(57)【要約】【課題】半導体装置に生じる半田劣化を高い感度で検出可能な半導体装置の検査方法を提供すること。【解決手段】半田を介して基板上に実装された半導体スイッチング素子と、半導体スイッチング素子の電極に接続されるボンディングワイヤとを備える半導体装置の検査方法であって、半導体スイッチング素子の電極の中心からずれた所定の位置に接続されたボンディングワイヤを介して半導体スイッチング素子に通電する通電工程と、通電を所定の時間行ったときの半導体スイッチング素子のゲート閾値電圧の変化量を算出する算出工程と、ゲート閾値電圧の変化量に基づいて、半田が劣化しているか否かを判定する判定工程とを有する、半導体装置の検査方法が提供される。【選択図】図２
2015225033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田を介して基板上に実装された半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の電極に接続されるボンディングワイヤとを備える半導体装置の検査方法であって、
前記半導体スイッチング素子の電極の中心からずれた所定の位置に接続された前記ボンディングワイヤを介して前記半導体スイッチング素子に通電する通電工程と、
前記通電を所定の時間行ったときの前記半導体スイッチング素子のゲート閾値電圧の変化量を算出する算出工程と、
前記ゲート閾値電圧の変化量に基づいて、前記半田が劣化しているか否かを判定する判定工程と
を有する、
半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタに通電させ、常温状態でのゲート閾値電圧と通電を継続しトランジスタ温度が上昇した状態でのゲート閾値電圧との差に基づいて、トランジスタの熱抵抗を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、トランジスタに一定時間通電することでトランジスタ全体を発熱させるため、局所的な熱抵抗変化に対する検出感度が低い。そして、例えば半導体素子が搭載された半導体装置に局所的な半田劣化が生じた場合には、半導体装置の熱抵抗変化に対する検出感度が小さいため、半田劣化を検出できないことがある。
【０００５】
そこで、本発明の一つの案では、半導体装置に生じる半田劣化を高い感度で検出可能な半導体装置の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの案では、半田を介して基板上に実装された半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の電極に接続されるボンディングワイヤとを備える半導体装置の検査方法であって、前記半導体スイッチング素子の電極の中心からずれた所定の位置に接続された前記ボンディングワイヤを介して前記半導体スイッチング素子に通電する通電工程と、前記通電を所定の時間行ったときの前記半導体スイッチング素子のゲート閾値電圧の変化量を算出する算出工程と、前記ゲート閾値電圧の変化量に基づいて、前記半田が劣化しているか否かを判定する判定工程とを有する、半導体装置の検査方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、半導体装置に生じる半田劣化を高い感度で検出可能な半導体装置の検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の積層構造の概略を例示する断面図。
【図２】本実施形態に係る半導体装置の概略を例示する平面図。
【図３】半導体スイッチング素子の接合温度−ゲート閾値電圧特性の概略を例示するグラフ。
【図４】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に局所通電するときの半導体装置の概略を例示する断面図。
【図５】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に局所通電したときの半導体スイッチング素子の温度変化のシミュレーション結果を例示するグラフ。
【図６】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に局所通電したときの半導体装置の温度変化のシミュレーション結果を例示する図。
【図７】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に局所通電したときの半導体スイッチング素子の接合温度−ゲート閾値電圧特性の概略を例示するグラフ。
【図８】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に全体通電するときの半導体装置の概略を例示する断面図。
【図９】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に全体通電したときの半導体スイッチング素子の温度変化のシミュレーション結果を例示する図。
【図１０】本実施形態に係る半導体スイッチング素子に全体通電したときの半導体装置の温度変化のシミュレーション結果を例示するグラフ。
【図１１】本実施形態に係る半導体装置に全体通電したときの半導体スイッチング素子の接合温度−ゲート閾値電圧特性の概略を例示するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１０】
まず、本実施形態に係る半導体装置の構成の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体装置の積層構造の概略を例示する断面図である。
【００１１】
本実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、放熱板１１０、第１の半田層１２０、回路パターンが両面に形成された絶縁基板１３０、第２の半田層１４０、半導体スイッチング素子１５０、ボンディングワイヤ１６０等を有する。
【００１２】
放熱板１１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の良好な熱伝導性を有する金属材料を含む板状の金属ベース板等で構成され、半導体スイッチング素子１５０で生じる熱を放熱する。
【００１３】
第１の半田層１２０は、放熱板１１０と後述する絶縁基板１３０の第１の回路パターン１３１とを接合する。
【００１４】
絶縁基板１３０は、第１の半田層１２０を介して、放熱板１１０と接合されている。絶縁基板１３０には、回路パターンが両面に形成されている。すなわち、絶縁基板１３０の放熱板１１０側には、第１の回路パターン１３１が形成され、絶縁基板１３０の半導体スイッチング素子１５０側には、第２の回路パターン１３２が形成されている。
【００１５】
絶縁基板１３０としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス板が挙げられる。回路パターンとしては、例えばＡｌ、Ｃｕ等の金属パターンが挙げられる。
【００１６】
第２の半田層１４０は、絶縁基板１３０の第２の回路パターン１３２と半導体スイッチング素子１５０とを接合する。
【００１７】
半導体スイッチング素子１５０は、第２の半田層１４０を介して、絶縁基板１３０上に接合（実装）されている。半導体スイッチング素子１５０は、各種の材料が積層された積層構造を有する。
【００１８】
半導体スイッチング素子１５０としては、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、バイポーラトランジスタ等のパワー半導体素子が挙げられる。パワー半導体素子の材料としては、特に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）等の単元素半導体、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）等の化合物半導体が挙げられる。
【００１９】
なお、本実施形態では、半導体スイッチング素子１５０の一例として、ＳｉのＩＧＢＴを用いた場合について説明する。
【００２０】
半導体スイッチング素子１５０としてのＩＧＢＴは、図２に示すように、ゲート電極１５１と、コレクタ電極１５２と、エミッタ電極１５３とを有する。
【００２１】
ゲート電極１５１は、後述するボンディングワイヤ１６１及びゲート電極用バスバー１７１を介して外部導出用端子Ｇと接続されている。コレクタ電極１５２は、後述するボンディングワイヤ１６２及びコレクタ電極用バスバー１７２を介して外部導出用端子Ｃと接続されている。エミッタ電極１５３は、後述するボンディングワイヤ１６３及びエミッタ電極用バスバー１７３を介して外部導出用端子Ｅと接続されている。
【００２２】
ボンディングワイヤ１６０は、半導体スイッチング素子１５０の電極とバスバーとを接続する。ボンディングワイヤ１６０としては、例えばＡｌ、Ｃｕ等の金属ワイヤを用いることができる。
【００２３】
以下、ボンディングワイヤ１６０について、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る半導体装置の概略を例示する平面図である。
【００２４】
ボンディングワイヤ１６０は、ボンディングワイヤ１６１、ボンディングワイヤ１６２及びボンディングワイヤ１６３を含む。
【００２５】
ボンディングワイヤ１６１は、ゲート電極１５１とゲート電極用バスバー１７１との間に延在する少なくとも１本のワイヤを含み、ゲート電極１５１とゲート電極用バスバー１７１とを接続する。なお、ワイヤの本数は、特に限定されるものではなく、通電電流に基づいて設定することができる。
【００２６】
ボンディングワイヤ１６２は、コレクタ電極１５２とコレクタ電極用バスバー１７２との間で互いに平行に延在する複数本のワイヤを含み、コレクタ電極１５２とコレクタ電極用バスバー１７２とを接続する。なお、ワイヤの本数は、特に限定されるものではなく、通電電流に基づいて設定することができる。
【００２７】
ボンディングワイヤ１６３は、ボンディングワイヤ１６３ａとボンディングワイヤ１６３ｂ〜ｅとを含む。
【００２８】
ボンディングワイヤ１６３ａは、エミッタ電極１５３とエミッタ電極用バスバー１７３ａとの間で互いに平行に延在する複数本のワイヤから構成され、エミッタ電極１５３とエミッタ電極用バスバー１７３ａとを接続する。そして、ボンディングワイヤ１６３ａを介して、エミッタ電極１５３全体に通電が可能になっている。なお、ワイヤの本数は、特に限定されるものではなく、通電電流に基づいて設定することができる。
【００２９】
ボンディングワイヤ１６３ｂ〜ｅは、各々、エミッタ電極１５３の中心からずれた所定の位置とエミッタ電極用バスバー１７３ｂ〜ｅとの間に延在する少なくとも１本のワイヤを含み、所定の位置とエミッタ電極用バスバー１７３ｂ〜ｅとを接続する。そして、ボンディングワイヤ１６３ｂ〜ｅを介して、エミッタ電極１５３の中心からずれた所定の位置に通電可能となっている。なお、ワイヤの本数は、特に限定されるものではなく、通電電流に基づいて設定することができる。
【００３０】
エミッタ電極用バスバー１７３ａ〜ｅには、各々、切替手段１８０ａ〜ｅが接続されており、切替手段１８０ａ〜ｅのオン状態とオフ状態を切り替えることにより、通電箇所が切替可能になっている。
【００３１】
また、半導体スイッチング素子１５０の中心又は略中心に、例えば電流センサ、温度センサ等のセンサが配置されている場合には、エミッタ電極１５３の中心からずれた所定の位置は、エミッタ電極１５３の周辺端部であることが好ましい。これにより、半導体スイッチング素子１５０の中央部及び周辺端部に生じる半田劣化を特に高い感度で検出することができる。
【００３２】
ところで、前述したような半導体装置において、例えば通電時間が経過するにつれて、第１の半田層１２０、第２の半田層１４０等の半田層（半田接合部）では、接合される部材間の熱膨張係数差に起因して発生する熱応力により、半田層に歪が生じることがある。
【００３３】
すなわち、第１の半田層１２０により接合される放熱板１１０と絶縁基板１３０との間の熱膨張係数差に起因して発生する熱応力により、第１の半田層１２０に歪が生じることがある。また、第２の半田層１４０により接合される絶縁基板１３０と半導体スイッチング素子１５０との間の熱膨張係数差に起因して発生する熱応力により、第２の半田層１４０に歪が生じることがある。
【００３４】
そして、許容され得る歪より大きな歪が半田層に加わると、半田層にクラック等の半田劣化が生じる。そして、半導体装置に半田劣化が生じると、半田層の放熱特性が劣化する（熱抵抗が大きくなる）ため、半導体スイッチング素子１５０の放熱が阻害される。その結果、半導体スイッチング素子１５０の温度が上昇するため、半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈが変化する。
【００３５】
そこで、本発明者らは、係る半導体装置における半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量に着眼し、以下の半導体装置の検査方法を見出した。
【００３６】
以下、本実施形態に係る半導体装置の検査方法について説明する。
【００３７】
本実施形態に係る半導体装置の検査方法は、半田を介して基板上に実装された半導体スイッチング素子１５０と、半導体スイッチング素子１５０の電極に接続されるボンディングワイヤ１６０とを備える半導体装置の検査方法であって、半導体スイッチング素子１５０の電極の中心からずれた所定の位置に接続されたボンディングワイヤ１６０を介して半導体スイッチング素子１５０に通電する通電工程と、通電を所定の時間行ったときの半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量を算出する算出工程と、ゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量に基づいて、半田が劣化しているか否かを判定する判定工程とを有する。
【００３８】
以下、各々の工程について説明する。
【００３９】
通電工程は、半導体スイッチング素子１５０のエミッタ電極１５３の中心からずれた所定の位置に接続されたボンディングワイヤ１６３ｂ〜ｅを介して半導体スイッチング素子１５０に通電する。具体的には、すべての切替手段１８０ａ〜ｅがオフの状態から、切替手段１８０ｂ〜ｅを順次オンの状態に切り替え、半導体スイッチング素子１５０の特定部分のみに通電する。
【００４０】
例えば、以下の手順により、切替手段１８０ｂ〜ｅを順にオンする。
【００４１】
まず、すべての切替手段１８０ａ〜ｅがオフの状態において、切替手段１８０ｂのみをオンすることにより、ボンディングワイヤ１６３ｂを介して、半導体スイッチング素子１５０の中心からずれた所定の位置に通電する。
【００４２】
次に、切替手段１８０ｂをオフし、切替手段１８０ｃをオンすることにより、ボンディングワイヤ１６３ｃを介して、半導体スイッチング素子１５０の中心からずれた所定の位置に通電する。
【００４３】
次に、切替手段１８０ｃをオフし、切替手段１８０ｄをオンすることにより、ボンディングワイヤ１６３ｄを介して、半導体スイッチング素子１５０の中心からずれた所定の位置に通電する。
【００４４】
次に、切替手段１８０ｄをオフし、切替手段１８０ｅをオンすることにより、ボンディングワイヤ１６３ｅを介して、半導体スイッチング素子１５０の中心からずれた所定の位置に通電する。
【００４５】
なお、切替手段１８０ｂ〜ｅを順にオンする形態を説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、切替手段１８０ｂ〜ｅのうち少なくとも一つの切替手段１８０をオンする形態であればよい。例えば切替手段１８０ｂ〜ｅをオンする順番を入れ替えることができる。また、例えば切替手段１８０ｂ〜ｅのうちいずれかのみをオンする形態であってもよい。
【００４６】
算出工程は、通電を所定の時間行ったときの半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量を算出する。具体的には、通電を所定の時間行ったときの半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈと通電前の半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈとの差（以下「ゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量」ともいう。）を算出する。
【００４７】
なお、ゲート閾値電圧Ｖｔｈとは、コレクタ電流が流れ始めるとき、例えばコレクタ電流が１０ｍＡ流れるときのゲート電圧を表す。また、所定の時間とは、半導体スイッチング素子１５０に通電を開始した後、半導体スイッチング素子１５０の温度変化が安定又は略安定するまでの時間を表す。
【００４８】
判定工程は、ゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量に基づいて、半田が劣化しているか否かを判定する。具体的には、例えばゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量が所定の値よりも大きい場合には、半田が劣化していると判定し、ゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量が所定の値よりも小さい場合には、半田が劣化していないと判定する。
【００４９】
所定の値は、用いる半導体スイッチング素子１５０に応じて設定することができ、例えば半導体装置に対して温度サイクル試験等の加速試験による通電を行い、予め半田劣化を生じさせたときのゲート閾値電圧Ｖｔｈに設定することが好ましい。これにより、半田劣化をより正確に検出することができる。
【００５０】
次に、本実施形態に係る半導体装置の検査方法の作用・効果について説明する。図３は、半導体スイッチング素子１５０の接合温度Ｔｊ−ゲート閾値電圧Ｖｔｈ特性の概略を例示するグラフである。
【００５１】
図３に示すように、接合温度Ｔｊが変化すると、ゲート閾値電圧Ｖｔｈは変化する。具体的には、図３に示すように、通電（以下「損失印加」ともいう。）することにより接合温度Ｔｊが高くなると、ゲート閾値電圧Ｖｔｈは、通電する前（以下「常温」ともいう。）のゲート閾値電圧Ｖｔｈよりも小さくなる。
【００５２】
図４は、本実施形態に係る半導体装置に局所通電するときの半導体装置の概略を例示する断面図である。図４に示す半導体装置においては、ボンディングワイヤ１６０が半導体スイッチング素子１５０の中心からずれた所定の位置にのみ接続されている。
【００５３】
以下、図４に示す半導体装置にボンディングワイヤ１６０を介して局所通電したときの半導体スイッチング素子１５０の温度変化について説明する。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に局所通電したときの半導体スイッチング素子１５０の温度変化のシミュレーション結果を例示する図である。具体的には、図５は、図４のＸ方向に半導体スイッチング素子１５０を１０つの領域Ｐ１〜Ｐ１０に分割し、領域Ｐ２に通電（局所通電）したときの通電時間（ｓ）と領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊ（℃）との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００５５】
図６は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に局所通電したときの半導体装置の温度変化のシミュレーション結果を例示する図である。具体的には、図６は、領域Ｐ２に通電したときの領域Ｐ１〜Ｐ１０における半導体装置の各層の温度変化のシミュレーション結果を示すマッピング図である。
【００５６】
なお、各層とは、放熱板１１０、第１の回路パターン１３１、絶縁基板１３０、第２の回路パターン１３２、第２の半田層１４０及び半導体スイッチング素子１５０を表す。
【００５７】
また、接合温度の温度変化ΔＴｊは、通電する前の接合温度ＴｊをＴｊ１、所定の時間通電したときの接合温度ＴｊをＴｊ２とすると、以下の式（１）により算出される。
【００５８】
ΔＴｊ＝Ｔｊ２−Ｔｊ１  …（１）
図５（ａ）は、領域Ｐ２の絶縁基板１３０と半導体スイッチング素子１５０とを接合する第２の半田層１４０（図６の領域Ｄ）に、例えばクラック等の半田劣化が生じている（以下「劣化品」ともいう。）場合のシミュレーション結果である。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、領域Ｐ２に通電した場合、通電時間の経過と共に、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きくなる。そして、所定の時間、例えば１．０ｓ経過すると、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても、接合温度の温度変化ΔＴｊは一定又は略一定となる。
【００６０】
また、通電させた領域が発熱しやすいため、図５（ａ）及び図６に示すように、領域Ｐ２における接合温度の温度変化ΔＴｊが、他の領域における接合温度の温度変化と比較して、２０℃程度大きい。
【００６１】
一方、図５（ｂ）は、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０にも半田劣化が生じていない（以下「良品」ともいう。）場合のシミュレーション結果である。
【００６２】
図５（ｂ）に示すように、領域Ｐ２に通電した場合、通電時間の経過と共に、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きくなる。そして、所定の時間、例えば１．０ｓ経過すると、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても、接合温度の温度変化ΔＴｊは一定又は略一定となる。
【００６３】
また、図５（ｂ）に示すように、領域Ｐ２における接合温度の温度変化ΔＴｊが、他の領域における半導体スイッチング素子１５０の接合温度の温度変化と比較して、５℃程度大きい。
【００６４】
すなわち、領域Ｐ２に半田劣化がある場合（劣化品）とない場合（良品）とでは、領域Ｐ２に通電したときの領域Ｐ２における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きく異なる。すなわち、劣化品は、良品よりも領域Ｐ２における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きくなる。
【００６５】
図７は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に局所通電したときの半導体スイッチング素子１５０の接合温度Ｔｊとゲート閾値電圧Ｖｔｈとの関係の概略を例示するグラフである。
【００６６】
前述したように、劣化品に対しては、通電させた領域の接合温度の温度変化ΔＴｊが他の領域の接合温度の温度変化ΔＴｊよりも大きい。このため、図７に示すように、劣化品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｇｅ２は、良品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｇｅ１よりも大きくなる。すなわち、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に局所通電すると、劣化品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｇｅ２と、良品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｇｅ１との比であるΔＶｇｅ２／ΔＶｇｅ１（以下「熱抵抗悪化率」ともいう。）が、大きく測定される。
【００６７】
これにより、半導体スイッチング素子１５０に生じる半田劣化を高い感度で検出することができる。また、半田劣化が局所的に発生した場合でも、半田劣化を高い感度で検出することができる。
【００６８】
次に、半導体装置の検査方法の比較のために、半導体スイッチング素子１５０に全体通電する場合について、図８から図１１を参照しながら説明する。
【００６９】
図８は、本実施形態に係る半導体装置に全体通電するときの半導体装置の概略を例示する断面図である。図８に示す半導体装置は、ボンディングワイヤ１６０が半導体スイッチング素子１５０の全体に接続されている。
【００７０】
以下、図８に示す半導体装置にボンディングワイヤ１６０を介して全体通電したときの温度変化について説明する。
【００７１】
図９は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に全体通電したときの半導体スイッチング素子１５０の温度変化のシミュレーション結果を例示する図である。具体的には、図９は、全体通電したときの通電時間（ｓ）と領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊ（℃）との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００７２】
図１０は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に全体通電したときの半導体装置の温度変化のシミュレーション結果を例示する図である。具体的には、図１０は、全体通電したときの領域Ｐ１〜Ｐ１０における半導体装置の各層の温度変化のシミュレーション結果を示すマッピング図である。
【００７３】
図９（ａ）は、領域Ｐ２の絶縁基板１３０と半導体スイッチング素子１５０とを接合する第２の半田層１４０（図１０の領域Ｄ）に、例えばクラック等の半田劣化が生じている場合のシミュレーション結果である。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、半導体スイッチング素子１５０に全体通電した場合、通電時間の経過と共に、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きくなる。そして、所定の時間、例えば１．０ｓ経過すると、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても、接合温度の温度変化ΔＴｊは一定又は略一定となる。
【００７５】
また、図９（ａ）及び図１０に示すように、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊは、前述した局所通電の場合と異なり、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても大きくなっている。
【００７６】
一方、図９（ｂ）は、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０にも半田劣化が生じていない場合のシミュレーション結果である。
【００７７】
図９（ｂ）に示すように、半導体スイッチング素子１５０に全体通電した場合、通電時間の経過と共に、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊが大きくなる。そして、所定の時間、例えば１．０ｓ経過すると、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても、接合温度の温度変化ΔＴｊは一定又は略一定となる。
【００７８】
また、半導体スイッチング素子１５０の全体に通電しているため、図９（ｂ）に示すように、領域Ｐ１〜Ｐ１０における接合温度の温度変化ΔＴｊは、いずれの領域Ｐ１〜Ｐ１０においても劣化品の場合と同様に大きくなっている。
【００７９】
すなわち、半導体スイッチング素子１５０に全体通電した場合には、劣化品と良品との間に、接合温度の温度変化ΔＴｊに大きな差が見られない。
【００８０】
図１１は、本実施形態に係る半導体スイッチング素子１５０に全体通電したときの半導体スイッチング素子１５０の接合温度Ｔｊとゲート閾値電圧Ｖｔｈとの関係の概略を例示するグラフである。
【００８１】
前述したように、劣化品と良品との間における接合温度の温度変化ΔＴｊに大きな差がない。このため、図１１に示すように、劣化品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｇｅ２は、良品の通電前後のゲート閾値電圧Ｖｔｈの差ΔＶｔｈ１とほとんど同じ値となる。すなわち、半導体スイッチング素子１５０に全体通電すると、熱抵抗悪化率ΔＶｇｅ２／ΔＶｇｅ１が小さく測定される。このため、半導体スイッチング素子１５０に生じる半田劣化を検出することが困難である。
【００８２】
以上に説明したように、本実施形態に係る半導体装置の検査方法によれば、半田を介して基板上に実装された半導体スイッチング素子１５０と、半導体スイッチング素子１５０の電極に接続されるボンディングワイヤ１６０とを備える半導体装置の検査方法であって、半導体スイッチング素子１５０の電極の中心からずれた所定の位置に接続されたボンディングワイヤ１６０を介して半導体スイッチング素子１５０に通電する通電工程と、通電を所定の時間行ったときの半導体スイッチング素子１５０のゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量を算出する算出工程と、ゲート閾値電圧Ｖｔｈの変化量に基づいて、半田が劣化しているか否かを判定する判定工程とを有する。このことから、半導体装置に生じる半田劣化を高い感度で検出することができる。
【００８３】
以上、半導体装置の検査方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００８４】
上述した実施形態では、切替手段１８０により通電する箇所を切り替えることにより局所通電する形態について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。例えば、外部電源から特定のボンディングワイヤ１６０に通電することにより局所通電する形態であってもよい。この場合、エミッタ電極用バスバー１７３を外部からアクセス可能な場所に引き出しておくことが好ましい。
【符号の説明】
【００８５】
１５０  半導体スイッチング素子
１５３  エミッタ電極
１６０〜１６３  ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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