在于，包括如下工序：(a)在載置臺(tái)上載置被檢體；(b)在工序(a)之后，使夾具座和載置臺(tái)向彼此接近的方向移動(dòng)，使探針與在被檢體上形成的電極接觸，并且，使絕緣物依次推碰到被檢體以及載置臺(tái)而與這二者接觸；(c)對(duì)探針和載置臺(tái)施加電壓，測定被檢體的耐壓。

根據(jù)本發(fā)明，在載置臺(tái)上載置被檢體，在使夾具座和載置臺(tái)向彼此接近的方向移動(dòng)時(shí)，探針與在被檢體上形成的電極相接觸，并且，絕緣物與被檢體以及載置臺(tái)這二者接觸，所以，能夠不產(chǎn)生大氣放電而廉價(jià)地進(jìn)行半導(dǎo)體芯片的耐壓測定。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的基座的形狀的一例的圖。

圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖7是表示前提技術(shù)的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

首先，對(duì)成為本發(fā)明的前提的技術(shù)(前提技術(shù))進(jìn)行說明。

(前提技術(shù))

圖7是表示前提技術(shù)的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。如圖7所示，前提技術(shù)的半導(dǎo)體測試夾具具有基座1(夾具座)、探針3以及下電極載置臺(tái)7(載置臺(tái))。在基座l上設(shè)置有探針3，在下電極載置臺(tái)7上載置有在終端部形成有保護(hù)膜6的半導(dǎo)體芯片4(被檢體)。此外，圖7示出對(duì)半導(dǎo)體芯片4進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)，在進(jìn)行耐壓測定時(shí)，探針3與在半導(dǎo)體芯片4的表面形成的表面電極5接觸。

在圖7示出的前提技術(shù)的半導(dǎo)體測試夾具中，若在半導(dǎo)體芯片4的終端部形成的保護(hù)膜6縮小化，則表面電極5與下電極載置臺(tái)7的基座1側(cè)的面的絕緣距離變近，存在在半導(dǎo)體芯片4的終端部發(fā)生放電這樣的問題。

本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，以下說明詳細(xì)情況。

(實(shí)施方式1)

圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。此外，圖l示出使用本實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)。如圖1所示，本實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具具有：基座1(夾具座)，配設(shè)有探針3和以在平面視圖中中空地包圍探針3的方式設(shè)置的絕緣物2；下電極載置臺(tái)7(載置臺(tái))，與基座1的配設(shè)有探針3以及絕緣物2的一側(cè)的面對(duì)置配置，能夠在基座l側(cè)的面上載置半導(dǎo)體芯片4(被檢體)。另外，在半導(dǎo)體芯片4中，在表面(基座1側(cè)的面)形成有表面電極5，在終端部設(shè)置有保護(hù)膜6。

以下，對(duì)使用了圖1所示的半導(dǎo)體測試夾具的耐壓測定方法進(jìn)行說明。

首先，在下電極載置臺(tái)7上載置半導(dǎo)體芯片4。在圖1中，將半導(dǎo)體芯片4載置在下電極載置臺(tái)7上，由此，半導(dǎo)體芯片4的背面電極(與表面電極5對(duì)置形成的電極(未圖示))和下電極載置臺(tái)7接觸。

接著，基座1和下電極載置臺(tái)7向彼此接近的方向移動(dòng)，探針3與在半導(dǎo)體芯片4上形成的表面電極5接觸，并且，絕緣物2依次推碰到半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7而與二者(雙方)接觸。在圖1中，探針3與半導(dǎo)體芯片4的表面電極5接觸，絕緣物2接觸到半導(dǎo)體芯片4的保護(hù)膜6、與形成有保護(hù)膜6的半導(dǎo)體芯片4的表面連續(xù)的側(cè)面、以及下電極載置臺(tái)7。在此，半導(dǎo)體芯片4的厚度為40～500μm左右。接著，對(duì)探針3和下電極載置臺(tái)7施加高電壓，測定半導(dǎo)體芯片4的耐壓，由此，檢查耐壓特性。

在上述的半導(dǎo)體芯片4的耐壓測定中，絕緣物2的由依照jisk6253的e型硬度計(jì)所測定的硬度是5～30，并且，可以具有高絕緣性。這樣，通過規(guī)定絕緣物2的硬度，從而能夠消除壓迫半導(dǎo)體芯片4而造成的損傷。另外，利用絕緣物2的彈性力使絕緣物2、保護(hù)膜6、半導(dǎo)體芯片4的側(cè)面以及下電極載置臺(tái)7緊貼。

另外，絕緣物2的厚度(絕緣物2的從基座l突出的部分的長度)可以是探針3的從基座1突出的部分的長度和探針3的壓入量(行程)之差的1.0～2.0倍。圖2(a)表示進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)，圖2(b)表示未進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)。如圖2(b)所示，若將探針3的從基座1突出的部分的長度設(shè)為a+b、將探針3的壓入量設(shè)為a，則絕緣物2的厚度為(1.0～2.0)×b。此外，本實(shí)施方式1的絕緣物2的厚度為2.5～8.5mm左右。這樣，通過規(guī)定絕緣物2的厚度，從而能夠消除壓迫半導(dǎo)體芯片4而造成的損傷。

另外，探針3的長度(探針3的從基座1突出的部分的長度)是3.0～10.00mm并且探針3的壓入量(行程)是0.5～6.0mm也可以。這樣，通過規(guī)定探針3的長度和壓入量，從而能夠消除壓迫半導(dǎo)體芯片4而造成的損傷。

根據(jù)以上所述，在安裝于封裝之前的芯片(半導(dǎo)體芯片4)的狀態(tài)下進(jìn)行耐壓測定時(shí)，絕緣物2與半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7接觸，所以，半導(dǎo)體芯片4的表面電極5和下電極載置臺(tái)7被隔離。因此，半導(dǎo)體芯片4的表面電極5和下電極載置臺(tái)7的絕緣距離變長，所以，能夠在不發(fā)生大氣放電(沿面放電)的情況下進(jìn)行直到10kv左右的耐壓測定。另外，與使用了絕緣溶液的裝置相比，能夠廉價(jià)地進(jìn)行測定。

此外，在本實(shí)施方式1中，在基座1和下電極載置臺(tái)7向彼此接近的方向移動(dòng)時(shí)，也可以固定下電極載置臺(tái)7而使基座1下降，也可以固定基座1而使下電極載置臺(tái)7上升，或者，也可以使基座1以及下電極載置臺(tái)7分別下降、上升。

另外，探針3可以是彈簧探針(例如，參照日本特開平10-253660號(hào)公報(bào))、線探針(例如，參照日本特開2009-47512號(hào)公報(bào))或者層疊探針(例如，參照日本特開2010-256255號(hào)公報(bào))中的任一種，如果是包括這些的垂直式的探針，可以是任何探針。

另外，絕緣物2的材料可以使用硅酮(二甲聚硅氧烷)類橡膠、有機(jī)類聚合物(聚四氟乙烯等)、或者有機(jī)無機(jī)雜化聚合物中的任一種。通過使用這些材料，也能夠耐受250℃左右的高溫，也能夠應(yīng)用于高溫下的測試。

另外，也可以在絕緣物2的與半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7對(duì)置的面實(shí)施薄膜涂敷。例如，在上述的規(guī)定了絕緣物2的厚度的情況下，絕緣物2具有粘著性(緊貼性)，在測試后進(jìn)行脫離時(shí)，絕緣物2與半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7的脫離性差(即，緊貼性高)。因此，通過對(duì)絕緣物2實(shí)施薄膜涂敷，從而在測試時(shí)能夠確保絕緣物2與半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7的緊貼性，在測試后的脫離時(shí)，能夠提高絕緣物2與半導(dǎo)體芯片4以及下電極載置臺(tái)7的脫離性(即，能夠降低緊貼性)。此外，作為薄膜涂敷的材料，可以包括硅酮類或聚氨酯類的材料。

另外，如圖3所示，基座l也可以具有與絕緣物2的形狀對(duì)應(yīng)的锪槽8。即，可以具有規(guī)定絕緣物2的配設(shè)位置的槽。具有锪槽8，由此，與在沒有锪槽8的平面上設(shè)置絕緣物2的情況相比，能夠容易地精度良好地使絕緣物2相對(duì)于基座1進(jìn)行裝卸，能夠謀求提高實(shí)施方式1的半導(dǎo)體測試夾具的維護(hù)(絕緣物2的更換)的效率。

另外，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體測試夾具對(duì)于作為半導(dǎo)體芯片4的碳化硅(sic)、氮化鎵(gan)等寬帶隙半導(dǎo)體是有效的。特別是，在對(duì)終端結(jié)構(gòu)被縮小化的寬帶隙半導(dǎo)體進(jìn)行測試時(shí)，若對(duì)寬帶隙半導(dǎo)體施加高電壓，則容易在終端部產(chǎn)生放電，但是，在這樣的情況下，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體測試夾具是有效的。

另外，在本實(shí)施方式1中，對(duì)利用半導(dǎo)體測試夾具進(jìn)行的耐壓測定方法進(jìn)行了說明，但并不限于耐壓測定，對(duì)安裝于封裝之前的芯片的狀態(tài)下的其他電特性的測定也是有用的。

(實(shí)施方式2)

圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。此外，圖4示出利用本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體測試夾具進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)。

如圖4所示，在本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體測試夾具中，其特征在于，絕緣物2接觸到半導(dǎo)體芯片4(被檢體)的基座1(夾具座)的面、與面連續(xù)的側(cè)面的至少一部分(在圖4中為側(cè)面上部)、下電極載置臺(tái)7(載置臺(tái))。即，其特征在于，在測試時(shí)，在絕緣物2和半導(dǎo)體芯片4的側(cè)面之間產(chǎn)生空間。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1相同，故在此省略說明。

如上所述，即使在測試時(shí)在絕緣物2和半導(dǎo)體芯片4的側(cè)面之間產(chǎn)生空間，也能夠得到與實(shí)施方式1同樣的效果。

(實(shí)施方式3)

圖5、6是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的半導(dǎo)體測試夾具的結(jié)構(gòu)的一例的圖。此外，圖5、6示出使用本實(shí)施方式3的半導(dǎo)體測試夾具進(jìn)行耐壓測定(測試)時(shí)的狀態(tài)。

如圖5所示，絕緣物2除了接觸到保護(hù)膜6、半導(dǎo)體芯片4的側(cè)面以及下電極載置臺(tái)7，還與表面電極5的外周部接觸。另外，如圖6所示，在平面視圖中，探針3被絕緣物2實(shí)心地包圍。即，如圖5、6所示，在本實(shí)施方式3的半導(dǎo)體測試夾具中，其特征在于，絕緣物2還與半導(dǎo)體芯片4的表面電極5接觸。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1相同，故在此省略說明。

如上所述，在測試時(shí)即使絕緣物2與半導(dǎo)體芯片4的表面電極5接觸，也能夠得到與實(shí)施方式1同樣的效果。

此外，本發(fā)明在其發(fā)明范圍內(nèi)能夠?qū)Ω鲗?shí)施方式自由組合或者對(duì)各實(shí)施方式適當(dāng)?shù)刈冃?、省略?/p>