[发明专利]功率开关的晶片测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体衬底上集成形成的功率开关（powerswitch） 的晶片测试（wafertest）方法。

背景技术

在半导体衬底上集成形成的功率开关，例如用于汽车的内燃机点 火系统。图4中表示出使用功率开关的内燃机点火系统的构成例。

图4所示的内燃机点火系统，由功率开关11、发动机控制单元（以 下称为ECU（ElectronicControlUnit））15、电池电源16、点火线圈17、 火花塞18构成。通过利用功率开关11，对与电池电源16连接的点火 线圈17的一次侧线圈中流过的一次电流进行通（导通）/断（切断）控 制，而在二次侧线圈中感应生成高电压，利用火花塞18产生火花放电。 此外，功率开关11的通/断通过来自ECU15的通/断信号而被控制。

图4所示的功率开关11由功率开关部10和控制部14构成，其包 括与点火线圈17的一次侧线圈连接的集电极端子（以下称为C端子） 4、与ECU15连接的栅极端子8、与接地电位（以下称为GND）连接 的发射极端子9。功率开关部10由IGBT（InsulatedGateBipolar Transistor（绝缘栅双极型晶体管））1、电流检测用IGBT2、栅极电阻 电路3构成，控制部14由电流检测电路12、栅极驱动电路13构成。

此处，图4所示的功率开关11，有功率开关部10和控制部14在 同一个半导体衬底上集成形成的单芯片结构的情况，和分别在不同的 半导体衬底上形成的双芯片结构的情况。

在双芯片结构的情况下，作为功率开关部10与控制部14的连接 点的栅极端子（以下称为G端子）5、主IGBT1的发射极端子（以下 称为E1端子）6和电流检测用IGBT2的发射极端子（以下称为E2端 子）7的连接场所，分别用导线接合等连接手段连接构成。此外，在单 芯片结构的情况下，作为功率开关部10与控制部14的连接点的G端 子5、E1端子6和E2端子7分别用作晶片测试时的测定用测试端子。

此外，图4所示的功率开关11，以防止一次电流的过电流引起的 点火线圈17的烧损、确保起动时的火花放电稳定性为目的，设置有限 制一次电流的电流限制功能。电流限制功能通过用电流检测用IGBT2 和电流检测电路12检测一次电流的单元、与一次电流的检测结果相应 地用栅极驱动电路13和栅极电阻电路3控制主IGBT1和电流检测用 IGBT2的栅极电压的单元实现。

此处，点火线圈17的一次侧线圈中流过的一次电流，分为从功率 开关部10的C端子4起在主IGBT1的E1端子6、发射极端子9的通 路中流过的主电流，和从功率开关部10的C端子4起在电流检测用 IGBT2的E2端子7、电流检测电路12、发射极端子9的通路中流过的 检测电流而流动。然后，该电流比（主IGBT1中流过的主电流/电流检 测用IGBT2中流过的检测电流）通常设定为100以上。

在内燃机点火系统中，该功率开关11的功率开关部10中流过的 一次电流的电流比（主电流/检测电流），对于一次电流的电流控制功能 而言是重要特性，在功率开关11的特性试验中被测定。在专利文献1 中，公开有为了使该作为重要特性的电流比（主电流/检测电流）符合 设计值，而基于主电流和检测电流的测定结果，调整电流控制部的基 准电压的技术。

接着，对于图4所示的功率开关11中的一次电流的电流比（主电 流/检测电流）的晶片测试方法，利用图5和图6说明现有技术的一般 的试验电路和试验方法。此处，如上文中说明，功率开关11具有功率 开关部10和控制部14，由单芯片或双芯片构成，在以下的功率开关 11的电流比（主电流/检测电流）的晶片测试方法的说明中，功率开关 11中省略控制部14（是测定电流比时无关的功能）而仅表示功率开关 部10进行说明。

图5表示的是用于测定功率开关11中的功率开关部10的主IGBT1 中流过的主电流的晶片测试电路，由功率开关部10、测试器（tester） 20、测试探针（testerprober）21构成。测试探针21具有设置功率开关 部10的测试晶片的测试探针台22，和将测试器20的各测定端子与功 率开关部10的测试晶片的各端子连接的探针卡23。