ケースレー、パワー半導のテストコストを下げる提案
パワー半導のテストコストを下げる提案をケースレー・インスツルメンツが行った。これは、テクトロニクス・ケースレーイノベーション・フォーラムでらかにしたもの。並`のパラメータテストやTDDB試x、高a(b┳)バイアス試x、データ解析での時間](m└i)縮例を紹介した。
Tektronixは、数QiKeithley InstrumentsをA収、それぞれの日本法人も同じ場所で動している。このフォーラムでは、テストコスト、すなわちテスターO身の導入コストと、運コスト、メンテナンスコストの内、最もj(lu┛)きな運コストを下げるためのO動化}法について解説した。に量ではテスト時間の](m└i)縮がj(lu┛)きくコストダウンに効く。
図1 デバイスを最j(lu┛)60個並`R定 出Z:Tektronix/Keithley
量ラインにおけるパラメータテストでは、kつのデバイスをテストする場合、プローブを試料に当てて次の動作へ行くまでのインデックス時間、セットアップ/トリガー時間、テスト実行時間、データ処理時間を1サイクルとして、デバイスごとにこのサイクルを繰り返していた。ここでは、ケースレーのS500をい、60個のSMU(Source Measurement Unit)により60個のデバイスをk度にテストする(図1)。インデックス時間は来と同じだが、QSMUは完独立しており並`にテストを実行できるため、テスト時間をj(lu┛)幅に(ほぼ1/60Zく)](m└i)縮できる。
またパワーMOSFETやIGBTのようにゲート┣祝譴(d┛ng)さをテストするため、TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)試xをする場合も並`テストを行うことで、テスト時間を](m└i)縮する。このテストではゲート┣祝貭cCにT晶L(f┘ng)陥や不純颪覆匹あると破sされるまでの時間が](m└i)くなる。ただ、完独立の並`試xだと初期コストがかさむため、被試xデバイスを次々と切りえていくスイッチを設け低コスト化を図る。ここではSMU1に瓦靴董96デバイスを切りえられるスイッチを設けた3706Aスイッチングメインフレームをいる(図2)。┣祝譴稜墨sは、ストレスを印加する時間を少しずつ変えながら、破sするかどうかをテストしていく。
図2 スイッチをいてTDDB試xを96デバイス同時にR定 出Z:Tektronix/Keithley
さらに、高a(b┳)逆バイアス試xでも2kV、10Aのパルスによって4デバイスを並`にR定するスイッチボックスを提案している(図3)。この試xでは、SiかGaN/SiCなどのデバイスによって試xa(b┳)度は異なるが、150〜300℃の高a(b┳)で、ドレイン-ソース間にバイアスをかけながら電流オフX(ju└)でストレスをかけ、オン性の劣化をモニターする。オン性をR定する場合にはストレスをk時中?zh┬n)する。バイアスはスペック?〜3倍の高電圧をかける。並`に試xするためのスイッチボックスはカスタム仕様であっても条PをU(ku┛)限することでコストを下げることができるとする。
図3 高電圧・j(lu┛)電流の試xをスイッチボックスで4個並`にテスト 出Z:Tektronix/Keithley
加えて、データ解析時間の](m└i)縮も図っている。最も}軽な(sh┫)法は、データをExcelで表(j┤)できるようにするため、CSVフォーマットで出すること。さらに開発段階では、H数のデバイス?ji└)性をまとめた統データの異常に気がいた場合には、どのデバイスなのかを確認したい場合や、再Qしたい場合、処理(sh┫)法を工夫したい場合などは、演Q専のケースレー~易統ツールをいる(図4)。このツールは、撻如璽燭世韻任呂覆、ウェーハ屬離泪奪廛如璽拭▲汽泪蝓璽如璽拭▲劵好肇哀薀燹▲錺ぅ屮詈布・分布なども表(j┤)する。例えばワイブル分布からj(lu┛)きく外れたデバイスを除去したT味のある統分布を見たい場合は、異常な霾を除去できる。こういったツールによって、データ解析時間を](m└i)縮できる。
図4 開発向けのデータ解析ツール 出Z:Tektronix/Keithley