JPH11102946A - Crack inspection method and apparatus of semiconductor device - Google Patents
Crack inspection method and apparatus of semiconductor deviceInfo
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- JPH11102946A JPH11102946A JP26376397A JP26376397A JPH11102946A JP H11102946 A JPH11102946 A JP H11102946A JP 26376397 A JP26376397 A JP 26376397A JP 26376397 A JP26376397 A JP 26376397A JP H11102946 A JPH11102946 A JP H11102946A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子中の半導
体接合部に生じたクラックの有無を検査する方法、及び
その方法を用いた検査装置に関し、特に、半導体素子の
製造工程または半導体素子を他の装置に組み込む組み立
て工程中において簡易にまた安価な装置によりクラック
を発見する方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting the presence or absence of cracks at a semiconductor junction in a semiconductor device, and an inspection apparatus using the method. The present invention relates to a method and an apparatus for finding cracks easily and inexpensively during an assembling process to be incorporated in an apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来半導体材料または半導体素子の欠陥
を検査する方法として、探針として電子ビームを用いる
電子ビーム誘導電流法（ＥＢＩＣ、Electron Beam Indu
ced Current）、Ｘ線を用いるＸ線トポグラフ法（ＸＲ
Ｔ、X-Ray Topography）、エッチングによるエッチピッ
トを観察する方法、電気的方法として容量法、過渡容量
分光法（ＤＬＴＳ、Deep Level Transient Spectroscop
y）、レーザー光を用いるレーザー誘起電流測定法（Ｌ
ＢＩＣ、Laser Beam Induced Current）など様々な方法
がある。これらの方法は、例えば「半導体材料の欠陥評
価技術」（生駒俊明他監修、（株）サイエンスフォーラ
ム、１９８５年４月１５日発行）、「超ＬＳＩプロセス
データハンドブック」（赤坂洋一他編集、（株）サイエ
ンスフォーラム、１９９０年３月３１日発行）、「固体
表面／微小領域の解析・評価技術」（氏平祐輔編集、
（株）リアライズ社、１９９１年３月３１日）などに詳
述されている。上記方法のうち例えば容量法及びＤＬＴ
Ｓ法は共に、半導体接合の接合容量Ｃｊを電気的方法に
より評価するものである。半導体の禁制帯中に欠陥によ
る準位が存在すると接合容量に影響を与える。この性質
を利用して半導体中の欠陥の情報を評価する手法であ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of inspecting a defect of a semiconductor material or a semiconductor element, an electron beam induced current method (EBIC, Electron Beam Induration) using an electron beam as a probe is used.
ced Current), X-ray topographic method using X-rays (XR
T, X-Ray Topography), method of observing etch pits by etching, capacitance method as electrical method, transient level spectroscopy (DLTS, Deep Level Transient Spectroscop)
y), laser-induced current measurement using laser light (L
There are various methods such as BIC and Laser Beam Induced Current. These methods are described, for example, in "Defect Evaluation Technology for Semiconductor Materials" (supervised by Toshiaki Ikoma et al., Science Forum, published on April 15, 1985), "Super LSI Process Data Handbook" (edited by Yoichi Akasaka et al., ) Science Forum, published on March 31, 1990), "Surface / Small Area Analysis / Evaluation Technology" (edited by Yusuke Ujihira,
Realize Inc., March 31, 1991). Among the above methods, for example, the capacitance method and DLT
In both methods, the junction capacitance Cj of the semiconductor junction is evaluated by an electrical method. The presence of a defect level in the forbidden band of a semiconductor affects the junction capacitance. This is a method for evaluating information on defects in a semiconductor utilizing this property.
【０００３】図２は半導体接合中の欠陥を容量法により
評価する原理を示したものである。半導体接合に図２
（ａ）に示されたような逆バイアスＶＲ及び０Ｖが交互
に繰り返されるパルス波を印加する。キャパシタンスメ
ータにより測定された接合容量は、図２（ｂ）に示され
たような変化を示し、特に、パルス幅Ｗｐのパルス印加
直後は、接合容量は時間と共に変化する。この現象は、
半導体の禁制帯中の準位からのキャリアの熱放出率に対
応する時定数を有し、この過渡特性の波形を解析するこ
とによりこれら準位の情報を得ることができる。FIG. 2 shows a principle of evaluating a defect in a semiconductor junction by a capacitance method. Figure 2 for semiconductor junction
A pulse wave in which the reverse bias VR and 0 V are alternately repeated as shown in FIG. The junction capacitance measured by the capacitance meter changes as shown in FIG. 2B, and particularly, immediately after the application of the pulse having the pulse width Wp, the junction capacitance changes with time. This phenomenon is
It has a time constant corresponding to the heat release rate of carriers from the levels in the forbidden band of the semiconductor, and information on these levels can be obtained by analyzing the waveform of this transient characteristic.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように半導体材料
または半導体素子の欠陥を検査する様々な方法が提案さ
れている。しかし、これらの検査装置は探針としてレー
ザー、Ｘ線、電子線などを用いるものが多く、分析装置
として欠陥の解析を行う目的には十分適うものである
が、例えば半導体素子の生産工程中或いは半導体素子を
他の装置に組み込む組み立て工程中での検査に用いるに
は高価で測定時間もかかり、また、測定や解析も複雑な
ものであった。更に、容量法、ＤＬＴＳ法などは半導体
の禁制帯中の欠陥準位の評価をする事が主な目的であっ
た。これに対して半導体素子の半導体接合中に生じたク
ラックをその製造工程中或いは組み立て工程中で簡易に
検査する方法が望まれていた。As described above, various methods for inspecting a semiconductor material or a semiconductor element for defects have been proposed. However, many of these inspection devices use lasers, X-rays, electron beams, etc. as probes, and are sufficiently suitable for analyzing defects as analysis devices. It is expensive and time-consuming to use for inspection during an assembly process in which a semiconductor element is incorporated into another device, and measurement and analysis are complicated. Further, the main purpose of the capacitance method, the DLTS method, and the like is to evaluate a defect level in a forbidden band of a semiconductor. On the other hand, there has been a demand for a method for easily inspecting cracks generated during semiconductor bonding of a semiconductor element during a manufacturing process or an assembly process.
【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、半導体素子の半導体接合
中に生じたクラックを簡易に検出する方法及び装置を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for easily detecting a crack generated during semiconductor bonding of a semiconductor element.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み簡便なクラック検査方法、特に簡便さと言う意味で
電気的な手法、を追求する為に鋭意研究を重ねた結果次
のような第一の知見を得た。即ち、半導体接合にクラッ
クが入ったとしてもそのクラックの位置または形状によ
っては、接合の初期の整流特性に影響を及ぼさないとい
う事である。これは、半導体接合の整流特性のみを観測
するだけでは、クラックの検出は出来ない事を意味して
いる。Means for Solving the Problems In view of the above problems, the present inventors have conducted intensive studies to pursue a simple crack inspection method, particularly an electric method in the sense of simplicity. The first finding was obtained. That is, even if a crack is formed in the semiconductor junction, the position or shape of the crack does not affect the initial rectification characteristics of the junction. This means that cracks cannot be detected simply by observing only the rectification characteristics of the semiconductor junction.
【０００７】図５には実験に用いた１．５ｍｍ□の単結
晶シリコンＰＮ接合ダイオード５１０の構成を示す。ダ
イオード５１０はエポキシ樹脂等の硬質樹脂で封止され
ていない所謂ベアーチップダイオードである。その主な
構成は、Ｐ型半導体５０４、Ｎ型半導体５０５、パッシ
べーション層５０３、Ｐ側電極層５０１及びＮ側電極層
５０２からなる。同図に示したダイオードに機械的なス
トレスを与えて故意にクラックを生じさせ、正常なダイ
オードとの電流−電圧特性を比較した。測定結果を図３
に示す。図中（ａ）は正常なダイオード、（ｂ）はクラ
ックの生じているダイオードである。同図に見られる様
にクラックの生じている筈の（ｂ）もクラックの無い
（ａ）と同様な電流−電圧特性を示しており、また、正
常と変わらない整流特性も示しており、これらを比較す
るだけではクラックの有無を判別できない事が分かる。
この原因を解明するため、故意にクラックを生じさせた
ダイオードのＰ側及びＮ側の電極層をエッチングにより
除去し、ＣＣＤ顕微鏡で表面の観察を行ったところ、ク
ラックは図４に模式的に示すように生じていることが判
明した。即ち同図に於いてクラック４０６はＰ型半導体
４０４及びＮ型半導体４０５を縦割りにするように生じ
ている。このクラックはＰＮ接合に流れる電流の方向と
並行であるため、図３に示されたように、電流−電圧特
性には現れないと考えられる。FIG. 5 shows the structure of a 1.5 mm square single crystal silicon PN junction diode 510 used in the experiment. The diode 510 is a so-called bare chip diode that is not sealed with a hard resin such as an epoxy resin. The main configuration is composed of a P-type semiconductor 504, an N-type semiconductor 505, a passivation layer 503, a P-side electrode layer 501, and an N-side electrode layer 502. Cracks were intentionally generated by applying mechanical stress to the diode shown in the figure, and the current-voltage characteristics of a normal diode were compared. Figure 3 shows the measurement results.
Shown in In the figure, (a) is a normal diode, and (b) is a diode having a crack. As can be seen from the figure, (b) where a crack should have occurred also shows the same current-voltage characteristics as (a) without a crack, and also shows rectification characteristics that are not different from normal. It can be seen that it is not possible to determine the presence or absence of a crack only by comparing.
To clarify the cause, the P-side and N-side electrode layers of the diode where the crack was intentionally formed were removed by etching, and the surface was observed with a CCD microscope. The crack is schematically shown in FIG. It turns out that it is happening. That is, in the same figure, the crack 406 is generated so that the P-type semiconductor 404 and the N-type semiconductor 405 are vertically divided. Since this crack is parallel to the direction of the current flowing through the PN junction, it is considered that the crack does not appear in the current-voltage characteristics as shown in FIG.
【０００８】更に本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、
次のような第二及び第三の知見を得た。即ち、その第二
の知見とは半導体接合に経時的に変化する電圧波形を印
加した時に半導体接合に流れる電流波形を観測する事に
よりクラックの有無を判断出来るという事である。以下
本方法を「電流波形観測法」と表現する。また第三の知
見は、半導体接合に逆バイアス電圧を印加した時に該半
導体接合に流れる電流値を測定する事により該半導体素
子のクラックの有無を判断出来るという事である。以下
この方法を「逆バイアス電流測定法」と表現する。Further, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result,
The following second and third findings were obtained. That is, the second finding is that the presence or absence of a crack can be determined by observing the current waveform flowing through the semiconductor junction when a time-varying voltage waveform is applied to the semiconductor junction. Hereinafter, this method is referred to as “current waveform observation method”. The third finding is that the presence or absence of cracks in the semiconductor element can be determined by measuring the value of the current flowing through the semiconductor junction when a reverse bias voltage is applied to the semiconductor junction. Hereinafter, this method is referred to as a “reverse bias current measurement method”.
【０００９】まず始めの実験として、図５に示したＰＮ
接合ダイオードに対して図７に示したような５ＫＨｚの
正弦波の電圧を印加し半導体接合に流れる電流波形をオ
シロスコープで観測した。図１に電流波形の観測結果を
示す。クラックの生じていない正常なダイオードでは同
図（ａ）のような電流波形が観測された。ここでプラス
側に流れる電流は順方向、また、マイナス側に流れる電
流は逆方向電流である。またこれらの電流波形は２つの
成分の重ね合わせと考えられる。この２つの成分とは
ダイオードの整流特性によって流れる電流、及びダイ
オードの接合容量成分によって流れる電流、である。特
に、の電流成分がある為に、図１（ａ）に示された様
に逆方向電流が観測される。また、図４に示されたよう
なクラックを有するダイオードにおいては図１（ｂ）の
ような電流波形が観察された。ここで、両者の波形を比
較してみるとクラックが生ずる事により電流波形に変化
が生ずる事が伺える。まず、順方向に流れる電流波形の
波高値をＦｐとすると正常なダイオード（ａ）に比べて
クラックを有する（ｂ）ではこの波高値Ｆｐが低くなっ
ている事が伺える。一方、逆方向に流れる電流波形の波
高値をＲｐとするとクラックを有する（ｂ）の方が顕著
に小さくなっている。また、 Ｆｐ値、Ｒｐ値以外にも
これら電流波形の幅にも変化が見られる。更に、実験と
して正弦波以外の波形を印加したが同様な変化がその電
流波形に見られた。これらの現象は、クラックを生じる
事によってキャリアの再結合中心が形成され、特に少数
キャリアの寿命が低下し拡散距離が減少する。これによ
って半導体接合の拡散容量が減少する為、この様な現象
が現れるものと考えられる。以上の実験から、半導体接
合に経時的に変化する電圧波形を印加した時に半導体接
合に流れる電流波形を観測する電流波形観測法によりク
ラックの有無を判断出来るという第二の知見を得た。As a first experiment, the PN shown in FIG.
A 5 KHz sine wave voltage as shown in FIG. 7 was applied to the junction diode, and the waveform of the current flowing through the semiconductor junction was observed with an oscilloscope. FIG. 1 shows the results of observation of the current waveform. In a normal diode having no crack, a current waveform as shown in FIG. Here, the current flowing on the plus side is forward, and the current flowing on the minus side is reverse. These current waveforms are considered to be a superposition of two components. The two components are a current flowing due to the rectification characteristics of the diode and a current flowing due to the junction capacitance component of the diode. In particular, due to the presence of the current component, a reverse current is observed as shown in FIG. Further, in a diode having a crack as shown in FIG. 4, a current waveform as shown in FIG. 1B was observed. Here, comparing the two waveforms, it can be seen that the current waveform changes due to the occurrence of cracks. First, assuming that the peak value of the current waveform flowing in the forward direction is Fp, the peak value Fp is lower in the case (b) having cracks than in the normal diode (a). On the other hand, assuming that the peak value of the current waveform flowing in the reverse direction is Rp, the case (b) having cracks is significantly smaller. In addition to the Fp value and the Rp value, there is a change in the width of these current waveforms. Further, although a waveform other than a sine wave was applied as an experiment, a similar change was observed in the current waveform. In these phenomena, the recombination center of carriers is formed by generating cracks, and particularly, the life of minority carriers is reduced, and the diffusion distance is reduced. As a result, the diffusion capacity of the semiconductor junction is reduced, and it is considered that such a phenomenon appears. From the above experiment, the second finding was obtained that the presence or absence of a crack can be determined by a current waveform observation method for observing a current waveform flowing through a semiconductor junction when a time-varying voltage waveform is applied to the semiconductor junction.
【００１０】次の実験として、図５に示したＰＮ接合ダ
イオードの電流-電圧特性を詳細に検討した。図８
（ａ）にはクラックの無い正常なダイオードの電流-電
圧特性を示す。先に示した図３でも同じく電流-電圧特
性を測定したが縦軸が線形スケールであった。ここでは
更に詳細を検討する為に縦軸を対数スケールでプロット
できる様電流値を１ナノアンペアまで測定した。また同
図（ｂ）には図４に示されたようなクラックを有するダ
イオードの電流-電圧特性を示す。図８から分かるよう
にクラックを有するダイオード（ｂ）では特に逆バイア
スでの電流値が顕著に上昇する。これはクラック面が電
流の流れる方向に平行である為に、割れた表面を電流が
リークしてしまう事による現象であると考えられる。従
って、直流の逆バイアスを印加しその時流れる電流を観
測することによりクラックの有無が判断出来る。以上の
実験から、半導体接合に逆バイアス電圧を印加した時に
該半導体接合に流れる電流値を測定する事により該半導
体素子のクラックの有無を判断出来るという第三の知見
を得た。As the next experiment, the current-voltage characteristics of the PN junction diode shown in FIG. 5 were examined in detail. FIG.
(A) shows the current-voltage characteristics of a normal diode without cracks. In FIG. 3 shown above, the current-voltage characteristics were measured, but the vertical axis was a linear scale. Here, in order to examine the details further, the current value was measured up to 1 nanoampere so that the vertical axis could be plotted on a log scale. FIG. 4B shows the current-voltage characteristics of the diode having a crack as shown in FIG. As can be seen from FIG. 8, in the diode (b) having a crack, the current value particularly at a reverse bias significantly increases. This is considered to be a phenomenon caused by current leaking through the cracked surface because the crack surface is parallel to the direction in which the current flows. Therefore, the presence or absence of a crack can be determined by applying a DC reverse bias and observing the current flowing at that time. From the above experiments, the third finding was obtained that the presence or absence of cracks in the semiconductor element can be determined by measuring the value of the current flowing through the semiconductor junction when a reverse bias voltage is applied to the semiconductor junction.
【００１１】最後に検証実験として、図５に示されたPN
接合ダイオードを多数用意し上記方法を用いた検査を試
みた。これらのダイオードには予めクラックを有するも
のが混入している。前記第二及び第三の知見で得られた
二種類のクラック検査方法を両方用いてそれぞれ逆方向
の電流波形波高値及び逆バイアスを印加した時の電流値
を測定し、図６の様にプロットした。図６において横軸
は逆方向の電流波形波高値、また、縦軸は逆バイアスを
印加した時の電流値である。同図において見られる様
に、データは二つのグループＡ及びＢに明確に別れた。
グループＡは、逆バイアスを印加した時の電流値が３×
１０E-９アンペア以下且つ逆方向の電流波形波高値が１
２０μＡ以上であった。一方、グループＢは、逆バイア
スを印加した時の電流値が３×１０E-９アンペア以上且
つ逆方向の電流波形波高値が１２０μＡ以下であった。
これら、二つのグループに属するダイオードを顕微鏡観
察しクラックの有無を確認したところ、グループＡに属
するものにはクラックが観察されず、グループＢに属す
るダイオードのみにクラックが見られた。Finally, as a verification experiment, the PN shown in FIG.
A large number of junction diodes were prepared, and an inspection using the above method was attempted. Those having cracks are mixed in these diodes in advance. Using both of the two types of crack inspection methods obtained from the second and third findings, the current waveform peak value in the reverse direction and the current value when a reverse bias was applied were measured, and plotted as shown in FIG. did. In FIG. 6, the horizontal axis represents the peak value of the current waveform in the reverse direction, and the vertical axis represents the current value when a reverse bias is applied. As can be seen in the figure, the data clearly separated into two groups A and B.
Group A has a current value of 3 × when a reverse bias is applied.
Current waveform peak value of 10E-9 amperes or less and reverse direction is 1
It was 20 μA or more. On the other hand, in Group B, the current value when a reverse bias was applied was 3 × 10E-9 amperes or more, and the current waveform peak value in the reverse direction was 120 μA or less.
When the diodes belonging to these two groups were observed under a microscope to confirm the presence or absence of cracks, cracks were not observed in those belonging to group A, and cracks were observed only in the diodes belonging to group B.
【００１２】以上の知見に基づき、本発明者らは更に検
討を重ねた結果、本発明の完成に至ったものである。Based on the above findings, the present inventors have conducted further studies, and as a result, have completed the present invention.
【００１３】本発明の半導体素子のクラック検出方法及
び検出装置は、その半導体接合に経時的に変化する電圧
波形を印加した時に半導体接合に流れる電流波形を観測
する事によりクラックの有無を判断する事を特徴とす
る。The method and the apparatus for detecting a crack in a semiconductor device according to the present invention determine the presence or absence of a crack by observing a current waveform flowing through the semiconductor junction when a time-varying voltage waveform is applied to the semiconductor junction. It is characterized by.
【００１４】上記方法に於いては、前記半導体接合が、
ＰＮ接合、 ＰＩＮ接合、ショットキー接合、ヘテロ接
合のいずれかである事が好ましい。更に、前記半導体素
子は、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、光起電
力素子、発光素子のいずれかである事が好ましい。ま
た、前記半導体接合は、単結晶半導体または多結晶半導
体から構成される事が好ましい。前記半導体素子は、封
止されていないベアーチップ素子である事が好ましい。
前記電圧波形は、正弦波、矩形波、三角波のいずれかで
ある事が好ましい。また、τｍを前記半導体接合を構成
する半導体の少数キャリア寿命とした時、前記電圧波形
は周期的な波形であり、その周波数が０．１／τｍヘル
ツ以上且つ１００／τｍヘルツ以下である事がより好ま
しい。また、予めクラックが無い事が分かっている基準
半導体素子から得られる前記電流波形と前記半導体素子
の電流波形とを比較する事によりクラックの有無を判断
する事がより好ましい。更に、前記半導体接合に対して
逆方向に過渡的に流れる電流波形の波高値または幅を観
測する事がより好ましい。In the above method, the semiconductor junction may be:
It is preferable to be one of a PN junction, a PIN junction, a Schottky junction, and a hetero junction. Further, the semiconductor element is preferably any one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element. Further, the semiconductor junction is preferably made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor. The semiconductor element is preferably an unsealed bare chip element.
The voltage waveform is preferably a sine wave, a rectangular wave, or a triangular wave. When τm is the minority carrier lifetime of the semiconductor constituting the semiconductor junction, the voltage waveform is a periodic waveform, and the frequency may be 0.1 / τm Hertz or more and 100 / τm Hertz or less. More preferred. Further, it is more preferable to determine the presence or absence of a crack by comparing the current waveform obtained from a reference semiconductor element, which is known in advance with no crack, with the current waveform of the semiconductor element. Further, it is more preferable to observe a peak value or a width of a current waveform transiently flowing in the reverse direction with respect to the semiconductor junction.
【００１５】本発明のもう一方の半導体素子のクラック
検査方法及び検査装置は、半導体接合に逆バイアス電圧
を印加した時に該半導体接合に流れる電流値を測定する
事により該半導体素子のクラックの有無を判断する事を
特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks by measuring a current value flowing through the semiconductor junction when a reverse bias voltage is applied to the semiconductor junction to thereby determine whether or not the semiconductor device has cracks. It is characterized by judgment.
【００１６】上記方法に於いては、前記半導体接合は、
ＰＮ接合、 ＰＩＮ接合、ショットキー接合、ヘテロ接
合のいずれかである事が好ましい。また、前記半導体素
子は、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、光起電
力素子、発光素子のいずれかである事が好ましい。更
に、前記半導体接合は、単結晶半導体または多結晶半導
体から構成される事がより好ましい。前記半導体素子
は、封止されていないベアーチップ素子である事が好ま
しい。また、前記逆バイアス電圧は、前記半導体接合の
ブレークダウン電圧以下である事が好ましい。更に、予
めクラックが無い事が分かっている基準半導体素子にお
いて測定された前記電流値と前記半導体素子の電流値と
を比較する事によりクラックの有無を判断する事がより
好ましい。[0016] In the above method, the semiconductor junction may include:
It is preferable to be one of a PN junction, a PIN junction, a Schottky junction, and a hetero junction. Preferably, the semiconductor element is any one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element. Further, it is more preferable that the semiconductor junction is made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor. The semiconductor element is preferably an unsealed bare chip element. Preferably, the reverse bias voltage is equal to or lower than a breakdown voltage of the semiconductor junction. Further, it is more preferable to determine the presence or absence of a crack by comparing the current value measured in a reference semiconductor device in which no crack is known in advance with the current value of the semiconductor device.
【００１７】（作用）本発明の半導体素子のクラック検
出方法及び検出装置に依れば、その半導体接合に経時的
に変化する電圧波形を印加し電流波形を観測する。これ
に必要な器材は印加する電圧波形として例えば信号発生
器、また、電流波形観測用として例えばオシロスコープ
という簡易で安価な測定系でクラックの検査が可能とな
った。また観測手順も簡易な為、迅速に半導体接合のク
ラックの有無を判断することができる。更にこの為、従
来の半導体欠陥分析装置では困難であった半導体素子製
造工程中でのクラック検査、また、半導体素子を他の装
置に組み込む為の組み立て工程中での半導体素子クラッ
ク検査への応用が可能となった。(Operation) According to the method and the apparatus for detecting a crack in a semiconductor device of the present invention, a voltage waveform which changes with time is applied to the semiconductor junction and a current waveform is observed. The equipment required for this can be inspected for cracks with a simple and inexpensive measurement system such as a signal generator as a voltage waveform to be applied and an oscilloscope to observe a current waveform, for example. Further, since the observation procedure is simple, the presence or absence of cracks in the semiconductor junction can be quickly determined. Further, for this reason, application to crack inspection during a semiconductor device manufacturing process, which is difficult with a conventional semiconductor defect analyzer, and application to semiconductor device crack inspection during an assembly process for incorporating a semiconductor device into another device. It has become possible.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体素子のクラ
ック検査方法及びクラック検査装置の実施態様例を詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
【００１９】図９には本発明の半導体素子のクラック検
査方法及びクラック検査装置を説明する図を示す。同図
において９０１は半導体素子のクラック検査装置、９０
２は電圧波形発生器、９０３は電流検出部、９０４は波
形表示部、また、９０５は被測定半導体素子である。電
圧波形発生器９０２において発生した電圧は被測定半導
体素子９０５に印加される。またこれにより半導体素子
に流れる電流は電流検出部９０３によって検出され、そ
の電流波形が電流波形表示部９０４に表示される。例え
ば電圧波形が正弦波の場合には、図１に示されたような
電流波形が電流波形表示部９０４に表示され、順方向又
は逆方向に流れる電流波形の波高値Ｆｐ、又は、Ｒｐ、
又はこれらの波形の幅を観測する事によりクラックの有
無が判別出来る。FIG. 9 is a diagram illustrating a method and an apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention. In the figure, reference numeral 901 denotes a crack inspection apparatus for a semiconductor element;
2 is a voltage waveform generator, 903 is a current detection unit, 904 is a waveform display unit, and 905 is a semiconductor device to be measured. The voltage generated by the voltage waveform generator 902 is applied to the semiconductor device 905 to be measured. The current flowing through the semiconductor element is thereby detected by the current detection unit 903, and the current waveform is displayed on the current waveform display unit 904. For example, when the voltage waveform is a sine wave, the current waveform as shown in FIG. 1 is displayed on the current waveform display unit 904, and the peak value Fp or Rp of the current waveform flowing in the forward or reverse direction is displayed.
Alternatively, the presence or absence of a crack can be determined by observing the width of these waveforms.
【００２０】一方、図１０には本発明の別の半導体素子
のクラック検査方法及びクラック検査装置を説明する図
を示す。同図において１００１は半導体素子のクラック
検査装置、１００２は直流電圧発生器、１００３は電流
測定部、また、１００５は被測定半導体素子である。直
流電圧発生器１００２の電圧は被測定半導体素子１００
５に逆バイアスとして印加される。これにより半導体素
子に流れる電流は電流測定部１００３によって測定され
る。この電流値の値によって半導体素子１００５中にク
ラックがあるかどうかを判断できる。On the other hand, FIG. 10 is a view for explaining another method for inspecting a crack of a semiconductor device and a crack inspection apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1001 denotes a semiconductor device crack inspection apparatus, 1002 denotes a DC voltage generator, 1003 denotes a current measuring unit, and 1005 denotes a semiconductor device to be measured. The voltage of the DC voltage generator 1002 is
5 is applied as a reverse bias. Thus, the current flowing through the semiconductor element is measured by the current measuring unit 1003. Based on the value of this current value, it can be determined whether or not there is a crack in the semiconductor element 1005.
【００２１】以下、本発明の半導体素子のクラック検査
方法及びクラック検査装置における各構成要素の詳細を
説明する。Hereinafter, details of each component in the crack inspection method and the crack inspection apparatus for a semiconductor device of the present invention will be described.
【００２２】（クラック）本発明で検出するクラック
は、半導体接合を形成する材料中に機械的な歪み、スト
レスなどによって生ずる微少な割れのことであり、半導
体接合面に対して水平方向、垂直方向などあらゆる方向
で起こり得るクラックのことである。(Cracks) Cracks detected in the present invention are minute cracks caused by mechanical strain, stress, and the like in a material forming a semiconductor junction, and are horizontally and vertically with respect to the semiconductor junction surface. And cracks that can occur in all directions.
【００２３】（半導体素子）本発明における半導体素子
としては、半導体接合を有するものなら何でも良く、例
えばダイオード、トランジスタ、サイリスタ、光起電力
素子、発光素子などが挙げられる。半導体接合としては
例えば、ＰＮ接合、 ＰＩＮ接合、ショットキー接合、
ヘテロ接合などが挙げられる。また、半導体接合を形成
する半導体材料としては、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｇ
ｅ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｚ
ｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅなどが挙げられる。また、これ
らの相構造としては単結晶、多結晶、微結晶、非結晶な
どが挙げられる。(Semiconductor Element) The semiconductor element in the present invention may be any element having a semiconductor junction, and examples thereof include a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element. Examples of the semiconductor junction include a PN junction, a PIN junction, a Schottky junction,
Heterojunction and the like. As a semiconductor material for forming a semiconductor junction, Si, SiGe, SiC, G
e, AlAs, GaN, GaP, GaAs, InP, Z
nO, ZnS, ZnSe, and the like. In addition, examples of these phase structures include single crystal, polycrystal, microcrystal, and non-crystal.
【００２４】（経時的に変化する電圧波形）本発明にお
ける経時的に変化する電圧波形としては、時々刻々とそ
の電圧値が変化する電圧波形ならどんな波形でも良く、
周期性を有しても有さ無くても良い。周期的な電圧波形
としては、正弦波、矩形波、三角波などが挙げられる。
また、電流波形観測法においては前述したように、半導
体中の少数キャリアの寿命がクラックによって影響され
これが電流波形に現れる現象を利用している。この為、
周期的な電圧波形の周波数はこの現象が現れる範囲であ
る事が望ましい。一方、電流波形に現れる逆方向電流
は、半導体接合部に容量成分がある為に生じている。周
波数が低くなり過ぎると容量成分の抵抗が大きくなる為
逆方向電流も現れなくなる。この為、周期的な電圧波形
の周波数はこの逆方向電流が現れる範囲である事が望ま
しい。そこで実験的にこの範囲を観測して見たところ、
その周波数範囲は０．１／τｍヘルツ以上且つ１００／
τｍヘルツ以下である事が好ましいことが分かった。但
し、τｍは半導体接合を構成する半導体の少数キャリア
寿命である。(Time-Varying Voltage Waveform) The time-varying voltage waveform in the present invention may be any voltage waveform whose voltage value changes every moment.
It may or may not have periodicity. Examples of the periodic voltage waveform include a sine wave, a rectangular wave, and a triangular wave.
As described above, the current waveform observation method utilizes a phenomenon in which the life of minority carriers in a semiconductor is affected by a crack and appears in the current waveform. Because of this,
It is desirable that the frequency of the periodic voltage waveform be in a range where this phenomenon appears. On the other hand, the reverse current appearing in the current waveform is generated because the semiconductor junction has a capacitance component. If the frequency is too low, the resistance of the capacitance component increases, so that no reverse current appears. For this reason, it is desirable that the frequency of the periodic voltage waveform is in a range where the reverse current appears. So, when we observed this range experimentally,
The frequency range is above 0.1 / τm hertz and 100 / τm
It has been found that it is preferable that it is not more than τm hertz. Here, τm is the minority carrier lifetime of the semiconductor constituting the semiconductor junction.
【００２５】（順方向及び逆方向）本発明における順方
向または逆方向とは、整流特性を有する半導体接合にお
ける印加電圧又は電流の方向性の事である。(Forward and Reverse) The forward or reverse direction in the present invention refers to the direction of the applied voltage or current at the semiconductor junction having rectification characteristics.
【００２６】（ブレークダウン電圧）本発明におけるブ
レークダウン電圧とは、半導体接合に逆バイアスを印加
し電圧を上げていった時に、急激に電流が増加しはじめ
る臨界電圧値のことである。(Breakdown Voltage) The breakdown voltage in the present invention is a critical voltage value at which a current starts to rapidly increase when a reverse bias is applied to a semiconductor junction to increase the voltage.
【００２７】（ベアーチップ素子）本発明におけるベア
ーチップ素子とは、エポキシ樹脂、セラミックス等の絶
縁材料で封止されていない裸の半導体素子であり、例え
ば、回路基板上に表面実装されるベアーチップダイオー
ド等が挙げられる。(Bare Chip Element) The bare chip element in the present invention is a bare semiconductor element which is not sealed with an insulating material such as epoxy resin or ceramics. And a diode.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳述するが
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００２９】（実施例１）本実施例では、図５に示され
た単結晶シリコンＰＮ接合ダイオード１９個に対して、
本発明の二つの方法を用いてクラックの有無を検査し
た。これらのダイオードは封止されていないベアーチッ
プダイオードであり、サイズは１．５ｍｍ□、０．５ｍ
ｍ厚である。また、一部のダイオードがクラックを有す
るようにする為に、検査する前に全てのダイオードに対
して割れ限界近傍の機械的なストレスをかけた。これに
よって、全数ではないが、一部のダイオードにクラック
が入ったと考えられる。(Embodiment 1) In this embodiment, 19 single crystal silicon PN junction diodes shown in FIG.
The presence or absence of cracks was examined using the two methods of the present invention. These diodes are unsealed bare chip diodes, size 1.5mm □, 0.5m
m thickness. Further, in order to make some of the diodes crack, mechanical stress near the crack limit was applied to all the diodes before the inspection. As a result, it is considered that some, but not all, diodes had cracks.
【００３０】検査装置としては、図９及び図１０に示さ
れた２つの装置を準備した。電圧波形発生器９０２とし
てはＲＣ発信器（キクスイ、ＯＲＣ１１）を用い、電圧
波形として正弦波を、周波数としては５ｋＨｚを、ま
た、電圧として２Ｖｐ−ｐに設定した。また、電流検出
部９０３としては固定抵抗器（１ＫΩ）を用い、電流波
形表示部９０４としては、オシロスコープ（テクトロニ
クス、２３３７）を用いた。一方、直流電圧発生器１０
０２及び電流測定部１００３としてはｐＡメータＤＣボ
ルテージソース（ＹＨＰ、４１４０Ｂ）を用い、逆バイ
アス電圧として、−１ボルトに設定した。As the inspection device, two devices shown in FIGS. 9 and 10 were prepared. An RC oscillator (Kikusui, ORC11) was used as the voltage waveform generator 902, and a sine wave was set as a voltage waveform, a frequency was set at 5 kHz, and a voltage was set at 2 Vp-p. In addition, a fixed resistor (1 KΩ) was used as the current detection unit 903, and an oscilloscope (Tektronix, 2337) was used as the current waveform display unit 904. On the other hand, the DC voltage generator 10
A pA meter DC voltage source (YHP, 4140B) was used as 02 and the current measuring unit 1003, and the reverse bias voltage was set to -1 volt.
【００３１】前記１９個のダイオードのクラック検査に
先立ち、まず、ダイオードメーカーの検査で合格してい
る新品のダイオードを２０個用意し、これらの測定を行
った。測定値として、電流波形観測法では、逆方向に流
れる電流波形の波高値Ｒｐをまた、逆バイアス電流測定
法では、その逆バイアス電流値を測定した。前者では、
１４０乃至１９０μＡの範囲の値を示し、また後者では
６×１０E-１０乃至２×１０E-９Ａの範囲の値を示し
た。従ってこの範囲が正常なクラックのないダイオード
が示すべき指示範囲と考えられる。Prior to the crack inspection of the 19 diodes, first, 20 new diodes that passed the diode manufacturer's inspection were prepared and measured. As the measured value, the peak value Rp of the current waveform flowing in the reverse direction was measured in the current waveform observation method, and the reverse bias current value was measured in the reverse bias current measurement method. In the former,
The values ranged from 140 to 190 μA, and the latter ranged from 6 × 10E-10 to 2 × 10E-9A. This range is therefore considered to be the indication range that a normal crack-free diode should exhibit.
【００３２】次に前記１９個の被測定ダイオードの測定
を行った。結果を表１に示す。Next, measurements were made on the nineteen diodes to be measured. Table 1 shows the results.
【００３３】[0033]
【表１】 [Table 1]
【００３４】表1に示した様に電流波形の逆方向の波高
値Ｒｐを測定し前述の判定基準に基づいてクラックの有
無を判定した。また、−１Ｖの逆バイアスを印加した時
の電流値の測定においても、電流値を記録し前述の判定
基準に基づいてクラックの有無を判定した。最後に、顕
微鏡によりダイオードチップの表面観察を行い、クラッ
クの有無を直接観察し、結果を表１に示した。As shown in Table 1, the peak value Rp in the reverse direction of the current waveform was measured, and the presence or absence of a crack was determined based on the above-described criteria. Also, in the measurement of the current value when a reverse bias of -1 V was applied, the current value was recorded, and the presence or absence of cracks was determined based on the above-described criteria. Finally, the surface of the diode chip was observed with a microscope, and the presence or absence of cracks was directly observed. The results are shown in Table 1.
【００３５】表１から明らかな様に、これら３つの手法
によるクラックの判定結果は完全に一致した。これによ
り本発明の電流波形観測法及び逆バイアス電流測定法の
正当性が証明された。また、測定系が非常に簡単で、測
定も時間がかからず簡易に行えた。測定時間はダイオー
ド１個に付き電流波形観測法では約２秒、逆バイアス電
流測定法では約１５秒で行えた。As is evident from Table 1, the results of crack determination by these three methods completely matched. This proved the validity of the current waveform observation method and the reverse bias current measurement method of the present invention. In addition, the measurement system was very simple, and the measurement could be performed easily without taking much time. The measurement time per diode was about 2 seconds in the current waveform observation method and about 15 seconds in the reverse bias current measurement method.
【００３６】（実施例２）本実施例では、実施例１と同
様に図５に示された構成を有する単結晶シリコンＰＮ接
合ダイオードに対して、本発明の二つの方法を用いてク
ラックの有無を検査した。これらのダイオードは封止さ
れていないベアーチップダイオードであり、但しサイズ
は実施例１のものより大きく４．２ｍｍ□、０．５ｍｍ
厚である。また、一部のダイオードがクラックを有する
ようにする為に、検査する前に全てのダイオードに対し
て割れ限界近傍の機械的なストレスをかけた。(Embodiment 2) In this embodiment, a single crystal silicon PN junction diode having the structure shown in FIG. Was inspected. These diodes are bare chip chips which are not sealed, except that the size is larger than that of Example 1, 4.2 mm □, 0.5 mm
It is thick. Further, in order to make some of the diodes crack, mechanical stress near the crack limit was applied to all the diodes before the inspection.
【００３７】検査装置としては、実施例１と同じ物を用
い、同様に検査した。その結果、電流波形観測法、逆バ
イアス電流測定法及び顕微鏡観察で矛盾ない結果が得ら
れた。The same inspection apparatus as in Example 1 was used, and the inspection was performed in the same manner. As a result, consistent results were obtained in the current waveform observation method, reverse bias current measurement method, and microscopic observation.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明の半導体素子のクラック検査方法
及び装置によれば、次のような効果が得られる。 （１）本発明の半導体素子のクラック検査方法及び装置
において必要な構成装置は、従来汎用的に用いられてい
る例えば発信器、オシロスコープなどの測定器で済むの
で、その検査系の構成が非常に簡易で且つ安価に構成出
来る。 （２）また測定する項目が単なる電流値なので、クラッ
クの有無の判定が迅速に出来る。 （３）また本方法によれば、測定系が単純でかつノイズ
も入りづらいのでクラック検査を正確に判定出来る。 （４）これらの為、半導体素子の生産工程中または半導
体素子を組み込む装置の組み立て工程への応用が可能
で、簡易、安価且つ迅速に検査できることから工程への
負担が少なくて済む。 （５）従来、半導体素子の欠陥検査装置は高価且つ複雑
であり又検査に時間も掛かった為、半導体素子の生産工
程又はそれを組み込む実装工程中でのクラック検査が困
難であった。この為、クラックの有無に関しては全数検
査をせず出荷する場合が多かった。本発明のクラック検
査方法及び装置によれば、前述したように工程への導入
が比較的簡単の為、本方法を導入する事により、半導体
素子又はこれらを組み込んだ装置の品質又は信頼性の向
上が期待できる。According to the method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks of the present invention, the following effects can be obtained. (1) The components required in the method and the device for inspecting cracks of a semiconductor device according to the present invention can be replaced by measuring devices such as a transmitter and an oscilloscope which are generally used in the past. Simple and inexpensive configuration. (2) Since the item to be measured is merely a current value, it is possible to quickly determine the presence or absence of a crack. (3) According to the present method, the crack inspection can be accurately determined because the measurement system is simple and noise is hard to enter. (4) For these reasons, it is possible to apply the present invention to a manufacturing process of a semiconductor device or an assembling process of a device incorporating a semiconductor device, and it is possible to carry out simple, inexpensive, and quick inspection, thereby reducing a load on the process. (5) Conventionally, a defect inspection apparatus for a semiconductor device is expensive and complicated, and it takes a long time for the inspection, so that it has been difficult to perform a crack inspection in a semiconductor device production process or a mounting process for incorporating the semiconductor device. For this reason, in many cases, cracks were not inspected before shipment. According to the crack inspection method and apparatus of the present invention, as described above, the introduction into the process is relatively easy. Therefore, by introducing this method, the quality or reliability of a semiconductor element or an apparatus incorporating these elements is improved. Can be expected.
【図１】本発明の半導体素子のクラック検査方法及び装
置における電流波形の例を説明する図を示す。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a current waveform in a method and an apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention.
【図２】従来の半導体素子の欠陥を検査する方法を説明
する図を示す。FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional method for inspecting a semiconductor element for defects.
【図３】クラックを有する及び有さない半導体素子の電
圧-電流特性の例を示す。FIG. 3 shows an example of voltage-current characteristics of a semiconductor device having and without cracks.
【図４】クラックを有するＰＮ接合ダイオードの模式図
を示す。FIG. 4 shows a schematic view of a PN junction diode having a crack.
【図５】クラックの無いＰＮ接合ダイオードの模式図を
示す。FIG. 5 shows a schematic view of a crack-free PN junction diode.
【図６】本発明の半導体素子のクラック検査方法及び装
置の有効性を検証する為に行った実験の測定結果を示
す。FIG. 6 shows the measurement results of an experiment conducted to verify the effectiveness of the method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention.
【図７】本発明のクラック検査方法及び装置における周
期的な電圧波形の例を示す。FIG. 7 shows an example of a periodic voltage waveform in the crack inspection method and device of the present invention.
【図８】クラックを有する及び有さない半導体素子の電
圧-電流特性の例を示す。FIG. 8 shows an example of voltage-current characteristics of a semiconductor device having and without cracks.
【図９】本発明の半導体素子のクラック検査方法及び装
置の実施態様例を示す。FIG. 9 shows an embodiment of a method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention.
【図１０】本発明の半導体素子のクラック検査方法及び
装置の実施態様例を示す。FIG. 10 shows an embodiment of a method and apparatus for inspecting a semiconductor device for cracks according to the present invention.
４０１ Ｐ側電極層 ４０２ Ｎ側電極層 ４０３ パッシべーション層 ４０４ Ｐ型半導体 ４０５ Ｎ型半導体 ４０６ クラック ４１０ 単結晶シリコンＰＮ接合ダイオード ５０１ Ｐ側電極層 ５０２ Ｎ側電極層 ５０３ パッシべーション層 ５０４ Ｐ型半導体 ５０５ Ｎ型半導体 ５１０ 単結晶シリコンＰＮ接合ダイオード ９０１ 半導体素子のクラック検査装置 ９０２ 電圧波形発生器 ９０３ 電流検出部 ９０４ 波形表示部 ９０５ 被測定半導体素子 １００１ 半導体素子のクラック検査装置 １００２ 直流電圧発生器 １００３ 電流測定部 １００５ 被測定半導体素子 401 P-side electrode layer 402 N-side electrode layer 403 Passivation layer 404 P-type semiconductor 405 N-type semiconductor 406 Crack 410 Single-crystal silicon PN junction diode 501 P-side electrode layer 502 N-side electrode layer 503 Passivation layer 504 P-type Semiconductor 505 N-type semiconductor 510 Single-crystal silicon PN junction diode 901 Semiconductor device crack inspection device 902 Voltage waveform generator 903 Current detection unit 904 Waveform display unit 905 Semiconductor device under test 1001 Semiconductor device crack inspection device 1002 DC voltage generator 1003 Current measuring unit 1005 Semiconductor element to be measured
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 昌宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Masahiro Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.
Claims (32)
クを検査する方法に於いて、該半導体接合に経時的に変
化する電圧波形を印加した時に該半導体接合に流れる電
流波形を観測する事により該半導体素子のクラックの有
無を判断する事を特徴とする半導体素子のクラック検査
方法。1. A method for inspecting a semiconductor element having a semiconductor junction for cracks, wherein a voltage waveform that changes with time is applied to the semiconductor junction, and a current waveform flowing through the semiconductor junction is observed. A method for inspecting a semiconductor device for cracks, comprising determining whether or not the device has cracks.
接合、ショットキー接合、ヘテロ接合のいずれかである
事を特徴とする請求項１に記載の半導体素子のクラック
検査方法。2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor junction is a PN junction,
The method for inspecting a crack in a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is any one of a junction, a Schottky junction, and a hetero junction.
ジスタ、サイリスタ、光起電力素子、発光素子のいずれ
かである事を特徴とする請求項１乃至２に記載の半導体
素子のクラック検査方法。3. The method according to claim 1, wherein the semiconductor element is one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element.
多結晶半導体から構成される事を特徴とする請求項１乃
至３に記載の半導体素子のクラック検査方法。4. The method according to claim 1, wherein the semiconductor junction is made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor.
アーチップ素子である事を特徴とする請求項１乃至４に
記載の半導体素子のクラック検査方法。5. The method according to claim 1, wherein the semiconductor element is an unsealed bare chip element.
波のいずれかである事を特徴とする請求項１乃至５に記
載の半導体素子のクラック検査方法。6. The method according to claim 1, wherein the voltage waveform is a sine wave, a rectangular wave, or a triangular wave.
記半導体接合を構成する半導体の少数キャリア寿命をτ
ｍとするとき、前記電圧波形の周波数が０．１／τｍヘ
ルツ以上且つ１００／τｍヘルツ以下である事を特徴と
する請求項１乃至６に記載の半導体素子のクラック検査
方法。7. The voltage waveform is a periodic waveform, and the minority carrier lifetime of a semiconductor forming the semiconductor junction is τ.
7. The method of claim 1, wherein the frequency of the voltage waveform is not less than 0.1 / τm hertz and not more than 100 / τm hertz.
準半導体素子から得られる前記電流波形と前記半導体素
子の電流波形を比較する事によりクラックの有無を判断
する事を特徴とする請求項１乃至７に記載の半導体素子
のクラック検査方法。8. The method according to claim 1, wherein the presence / absence of a crack is determined by comparing the current waveform obtained from a reference semiconductor device, which is known in advance with no crack, with the current waveform of the semiconductor device. 8. The method for inspecting a semiconductor device for cracks according to claim 7.
に流れる電流波形の波高値または幅を観測する事を特徴
とする請求項１乃至８に記載の半導体素子のクラック検
査方法。9. The method according to claim 1, wherein a peak value or a width of a current waveform transiently flowing in a reverse direction with respect to the semiconductor junction is observed.
ックを検査する方法に於いて、該半導体接合に逆バイア
ス電圧を印加した時に該半導体接合に流れる電流値を測
定する事により該半導体素子のクラックの有無を判断す
る事を特徴とする半導体素子のクラック検査方法。10. A method for inspecting a crack in a semiconductor device having a semiconductor junction, the method comprising: measuring a current flowing through the semiconductor junction when a reverse bias voltage is applied to the semiconductor junction; A method for inspecting cracks in a semiconductor element, characterized by determining the presence or absence.
Ｎ接合、ショットキー接合、ヘテロ接合のいずれかであ
る事を特徴とする請求項１０に記載の半導体素子のクラ
ック検査方法。11. The method according to claim 11, wherein the semiconductor junction is a PN junction,
The method for inspecting a crack in a semiconductor device according to claim 10, wherein the method is any one of an N junction, a Schottky junction, and a hetero junction.
ンジスタ、サイリスタ、光起電力素子、発光素子のいず
れかである事を特徴とする請求項１０乃至１１に記載の
半導体素子のクラック検査方法。12. The method according to claim 10, wherein the semiconductor element is one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element.
は多結晶半導体から構成される事を特徴とする請求項１
０乃至１２に記載の半導体素子のクラック検査方法。13. The semiconductor junction according to claim 1, wherein the semiconductor junction is made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor.
13. A crack inspection method for a semiconductor element according to any one of 0 to 12.
ベアーチップ素子である事を特徴とする請求項１０乃至
１３に記載の半導体素子のクラック検査方法。14. The method according to claim 10, wherein the semiconductor element is an unsealed bare chip element.
合のブレークダウン電圧以下である事を特徴とする請求
項１０乃至１４に記載の半導体素子のクラック検査方
法。15. The method according to claim 10, wherein the reverse bias voltage is equal to or lower than a breakdown voltage of the semiconductor junction.
基準半導体素子において測定された前記電流値と前記半
導体素子の電流値を比較する事によりクラックの有無を
判断する事を特徴とする請求項１０乃至１５に記載の半
導体素子のクラック検査方法。16. The method according to claim 10, wherein the presence / absence of a crack is determined by comparing the current value of the semiconductor element with the current value measured in a reference semiconductor element in which no crack is known in advance. 16. A method for inspecting a semiconductor device for cracks according to any one of claims 15 to 15.
ックを検査する装置に於いて、該半導体接合に経時的に
変化する電圧波形を印加した時に該半導体接合に流れる
電流波形を観測する事により該半導体素子のクラックの
有無を判断することを特徴とする半導体素子のクラック
検査装置。17. An apparatus for inspecting a semiconductor element having a semiconductor junction for cracks, wherein a voltage waveform which changes with time is applied to the semiconductor junction, and a current waveform flowing through the semiconductor junction is observed to thereby observe the semiconductor junction. An apparatus for inspecting cracks of a semiconductor element, which determines whether or not the element has cracks.
Ｎ接合、ショットキー接合、ヘテロ接合のいずれかであ
る事を特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のクラ
ック検査装置。18. The semiconductor device according to claim 18, wherein said semiconductor junction is a PN junction,
18. The crack inspection device for a semiconductor device according to claim 17, wherein the device is one of an N junction, a Schottky junction, and a hetero junction.
ンジスタ、サイリスタ、光起電力素子、発光素子のいず
れかである事を特徴とする請求項１７乃至１８に記載の
半導体素子のクラック検査装置。19. The apparatus according to claim 17, wherein the semiconductor element is one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element.
は多結晶半導体から構成される事を特徴とする請求項１
７乃至１９に記載の半導体素子のクラック検査装置。20. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor junction is made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor.
20. An apparatus for inspecting cracks of a semiconductor element according to any one of 7 to 19.
ベアーチップ素子である事を特徴とする請求項１７乃至
２０に記載の半導体素子のクラック検査装置。21. The apparatus according to claim 17, wherein the semiconductor element is an unsealed bare chip element.
角波のいずれかである事を特徴とする請求項１７乃至２
１に記載の半導体素子のクラック検査装置。22. The voltage waveform according to claim 17, wherein the voltage waveform is a sine wave, a rectangular wave, or a triangular wave.
2. The crack inspection device for a semiconductor device according to claim 1.
前記半導体接合を構成する半導体の少数キャリア寿命を
τｍとするとき、前記電圧波形の周波数が０．１／τｍ
ヘルツ以上且つ１００／τｍヘルツ以下である事を特徴
とする請求項１７乃至２２に記載の半導体素子のクラッ
ク検査装置。23. The voltage waveform is a periodic waveform,
Assuming that the minority carrier lifetime of the semiconductor constituting the semiconductor junction is τm, the frequency of the voltage waveform is 0.1 / τm
23. The apparatus for inspecting cracks of a semiconductor element according to claim 17, wherein the frequency is not less than Hertz and not more than 100 / τm Hertz.
基準半導体素子から得られる前記電流波形と前記半導体
素子の電流波形を比較する事によりクラックの有無を判
断する事を特徴とする請求項１７乃至２３に記載の半導
体素子のクラック検査装置。24. The method according to claim 17, wherein the presence / absence of a crack is determined by comparing the current waveform obtained from a reference semiconductor device which is known in advance to have no crack with the current waveform of the semiconductor device. 24. An apparatus for inspecting cracks of a semiconductor device according to 23.
的に流れる電流波形の波高値または幅を観測する事を特
徴とする請求項１７乃至２４に記載の半導体素子のクラ
ック検査装置。25. The crack inspecting apparatus for a semiconductor device according to claim 17, wherein a peak value or a width of a current waveform transiently flowing in a reverse direction with respect to the semiconductor junction is observed.
ックを検査する装置に於いて、該半導体接合に逆バイア
ス電圧を印加した時に該半導体接合に流れる電流値を測
定する事により該半導体素子のクラックの有無を判断す
る事を特徴とする半導体素子のクラック検査装置。26. An apparatus for inspecting a crack in a semiconductor device having a semiconductor junction, wherein a value of a current flowing through the semiconductor junction when a reverse bias voltage is applied to the semiconductor junction is measured. A crack inspecting device for a semiconductor device, characterized in that the presence or absence is determined.
Ｎ接合、ショットキー接合、ヘテロ接合のいずれかであ
る事を特徴とする請求項２６に記載の半導体素子のクラ
ック検査装置。27. The semiconductor device, wherein the semiconductor junction is a PN junction,
27. The crack inspection device for a semiconductor device according to claim 26, wherein the device is one of an N junction, a Schottky junction, and a hetero junction.
ンジスタ、サイリスタ、光起電力素子、発光素子のいず
れかである事を特徴とする請求項２６乃至２７に記載の
半導体素子のクラック検査装置。28. An apparatus according to claim 26, wherein said semiconductor element is any one of a diode, a transistor, a thyristor, a photovoltaic element, and a light emitting element.
は多結晶半導体から構成される事を特徴とする請求項２
６乃至２８に記載の半導体素子のクラック検査装置。29. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor junction is made of a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor.
29. The crack inspection device for a semiconductor element according to any one of items 6 to 28.
ベアーチップ素子である事を特徴とする請求項２６乃至
２９に記載の半導体素子のクラック検査装置。30. The apparatus according to claim 26, wherein the semiconductor element is an unsealed bare chip element.
合のブレークダウン電圧以下である事を特徴とする請求
項２６乃至３０に記載の半導体素子のクラック検査装
置。31. The semiconductor device crack inspection apparatus according to claim 26, wherein the reverse bias voltage is equal to or lower than a breakdown voltage of the semiconductor junction.
基準半導体素子において測定された前記電流値と前記半
導体素子の電流値を比較する事によりクラックの有無を
判断する事を特徴とする請求項２６乃至３１に記載の半
導体素子のクラック検査装置。32. The method according to claim 26, wherein the presence / absence of a crack is determined by comparing the current value of the semiconductor device with the current value measured in a reference semiconductor device in which no crack is known in advance. 32. The crack inspection device for a semiconductor element according to any one of items 31 to 31.
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| JPH11102946A true JPH11102946A (en) | 1999-04-13 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2018205252A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 富士電機株式会社 | Method for selecting silicon carbide semiconductor device |
| CN109979838A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 三垦电气株式会社 | The method of the crackle of semiconductor devices and detection semiconductor devices |
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