[发明专利]接触探针、半导体元件试验装置及半导体元件试验方法

说明书

本发明实现相对于半导体元件焊盘的低电阻接触。半导体元件试验装置具备接触探针(12)，该接触探针(12)在载放于试验台(11)的半导体元件(1)进行试验时与发射极焊盘(1b)接触。接触探针(12)以与柱塞销(18)分离的状态保持在接触块(14)上，接触块(14)下降后，首先使接触探针(12)在半导体元件(1)的发射极焊盘(1b)上自行竖立。接着，接触块(14)下降后，柱塞销(18)中的1个柱塞销与接触探针(12)的突出部(12d)抵接，之后，其他柱塞销(18)与突出部(12d)周围的第1接触面(12b)抵接。接触探针(12)即使向发射极焊盘(1b)倾斜，也能够通过保持其与半导体元件(1)的平行度来实现低电阻的接触。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件(芯片)的动态特性试验中使用的接触探针、半导体元件试验装置及半导体元件试验方法。

背景技术

已知对半导体元件动态特性进行试验的半导体元件试验装置，一般具备试验电路、接触块、触销及试验台(例如，参照专利文献1)。接触块是用作将试验电路和试验台上的半导体元件电连接的单元的元器件，具有放置盘和底座单元。放置盘位于载放半导体元件的试验台上方，保持多个作为与半导体元件接触的接触探针的触销。底座单元的一侧连接与试验电路连接的布线，另一侧保持多个柱塞销，该柱塞销在对触销施加负荷的状态下与另一侧接触。

半导体元件为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)这样的功率器件的情况下，具有栅极焊盘、发射极焊盘、集电极焊盘。进行试验时，使触销接触半导体元件的栅极焊盘及发射极焊盘，并使设置于试验台上的试验电路的电极与集电极焊盘接触。半导体元件为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)的情况下，使触销接触栅极焊盘及发射极焊盘，并使试验台的电极接触漏极焊盘。并且，当半导体为FWD(Free Wheeling Diode：续流二极管)的情况下，使触销接触阴极焊盘，并使试验台的电极接触阳极焊盘。

此处，将触销用作接触探针，是因为当半导体元件破坏时，半导体元件(硅等)的熔融物附着在探针前端，因此必须更换探针。因而，保持触销的放置盘设置为在底座单元上可拆卸。在需要更换触销时，从底座单元上拆下放置盘，将损坏的触销更换为好的触销，再次安装于底座单元。

半导体元件试验装置在进行试验时，首先在试验台上的规定位置配置半导体元件，通过上下动作机构使接触块下降至任意位置，从而使触销与半导体元件接触。此时，触销对半导体元件施加与柱塞销所具备的弹簧的弹簧特性相对应的负荷。半导体元件的栅极、发射极(源极、阴极)焊盘通过触销、柱塞销及布线与试验电路电连接，集电极(漏极、阳极)焊盘通过试验台的电极及布线与实验电路电连接，进行电特性试验。

此时，为了对半导体元件施加均匀的电流、电压，必须在半导体元件上均匀配置几十根触销。配置在半导体元件上的触销根数根据试验电流进行增减。另外，将圆柱状触销和半导体元件的接触面半径设为R时，每根的截面积为(πR＾2)，因此作为整体，以(πR＾2)×根数确定接触探针的与半导体元件的接触面积。

此处，由于近年来单元集成化及性能提升(额定电流提高)的加速发展，半导体元件的芯片尺寸有变小的倾向。而即使芯片尺寸变小，也要求半导体元件进行以低电阻接触，并流通较大电流的试验。因此，作为半导体元件试验装置需要提升接触探针的通电性能。有2个方法可以提升该通电性能，一个方法是选择降低触销和半导体元件的接触电阻的材料，另一个方法是加大触销和半导体元件的接触面积。

以往，触销使用钨合金、铜合金、银合金、钯合金、金合金、铱合金等低电阻材料。此外，通过减小触销的销间间距，配置多根触销，从而增加与半导体元件的接触面积。