[發(fā)明專利]半導體裝置及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110359048.8
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102646721A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 楢崎敦司
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L29/84
• 分類號: H01L29/84;H01L21/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 毛立群;王忠忠

技術領域

本發(fā)明涉及半導體裝置及其試驗方法。

背景技術

功率用半導體元件即功率器件作為控制大容量的功率的無觸點的開關而在節(jié)能化不斷發(fā)展的空調、冰箱、洗衣機等家電制品的逆變器電路、高速列車或地鐵等的電力機車的電動機控制中應用。特別是近年來，作為考慮地球環(huán)境，作為將電和發(fā)動機并用而行駛的混合動力車的逆變器（inverter）/變換器（converter）控制用的功率器件、太陽光或風力發(fā)電用的變換器用途，其應用領域不斷擴展。包含這些功率器件等的半導體芯片例如在專利文獻1中公開。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005－322781號公報。

在半導體芯片中，為了使其電特性提高，使半導體芯片薄厚度化的技術成為主流。可是，當進行半導體芯片的薄厚度化時，對半導體芯片施加的應力在面內的偏差產生影響，面內的電特性的偏差變大。而且，當電特性的偏差變大時，在半導體芯片中局部地流過大的電流，因此存在流過大的電流的部分的發(fā)熱變大，半導體裝置的壽命變短的情況。此外，不能區(qū)別在高溫保持試驗、功率循環(huán)（power?cycle）試驗中的品質惡化是由應力造成的，還是由芯片制造的不合格造成的。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明正是鑒于上述那樣的問題點而完成的，其目的在于提供一種能抑制在半導體芯片中局部地流過大的電流、并且能排除試驗中的應力的影響的技術。

本發(fā)明的半導體裝置具備：半導體芯片，具有控制電極；以及應力檢測用元件，設置在所述半導體芯片的表面，檢測對該表面施加的應力。而且，所述半導體裝置基于用所述應力檢測用元件檢測出的應力，控制對所述控制電極施加的控制信號。

根據本發(fā)明，基于用應力檢測用元件檢測出的半導體芯片的應力，控制開關元件的柵極信號。因此，能抑制在半導體芯片的施加大的應力的部分流過大的電流。因此，能抑制該部分中的發(fā)熱變大，因此能使壽命變長。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的半導體裝置所具備的半導體芯片的結構的俯視圖。

圖2是表示壓電電阻元件的結構的圖。

圖3是表示對壓電電阻元件施加的應力、和其電阻值的變化率的關系的圖。

圖4是表示實施方式1的半導體裝置的電路結構的圖。

圖5是表示實施方式2的半導體裝置所具備的半導體芯片的結構的俯視圖。

圖6是表示實施方式2的半導體裝置的電路結構的圖。

圖7是表示壓電電阻元件具有的電阻的種類、和其電阻系數的關系的圖。

圖8是表示實施方式4的半導體裝置所具備的半導體芯片的結構的剖視圖。

圖9是表示實施方式4的半導體裝置所具備的半導體芯片的結構的剖視圖。

圖10是表示具有擴散層的壓電電阻元件的電阻值和溫度的關系的圖。

圖11是表示具有多晶硅層的壓電電阻元件的電阻值和溫度的關系的圖。

圖12是表示實施方式5的半導體裝置所具備的半導體芯片的結構的俯視圖。

圖13是表示實施方式6的半導體裝置的結構的剖視圖。

圖14是表示對半導體芯片施加的應力的圖。

圖15是表示形成了實施方式7的半導體芯片的晶片的狀態(tài)的俯視圖。

圖16是表示對半導體芯片施加的應力和溫度的關系的圖。

圖17是表示對半導體芯片施加的應力的大小的分布圖。

圖18是表示應力對半導體芯片的電特性所施加的影響的圖。

圖19是表示電特性的變動、和在集電極-發(fā)射極間流過的電流值的變化的關系的圖。

具體實施方式

<實施方式1>

首先，在針對本發(fā)明的實施方式1的半導體裝置進行說明之前，針對與其關聯(lián)的半導體裝置（以下，稱為“關聯(lián)半導體裝置”）進行說明。該關聯(lián)半導體裝置具備半導體芯片，該半導體芯片包含低損耗、并且控制大電流的代表性的IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）。該IGBT在成為半導體芯片的晶片的表面?zhèn)染哂袞艠O電極以及發(fā)射極電極，在背面?zhèn)染哂屑姌O電極。